برق خورشیدی و پنل خورشیدی
با پیشرفت تکنولوژی و دسترسی به فناوری‌های جدید، استفاده از منابع مختلف انرژی ساده‌تر از قبل شده و انرژی های تجدیدپذیر مانند خورشید، به‌راحتی جایگزین منابع تجدیدناپذیر می‌شوند. انرژی خورشیدی را می‌توان درزمینه‌های مختلف استفاده کرد و مهم‌ترین آن‌ها تولید برق خورشیدی است. این فرآیند با کمک ابزارها و سیستم‌های مخصوص انجام می‌شود و هم درزمینه تجاری و هم درزمینه خانگی قابل استفاده است. در این مطلب، ضمن معرفی سیستم برق‌های خورشیدی، چگونگی استفاده از انرژی خورشید برای تولید برق را توضیح خواهیم داد. همراه ما باشید.
برق خورشیدی چیست؟
فرآیند تامین و تولید برق از طریق خورشید را در اصطلاح برق خورشیدی می‌نامند. این فرآیند با استفاده از ابزارهای مخصوص یا پنل خورشیدی انجام می‌شود. پنل خورشیدی یک سامانه کاربردی برای تبدیل انرژی تابشی خورشید به انرژی الکتریکی است. خورشید به‌عنوان یکی از نیرومندترین منابع نور در دسترس، اصلی‌ترین گزینه برای تولید برق محسوب می‌شود، البته بهره‌وری این سیستم به شرایط جوی و کیفیت تابش نور خورشید بستگی دارد.
از ویژگی‌های مهم پنل‌های خورشیدی می‌توان به توانایی تامین برق در مواقع اضطراری و امکان استفاده در مناطق دورافتاده‌ای که به شبکه برق شهری دسترسی ندارند، اشاره کرد. این فناوری نیازی به مصرف آب برای تولید برق ندارد و در مکان‌های مختلفی همچون بیمارستان‌ها، ویلاهای سقف‌شیب‌دار، بانک‌ها، مجتمع‌های مسکونی، بزرگراه‌ها، پایه‌های چراغ راهنمایی، دکل‌های مخابراتی، پارک‌ها و…. مورداستفاده قرار می‌گیرد.
پنل‌ها با جذب نور خورشید، فوتون‌ها را دریافت کرده و آن‌ها را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کنند و این انرژی را می‌توان برای شارژ یا راه‌اندازی مدارهای الکتریکی استفاده کرد. هر پنل خورشیدی از مجموعه سلول‌های خورشیدی تشکیل شده و این سلول‌ها نیز از لایه‌هایی از جنس سیلیکون ساخته شده‌اند. لایه‌های حاوی فسفر بار منفی و لایه‌های دارای بور بار مثبت تولید می‌کنند. به‌طور ساده، پنل خورشیدی با جذب فوتون‌ها (ذرات نور) موجب آزاد شدن الکترون‌ها از اتم‌ها و در نتیجه ایجاد جریان الکتریسیته می‌شود. به‌عبارت دیگر، پنل‌های خورشیدی از سلول‌های کوچکی به نام سلول‌های فتوولتائیک تشکیل شده‌اند که وظیفه تبدیل نور خورشید به جریان برق را برعهده دارند.
برق خورشیدی چه کاربردهایی دارد؟
ازآنجایی‌که انرژی خورشیدی، منبعی قدرتمند بوده و استفاده از آن محدودیت چندانی ندارد، سیستم‌های وابسته به آن، دارای مصارف صنعتی و خانگی متعددی هستند. برق خورشیدی که مهم‌ترین فرآورده این منبع انرژی است را می‌توان درزمینه‌های مختلف استفاده کرد که عبارت‌اند از:
گرمایش ساختمان
یکی از کاربردهای متداول پنل خورشیدی، تامین آب گرم برای سیستم‌های گرمایشی منازل و ساختمان‌ها است. لوله‌هایی که روی سقف نصب شده‌اند، پس از جذب گرمای خورشید، آب را گرم کرده و به داخل سیستم گرمایشی منتقل می‌کنند.
تولید برق موردنیاز ساختمان
برای به گردش درآوردن آب در یک ساختمان معمولا از پمپ استفاده می‌شود. هرچند این پمپ می‌تواند از برق شهری تغذیه شود، اما استفاده از انرژی خورشیدی برای راه‌اندازی آن روشی مقرون‌به‌صرفه و پایدارتر است. پنل‌ها انرژی خورشید را به برق تبدیل می‌کنند و این برق پس از عبور از اینورتر به جریان AC بدل شده و قادر است روشنایی، پمپ‌ها و دیگر تجهیزات را تغذیه کند.
شارژ باتری‌ها با انرژی خورشیدی
آیا تاکنون به استفاده از انرژی خورشیدی برای شارژ باتری‌ها فکر کرده‌اید؟ این سیستم‌ها می‌توانند در راه‌اندازی پمپ‌های آب، فن‌های سقفی یا تجهیزات DC مفید باشند. ذخیره‌سازی برق در طول روز و بهره‌برداری در شب یکی از مزایای قابل‌توجه این فناوری است.
گرمایش آب استخر
تامین آب گرم برای استخر، به‌ویژه در روزهای سرد سال از دیگر کاربردهای برق خورشیدی است. استفاده از سیستم گرمایش خورشیدی برای گرم کردن آب استخر به کمک پوشش‌های مخصوص یا صفحات حرارتی نصب‌شده بر پشت‌بام انجام می‌شود که گزینه‌ای پایدار و کم‌هزینه محسوب می‌شوند.
تامین انرژی برای سیستم‌های تهویه هوا
استفاده از سیستم‌های تهویه‌ای که با انرژی خورشیدی کار می‌کنند، نقش مهمی در کاهش هزینه‌های برق مصرفی دارد. فن‌های تهویه در مکان‌هایی مانند سرویس بهداشتی، آشپزخانه و حمام که در طول روز فعالیت دارند، با کمک انرژی خورشید می‌توانند بدون فشار به شبکه برق فعالیت کنند.
تامین روشنایی محوطه و فضای باز
در مناطقی که دسترسی به برق شهری با محدودیت‌هایی روبه‌رو است، پنل‌های خورشیدی با روشنایی خورشیدی جایگزین مناسبی برای تامین نور در شب هستند. پنل‌های برق خورشیدی در طول روز، انرژی را در خود ذخیره می‌کنند و این انرژی ذخیره‌شده در شب برای روشنایی باغچه‌ها، حیاط یا مسیرهای رفت‌وآمد استفاده می‌شود.
انواع پنل‌های خورشیدی
به‌کارگیری پنل‌های خورشیدی یکی از جدیدترین نوآوری‌ها در راستای بهینه‌سازی مصرف انرژی است. استفاده از سیستم‌های خورشیدی نه‌تنها گزینه‌ای هوشمندانه برای کاهش هزینه‌های مصرفی ساختمان محسوب می‌شود، بلکه به ارتقای سلامت انسان و حفاظت از منابع طبیعی برای آیندگان نیز کمک شایانی می‌کند. انواع پنل های خورشیدی که ابزار دسترسی به این فناوری هستند و اغلب از مواد سیلیکونی ساخته می‌شوند، در دو گروه اصلی جای می‌گیرند که شامل پنل‌های مونوکریستالین و پلی‌کریستالین (یا مولتی‌کریستالین) و پنل‌های مبتنی‌بر سیلیکون بی‌شکل (Amorphous Silicon) می‌شود.
هر یک از این انواع، ویژگی‌های متفاوتی ازنظر هزینه، راندمان و طول عمر دارند و کاربردهای متنوعی را پوشش می‌دهند. گروه اول، از کریستال‌های منظم سیلیکونی ساخته می‌شوند و بازده آن‌ها معمولا بین ۱۲ تا ۱۹ درصد است. مونوکریستالین‌ها دارای ساختاری یکنواخت‌تر هستند که باعث بازده بالاتر ولی هزینه بیشتر می‌شود، درحالی‌که پلی‌کریستالین‌ها ساختار درهم‌تری دارند و مقرون‌به‌صرفه‌تر هستند.
در پنل‌های گروه دوم، سلول‌های خورشیدی بدون ساختار کریستالی مشخص در کنار یکدیگر قرار گرفته‌اند. ازآنجایی‌که در تولید این پنل‌ها از لایه‌های نازک نیمه‌رسانا استفاده می‌شود، هزینه ساخت آن‌ها پایین‌تر است. این نوع پنل‌ها ظاهری زیباتر دارند اما بازده آن‌ها بین ۵ تا ۱۱ درصد است. از مزایای مهم پنل‌های نازک می‌توان به این مورد اشاره کرد که با وجود راندمان پایین‌تر، قیمت مناسب‌تری دارند و برای پروژه‌هایی که در فضای وسیع اجرا می‌شوند، انتخابی اقتصادی محسوب می‌شوند.
سخن پایانی
برق خورشیدی به‌عنوان یکی از پاک‌ترین و دردسترس‌ترین منابع انرژی تجدیدپذیر، نقش مهمی در آینده انرژی جهان دارد. این فناوری علاوه‌بر کاهش آلاینده‌ها، به حفظ منابع تجدیدناپذیر کمک کرده و هزینه‌های تامین انرژی برق و استفاده از آن را به‌طور قابل‌توجهی کاهش می‌دهد. برای دسترسی به انرژی خورشیدی و ابزارهای موردنیاز، می‌توانید از خدمات مجموعه برقرسان استفاده کنید. نصب پنل‌های خورشیدی جایگزینی هوشمندانه و مقرون‌به‌صرفه برای برق شهری است و مجموعه برقرسان دسترسی به آن را در تمام فضاها امکان‌پذیر می‌کند.