20 تیر 1391

اصول كلی سیستم های برق خورشیدی و كاربرد آنها

مولف: مدیر سیستم   /  دسته: دسته بندی نشده   /  رتبه دهید:
4/7

اصول كلی سیستم های خورشیدی و كاربرد آنها
خورشید ؛ سیاره ای كه بدون هیچ چشمداشت و منتی گرمای وجودی خود را بر ما ارزانی داشته تا ما از این موقعیت و به بهترین شكل برای مصارف خود بهره ببریم . سیاره قدرتمندی كه نه دی اكسید كربن تولید می كند ، نه برای ما خرج می تراشد و نه تمام می شود .

در قرن حاضر به دلیل رو به اتمام بودن و بالا بودن بهای انرژی در جهان ، بشر به این سمت می رود كه از ،منابع انرژی ارزان ، فراوان و تمام نشدنی كه در اصطلاح تجدید پذیر نام گرفته اند، بهره گیرد. كه در این میان یكی از فراوان ترین و گسترده ترین، از این انرژی ها انرژی خورشیدی یا همان بهره گیری از نور خورشید در تولید انرژی می باشد.

شیوه ی كلی عملكرد یك سیستم خورشیدی :

سولار سل ها یا همان سلول های خورشیدی صفحاتی هستند كه از جنس نیمه هادی می باشند و طبق فرآیند شكل زیر از برخورد  ذرات نور و حامل های انرژی خورشید (فوتون ها) باعث شارش یا جاری شدن جریان الكتریكی بین قطب های آن یا همان كلمه ی عامیانه ی تولید برق می شود.

نسل جدید سولار سل ها همان گل های خور شیدی كه در بالا سمت راست ودر پایین مشاهده  می كنید ، میباشند كه از بالا نور را دریافت كرده و در شب از پایین خود نور را توسط چراغ هایی تحویل می دهند.

 احتمال زیاد ماشین حسابهای خورشیدی را دیده اید كه حتی دكمه خاموش ندارند . دستگاه هایی كه نیاز مبرم به باتری ندارند و تا زمانی كه نور به اندازه كافی وجود داشته باشد زنده خواهند ماند . این تكنولوژی به سالهای قبل برمی گردد اما امروزه نیز پنل های خورشیدی بزرگتری را در جاده ها و كارخانجات می بینید مثل چراغ های راهنمایی خورشیدی ، لامپهای روشنایی جاده ها و حتی آبگرمكن های خورشیدی و خب لابد با خود فكر كرده اید كه اصلا مكانیزم و فرآیند تولید انرژی الكتریكی از انرژی خورشیدی چگونه است . با ما همراه باشید .

خورشید و هر منبع نوری دیگر به همراه خود انرژی دارند . معمولا هنگامی كه نور به یك شی برخورد می كند به گرما تبدیل می شود مثل موقعی كه شما زیر آفتاب دراز می كشید . اما در برخی مواردانرژی نور بعد از تابش به یك سری مواد بخصوص ، به انرژی الكتریكی تبدیل می شود كه ما بعدا آن را به جریان الكتریكی قابل استفاده تبدیل می كنیم .

در روشهای قدیمی تبدیل انرژی خورشید به برق ، از كریستالهای سیلیكونی بزرگ استفاده می شد . سیلیكون از پس این كار برمی آید چون الكترونها بعد از تابش نور ، به جای اینكه در جای خود به جنبش دربیاید ، به حركت می افتد و جریان الكتریكی تولید می شود اما عیب آنها بزرگ بودن كریستالها و هزینه بالای ارتقا دادن كریستال ها بود .

امروزه با وجود پیشرفت های پی در پی در زمینه تكنولوژی ساخت قطعات و كوچكتر و ارزان تر كردن بسته های سیلیكونی مثل copper-indium-gallium-selenide كه قابلیت فرم دهی به فیلم های منعطف را دارند . هرچند این فیلم های باریك به توانمندی سیلیكون در تبدیل انرژی خورشیدی به الكتریسیته نیستند . استفاده از انرژی خورشید در حال حاضر دست كم ۵ برابر گران تر از مصرف برق معمولی هزینه دارد به همین دلیل هنوز به صورت فراگیر از آن استفاده نمی شود در واقع فعلا بیشتر دولت از آن بهره می برد و كار به استفاده شخصی نكشیده .

چگونه یك سلول خورشیدی انرژی نور را به برق تولید می كند ؟

 

 

قبل از همه بگویم كه سلول های خورشیدی را با یك نام دیگر یعنی فتوولتاییك ( photovoltaic ) نیز میشناسند كه فتو به معنی نور و ولتاییك به معنی الكتریسیته می باشد .همه این سلول ها در خود یك یا چند میدان الكتریكی دارند كه باعث ایجاد ولتاژ می شوند .

در یك كریستال ، پیوندها ( بین اتم های سیلیكون) از الكترون تشكیل شده اند كه بین تمام اتم های كریستال تقسیم شدند . وقتی نور به سطح كریستال می تابد جذب می شود . این نور باعث تحریك یكی از الكترونها در یكی از اتمها می شود و آن را به سطوح بالاتر انرژی ( دوستانی كه درس فیزیك الكترونیك را پاس كرده اند كاملا متوجه عرائض بنده می شوند ) هدایت می كند . این الكترون با این انرژی و با استفاده از میدان الكتریكی موجود ، در یك مسیر مشخص و با آزادی بیشتر نسبت به حالت قبلی كه در بند بود حركت می كند و حركت آزادانه الكترون به معنی ایجاد جریان می باشد .  با وصل كردن سیم مسی به بالا و پایین این سلول خورشیدی می توان جریان تولید شده را به تسخیر در آورد .

 

 

چگونگی تبدیل نور به برق 

این جریان به همراه ولتاژ حاصل از میدان الكتریكی ، توان الكتریكی را تشكیل می دهند . این همان توانی است كه مشخصه یك سلول خورشیدی می باشد یعنی فرضا می گویند این سلول ۵ وات هست .

معمولا سلول هایی كه ۱۲ ولتی هستند بین ۱۶ تا ۲۰ ولت خروجی می دهند كه برای رگوله كردن این ولتاژ از كنترل كننده شارژ استفاده می كنند . كار این كنترل كننده دقیقا مثل رگولاتورهای ولتاژ می باشد . از خروجی این كنترل كننده اگر مدار DC باشد مستقیما به آن می رود اما اگر مصرف كننده AC باشد باید ولتاژ خروجی كنترل كننده را ابتدا به باتری های قابل شارژ داد ( برای استفاده در زمانی كه خورشید نیست ) سپس به یك مدار اینورتور كه وظیفه اش تبدیل سیگنا DC به AC می باشد .

نمونه ای از سیستم كنترل كنند و كاربردی شارژ باتری سولار و سیستم ها
و
مراحل استفاده از انرژی خورشیدی برای مصرف كننده

 

 

 

 

 

تعداد مشاهده (1487)       نظرات (2)

نظرات کاربران درباره خبر "اصول كلی سیستم های برق خورشیدی و كاربرد آنها"


نظرتان را بیان کنید

نام:
پست الکترونیکی:
نظر:
کد بالا را در محل مربوطه وارد نمایید