صفحه خورشیدی یا پنل خورشیدی ابزاری است که از مونتاژ سلول‌های خورشیدی به وجود می‌آید. در حقیقت کار پنل خورشیدی این است که انرژی و نور خورشید را به انرژی الکتریکی تبدیل کرده و در باتری ذخیره می کند و برای مصرف برق کاربران در دسترس قرار می گیرد. صفحه های خورشیدی، از ترکیبات نیمه هادی ساخته می شوند که وظیفه آن‌ها تبدیل انرژی نورانی به انرژی الکتریکی مصرفی می‌باشد. این پنل ها با نام فتوولتائیک (PhotoVoltaic) یا سولار (Solar) شناخته نام برده می شود.
حسن این پنل های خورشیدی این است که انرژی تجدید پذیر آفتاب را گرفته و به الکتریسیته تبدیل می کنند، که با کمک این الکتریسیته میتوان مدارهای الکتریکی را شارژ نمود. پنل های خورشیدی شامل سلول خورشیدی متعددی هستند که هر یک، از لایه های سیلیکونی، لایه های فسفری (که برای تولید بار منفی هستند) و لایه های بور ( به منظور تولید بار مثبت) تشکیل شده اند.
وییژگی های پنل های خورشیدی
نیمه هادی ها که به طور معمول از سیلیکون هستند در زیر یک شیشه ای که انعکاس نداشته باشد نصب شده اند تا از انرژی دریافتی از فوتون‌های نور خورشید برق DC را تولید کنند. از این رو پنل‌های خورشیدی به طور کلی در پشت بام‌ها یا سطوحی که نور خورشید را به طور تمام و کمال دریافت می کنند ، نصب میشوند.
صفحه های خورشیدی، از ترکیبات نیمه هادی مثل سیلیکون ساخته میشوند که کار آن ها تبدیل انرژی نورانی خورشید به انرژی الکتریکی است. از کنار هم قرار دادن تعدادی سلول خورشیدی (Solar Cell) یک ماژول خورشیدی (Solar Module) ساخته می‌شود. از قرار دادن چند ماژول خورشیدی (Solar Module) در کنار هم یک پنل 0خورشیدی (Solar Panel) ساخته می‌شود.
برای مصارف بزرگ ردیف‌های زیادی از پنل خورشیدی (Solar Panel) درکنار هم قرار می‌گیرند و یک آرایه خورشیدی (Solar Array) را تشکیل می‌دهند. ولی در کل از نظر عملکرد و نحوه کارکرد تفاوتی ندارند.
پنل های خورشیدی چگونه کار می کنند؟
پنل خورشیدی از تجمع چندین سلول خورشیدی ساخته می شود. سلول های خورشیدی مثل نیمه رساناها عموما از سیلیکون ساخته می شوند. ساختار آن ها از یک لایه مثبت و یک لایه منفی تشکیل شده است که با هم یک میدان الکتریکی مانند میدان باتری تشکیل می دهند.
در حقیقت پنل های خورشیدی فوتون ها را جذب کرده و جریان الکتریکی تولید می کنند. انرژی تولید شده به وسیله فوتون ها به الکترون ها این امکان را می دهد که از مدار اتمی خود خارج و در میدان الکتریکی تولید شده توسط سلول های خورشیدی رها شوند. این میدان الکتریکی الکترون های آزاد را در جریان الکتریکی هدایت می کند. به این روند اثر فوتوولتائیک کی گویند.
سقف یک خانه فضای کافی برای نصب پنل های خورشیدی لازم برای تولید انرژی الکتریکی ساختمان را دارد. به علاوه پنل های خورشیدی در طول روز انرژی الکتریکی اضافی تولید کرده و در باتری ذخیره می کنند و در هنگام تاریکی مورد استفاده قرار می گیرد.
در کنار تجهیزات برق خورشیدی سانورتر ها قرارمی گیرند که مانع از ذخیره بیش از اندازه انرژی در باتری و در نتیجه انفحار آن شوند و به صورت خودکار بعد از پر شدن باتری ذخیره انرژی را قطع می کنند.
سیستم خورشیدی جریان مستقیم برق مصرفی را به کمک کنترل کننده شارژ به بانک باتری منتقل می کند.
سپس انرژی ذخیره شده در بانک باتری به معکوس کننده منتقل شده و جریان مستقیم به جریان متناوب تبدیل می شود و برای دستگاه هایی که با جریان مستقیم کار نمی کنند، کابرد دارند.
بر اساس اندازه و قابلیت معکوس کننده، اندازه سیستم خورشیدی را مشخص می کنند. جریان متناوب برای تجهیزات برقی منازل یا مجتمع های تجاری، وسایل نقلیه مثل اتومبیل ها و قایق ها وسایل ارتباطی، شرکت های نفت و گاز و… مورد استفاده قرار می گیرد.
پنل خورشیدی چگونه تولید برق می کند؟
هنگامی که فوتون ها به یک سلول خورشیدی برخورد می کنند، الکترون ها از اتم هایشان جدا می شوند. در صورتی که کنداکتور ها به مثبت و منفی سلول وصل شوند، یک مدار الکتریکی تشکیل می دهند. زمانی که الکترون ها در یک مدار شناور می شوند، الکتریسیته تولید می کنند. پنل خورشیدی متشکل از چندین سلول خورشیدی است و صفحات به وسیله سیم کشی به یکدیگر متصل می شوند تا یک آرایه خورشیدی را تشکیل دهند. هر چقدر تعداد صفخات خورشیدی بیشتری به کار رفته در سیستم بیشتر باشد انرژی الکتریکی بیشتری تولید خواهد شد.
پنل خورشیدی برق جریان مستقیم یا DC تولید می کنند. در برق DC الکترون ها در یک مسیر اطراف یک مدار شناور می شوند. این موضوع نشان می دهد یک باتری، برق یک لامپ را تامین می کند. الکترون ها از سمت منفی حرکت کرده و از مسیر مصرف کننده (لامپ) به سمت مثبت باتری جریان می یابد. با برق جریان متناوب یا AC، الکترون ها حرکت کرده و در مسیر معینی مانند سیلندر موتور ماشین حرکتشان ادامه میابد .
همانطور که مطلع هستید شبکه برق ایران جریان AC می باشد، چرا که برای انتقال در مسافت های طولانی هزینه کمتری صرف می شود. توجه داشته باشید که پنل های خورشیدی برق DC تولید می کنند. اکنون سوال این است که چطور برق DC را به شبکه AC تزریق کنیم؟
پاسخ بسیار ساده است. این کار به کمک دستگاهی به نام اینورتر که مخصوص سیستم خورشیدی است، به کار گرفته می شود. به عبارتی در انتهای پنل ها، اینورترهای خورشیدی را قرار می دهیم. با توجه به ابعاد نیروگاه می توانیم از یک یا چند اینورتر استفاده کنیم.. برای اطلاع از مطالب بیشتر در این زمینه پیشنهاد می کنیم صفحه اینستاگرام ما را دنبال نمایید..