فروش ویژه خدمات مجموعه برقرسان | انرژی خورشیدی با تخفیف های باورنکردنی آغاز شد.
هنگام طراحی یک سیستم برق خورشیدی، باید با توجه به کاربرد مورد نظر، یکی از آنها را انتخاب کرد. این کار، مستلزم شناخت انواع سلولهای خورشیدی است. در این آموزش با انواع پنل های خورشیدی آشنا خواهیم شد.
سیلیکون کریستالی (Crystalline Silicon) با نماد c-Si، شکل کریستالی سیلیکون (Si) است که در فرایند ساخت صفحات خورشیدی کریستالی (فتوولتائیک یا PV مونوکریستالی و پلیکریستالی) در فناوری فتوولتائیک بسیار مورد استفاده قرار میگیرد.
تقریباً 90 درصد فناوری فتوولتائیک بر اساس سیلیکون است که بیشتر در صفحات خورشیدی سیلیکون کریستالی مورد استفاده قرار میگیرد.
در فناوری فتوولتائیک، معیارهای بسیاری برای استفاده از سیلیکون وجود دارد، اما مهمترین آن، خلوص سیلیکون است؛ به این معنی که هرچه خالصسازی در سیلیکون بیشتر باشد، توانایی صفحه خورشیدی برای تبدیل نور خورشید به الکتریسیته بیشتر خواهد بود.
سیلیکون کریستالی (c-Si) اساس سلولهای PV سیلیکونی پلیکریستالی یا مولتیکریستالی و مونوکریستالی را تشکیل میدهد که در ادامه درباره آنها بحث خواهیم کرد.
مونو به معنای «تک» است. همانطور که از این نام پیداست، سلولهای صفحه خورشیدی مونوکریستالی (Monocrystalline Solar Panels) از یک کریستال سیلیکونی خالص ساخته میشوند.
همچنین، این نوع صفحات، صفحه سیلیکونی تککریستالی نامیده میشوند، زیرا فقط از یک کریستال برای ساخت آرایه استفاده میشود که خلوص صفحه خورشیدی (PV) و ظاهر یکنواخت در ماژول PV را فراهم میسازد.
مزایا:
معایب:
«پلی» به معنی «چند» است. همانگونه که از نام آن پیداست، برای ساختن این سلول خورشیدی، چند کریستال سیلیکونی خالص مختلف با هم ترکیب میشوند. این سلولها راست گوشه هستند و در مقایسه با صفحات خورشیدی مونوکریستالی، سیلیکون کمتری نیاز دارند که باعث میشود هزینه کمتری نیز داشته باشند.
علاوه بر این، سلولهای پلیکریستالی (Polycrystalline Cells) نسبت به سلولهای PV مونوکریستالی بازدهی کمتری دارند (تقریباً ۱۳٫۵ تا 17 درصد). این سلولها پلیسیلیکون یا سیلیکون مولتیکریستالی نیز نامیده میشوند و نخستین بار در سال 1981 به بازار عرضه شدند.
مزایا:
معایب:
سلولهای خورشیدی فیلم نازک (Thin Film Solar Cells) یا TFSC به عنوان سلولهای فتوولتائیک فیلم نازک (Thin Film Photovoltaic Cells) یا TFPV یا ماژولهای PV آمورف نیز شناخته میشوند.
این سلولها نسل دوم سلولهای خورشیدی هستند و از ادغام یک یا چند لایه نازک از مواد PV یا فیلم نازک (TF) روی یک لایه فلز، شیشه، پلاستیک و غیره ساخته میشوند. ضخامت فیلم از چند نانومتر (nm) تا دهها میکرومتر (μm) متغیر است، با این وجود سلول خورشیدی با ضخامت خیلی کمتر از فیلم نازک نیز ابداع شده است. نسل اول سلول خورشیدی سیلیکونی کریستالی (c-SI) از ویفرهای سیلیکونی با ضخامت حداکثر ۲۰۰ میکرومتر استفاده میکنند.
انواع صفحات خورشیدی فیلم نازک بر اساس مواد سازنده آنها به شرح زیر است:
نسل سوم سلولهای خورشیدی فیلم نازک نیز وجود دارند، اما از نظر تجاری به هیچ وجه در دسترس نیستند و محققان امیدوارند که رؤیای استفاده از آنها خیلی زود به واقعیت بپیوندد. این سلولهای خورشیدی عبارتند از:
مزایا:
معایب:
سلول خورشیدی سیلیکونی آمورف (Amorphous Silicon Solar Cell) که زیرمجموعهای از سلول خورشیدی فیلم نازک سیلیکونی است، اخیراً در بازار محبوبیت پیدا کرده است. این نوع سلول خورشیدی، نیاز کمتری (تقریباً یک درصد) به سیلیکون مورد استفاده در سلولهای خورشیدی کریستالی دارد و نسبت به صفحات خورشیدی پلیکریستالی یا مونوکریستالی از بازدهی خیلی کمتری برخوردار است (تقریباً 5 تا 6 درصد).
برای تولید سلول خورشیدی سیلیکونی آمورف، یک یا چند لایه از مواد فتوولتائیک بر روی لایهای به صورت اسپری گاز قرار میگیرند که «رسوب بخار» نامیده میشود.
صفحات خورشیدی فیلم نازک تلورید کادمیوم (Cadmium Telluride Thin Film Solar Panels) مبتنی بر تلورید کادمیوم (CdTe) و فناوری PV (فتوولتائیک) هستند. این صفحات در مقایسه با صفحات خورشیدی سیلیکونی کریستالی در بخش قابل توجهی از بازار، به ویژه در سیستم چند کیلوواتی، مقرون به صرفه هستند.
بازدهی این صفحات خورشیدی در حدود 9 تا 11 درصد است. شرکت First Solar بیش از 5 گیگاوات (GW5) از صفحات خورشیدی فیلم نازک تلورید کادمیوم در سراسر جهان را نصب کرده است. این شرکت رکورد جهانی بازدهی ۱۴٫۴ درصد را برای ماژول فتوولتائیک CdTe در دست دارد.
صفحات خورشیدی فیلم نازک تلورید کادمیوم (Cadmium Telluride Thin Film Solar Panels) مبتنی بر تلورید کادمیوم (CdTe) و فناوری PV (فتوولتائیک) هستند. این صفحات در مقایسه با صفحات خورشیدی سیلیکونی کریستالی در بخش قابل توجهی از بازار، به ویژه در سیستم چند کیلوواتی، مقرون به صرفه هستند.
بازدهی این صفحات خورشیدی در حدود 9 تا 11 درصد است. شرکت First Solar بیش از 5 گیگاوات (GW5) از صفحات خورشیدی فیلم نازک تلورید کادمیوم در سراسر جهان را نصب کرده است. این شرکت رکورد جهانی بازدهی ۱۴٫۴ درصد را برای ماژول فتوولتائیک CdTe در دست دارد.
تولید تجاری سلولهای PV انعطافپذیر سلنید گالیوم ایندیوم مس (Copper Indium Gallium Selenide Solar Cells) یا CIGS/CIS در سال 2011 در کشور آلمان آغاز شد. این سلولها از ترکیب مس، ایندیوم، گالیوم و سلنید روی لایهای مانند پلاستیک یا شیشه، به همراه آند و کاتد (الکترودها) در پشت و قسمت جلو برای تأمین توان خروجی الکتریکی ساخته میشوند. سلولهای صفحه خورشیدی CIGS یا CIS مقاومت دمایی بالایی دارند و در آب و هوای گرم بهتر کار میکنند. بنابراین، هنگامی که سلولها روی شیشه گذاشته میشوند، کارایی بهتری دارند.
میزان بازدهی صفحات خورشیدی CIGS معمولاً حدود 11 تا 14 درصد است. با این حال، بالاترین مقداری که تیم پژوهشگر آزمایشگاه ملی انرژی تجدیدپذیر به آن دست یافتند، ۱۹٫۹ درصد است، علاوه بر این، در اکتبر 2013 نیز به بهترین بازدهی یعنی ۲۰٫۸ درصد رسیدند. همچنین، دانشمندان در آزمایشگاههای علوم و فناوری مواد فدرال سوئیس سلولهای CIGS ساخته شده از ورقهای پلیمری انعطافپذیر را با رکورد جدید بازدهی ۲۰٫۴ درصد توسعه دادند.
فتوولتائیک یکپارچه ساختمان (Building Integrated Photovoltaic Panels) یا BIPV برای بخشی از ساختمان همچون دیوارها، پشت بام، سر درها، پنجرهها و غیره که ممکن است با مواد فتوولتائیک تناسب داشته باشند، طراحی میشود (توفالهای خورشیدی بهترین نمونه فتوولتائیک یکپارچه ساختمان هستند).
متأسفانه، فتوولتائیک یکپارچه ساختمان در مقایسه با سایر سلولها و صفحات PV، سیستم بسیار گران و کمکارآمدتری است. بنابراین، ترکیب سیستمهای BIPV برای مصارف خانگی و محدود توصیه نمیشود. این نوع صفحات در پروژههای عظیمی همچون نیروگاه 10 مگاواتی در بیابانی نزدیک لاس وگاس به کار رفتهاند.
این سیستم برق خورشیدی یا PV، متفاوت با آن چیزی است که در بالا ذکر شد. این صفحات الکتریسیته تولید نمیکنند بلکه از طریق خورشید، گرمای لازم برای گرم کردن آب استخر یا مصارف عمومی در خانه تأمین میکنند. از برخی از صفحات حرارتی خورشیدی میتوان برای گرم کردن و تهویه هوا نیز استفاده کرد.
یک ماده آلی (مادهای نیمهرسانا که ویژگیهایی بین نارسانا و رساناها دارد و به منظور هدایت الکتریکی مورد استفاده قرار میگیرد) توسط یک ماده رسانای غیرآلی احاطه میشود تا لایههای فتوولتائیک را تشکیل دهد. بازدهی این لایهها نسبت به لایه تک ماده بیشتر است و مزایای هر دو نیمهرسانای آلی و غیرآلی را نیز دارد. سلولهای PV هیبریدی به واسطه فرایند R2R، هزینه پایینی دارند.
صفحات خورشیدی هیبریدی نسبت به صفحات PV پلیکریستالی یا مونوکریستالی خیلی پرهزینه هستند. اگر روی بام فضای زیادی وجود داشته باشد، استفاده از سیستم صفحه خورشیدی هیبریدی توصیه نمیشود، زیرا در مقایسه با تولید همان مقدار توان الکتریکی توسط صفحات خورشیدی کریستالی، منجر به هزینه بیشتری میشوند.
تصمیمگیری در مورد اینکه بهترین صفحه خورشیدی کدام است، کمی دشوار است. همانطور که میدانیم «هزینه» و «فضا» معیارهای اصلی برای انتخاب صفحه PV مناسب هستند. بنابراین، به طور خلاصه راجع به این موضوع بحث خواهیم کرد.
از آنجایی که اکثر ما فضای بزرگی روی بام، پنجرهها و غیره نداریم، صفحه خورشیدی فیلم نازک و پس از آن صفحات خورشیدی کریستالی بهترین گزینه خواهند بود. اگر اندازه برایمان اهمیت داشته باشد، باید به دنبال صفحات خورشیدی با بالاترین توان خروجی مجاز باشیم، زیرا صفحات PV با اندازههای یکسان، میزان توان خروجی مختلفی از قبیل ۲۰۰ وات، ۱۵۰ وات، ۶۰ وات و… دارند.
اما در صورتی که اندازه مهم باشد، کدامیک بهتر است؟ هر دوی صفحات خورشیدی مونوکریستالی یا پلیکریستالی انتخابهای مناسبی هستند و مزایای یکسانی دارند، جز اینکه صفحات خورشیدی مونوکریستالی نسبت به صفحات پلیکریستالی از نظر فضا کارآمدترند و اندکی بیشتر توان الکتریکی تولید میکنند، اما همیشه هم اینگونه نیست. صفحات خورشیدی پلیکریستالی کمی ارزانتر و از نظر فضا کمبازدهتر هستند.
علاوه بر این، میزان یکسانی (مثلاً ۱۵۰ وات) از صفحات خورشیدی مونوکریستالی و پلیکریستالی، تقریباً همان توان خروجی الکتریکی را با کمی تفاوت ناچیز تولید خواهند کرد، اما صفحات پلیکریستالی در مقایسه با صفحات مونوکریستالی اندکی فضای بیشتری را اشغال میکنند.
قیمت صفحه PV معمولاً به صورت قیمت بر وات دلار بیان میشود. اگر به دنبال ارزانترین قیمت در هر توان نامی باشیم، باید صفحات خورشیدی مونوکریستالی و پلیکریستالی مختلف موجود در بازار و اینترنت را مقایسه کنیم.
کاربران گرامی شما می توانید از طریق شماره های تماس که در صفحه تماس با ما سایت مجموعه برقرسان درج شده، از مشاوره و محاسبه ی رایگان وات مورد نیاز خود و هزینه اجرای پروژه خود به صورت تلفنی مطلع شوید.
کارشناسان ما با داشتن سابقه و تخصص کافی در زمینه برق خورشیدی و انرژی خورشیدی، بهترین مشاوره را به شما ارائه خواهند داد.
ساخت سلولهای خورشیدی نوار رشتهای (String Ribbon Solar Cells) طی فرایندی صورت میگیرد که در آن نوارها و ورقهای سیلیکونی مولتیکریستالی ساخته میشوند. در این فرایند، سیمهای مقاوم در برابر دمای بالا از داخل سیلیکون مذاب بیرون کشیده میشوند تا نوار نازک مولتیکریستالی از بلورهای سیلیکونی ساخته شود. سپس، این نوارهای بسیار نازک به طولهای مختلف بریده میشوند. صفحات خورشیدی ساخته شده با فناوری نوار رشتهای شبیه صفحات PV پلیکریستالی به نظر میرسند. این فرایند نخستین بار در دهه 1970 شرکتهای Mobil-Tyco و Solar Energy Corp و Evergreen solar، بزرگترین تولیدکنندگانی بودند که برای ساخت سلولهای خورشیدی از فناوری نوار رشتهای استفاده میکردند. صفحات PV نوار رشتهای نیز از سیلیکون پلیکریستالی ساخته میشوند.
مزایا:
معایب:
سلولهای خورشیدی فیلم نازک (Thin Film Solar Cells) یا TFSC به عنوان سلولهای فتوولتائیک فیلم نازک (Thin Film Photovoltaic Cells) یا TFPV یا ماژولهای PV آمورف نیز شناخته میشوند.
این سلولها نسل دوم سلولهای خورشیدی هستند و از ادغام یک یا چند لایه نازک از مواد PV یا فیلم نازک (TF) روی یک لایه فلز، شیشه، پلاستیک و غیره ساخته میشوند. ضخامت فیلم از چند نانومتر (nm) تا دهها میکرومتر (μm) متغیر است، با این وجود سلول خورشیدی با ضخامت خیلی کمتر از فیلم نازک نیز ابداع شده است. نسل اول سلول خورشیدی سیلیکونی کریستالی (c-SI) از ویفرهای سیلیکونی با ضخامت حداکثر ۲۰۰ میکرومتر استفاده میکنند.
انواع صفحات خورشیدی فیلم نازک بر اساس مواد سازنده آنها به شرح زیر است:
نسل سوم سلولهای خورشیدی فیلم نازک نیز وجود دارند، اما از نظر تجاری به هیچ وجه در دسترس نیستند و محققان امیدوارند که رؤیای استفاده از آنها خیلی زود به واقعیت بپیوندد. این سلولهای خورشیدی عبارتند از:
مزایا:
معایب:
سلول خورشیدی سیلیکونی آمورف (Amorphous Silicon Solar Cell) که زیرمجموعهای از سلول خورشیدی فیلم نازک سیلیکونی است، اخیراً در بازار محبوبیت پیدا کرده است. این نوع سلول خورشیدی، نیاز کمتری (تقریباً یک درصد) به سیلیکون مورد استفاده در سلولهای خورشیدی کریستالی دارد و نسبت به صفحات خورشیدی پلیکریستالی یا مونوکریستالی از بازدهی خیلی کمتری برخوردار است (تقریباً 5 تا 6 درصد).
برای تولید سلول خورشیدی سیلیکونی آمورف، یک یا چند لایه از مواد فتوولتائیک بر روی لایهای به صورت اسپری گاز قرار میگیرند که «رسوب بخار» نامیده میشود.
صفحات خورشیدی فیلم نازک تلورید کادمیوم (Cadmium Telluride Thin Film Solar Panels) مبتنی بر تلورید کادمیوم (CdTe) و فناوری PV (فتوولتائیک) هستند. این صفحات در مقایسه با صفحات خورشیدی سیلیکونی کریستالی در بخش قابل توجهی از بازار، به ویژه در سیستم چند کیلوواتی، مقرون به صرفه هستند.
بازدهی این صفحات خورشیدی در حدود 9 تا 11 درصد است. شرکت First Solar بیش از 5 گیگاوات (GW5) از صفحات خورشیدی فیلم نازک تلورید کادمیوم در سراسر جهان را نصب کرده است. این شرکت رکورد جهانی بازدهی ۱۴٫۴ درصد را برای ماژول فتوولتائیک CdTe در دست دارد.
صفحات خورشیدی فیلم نازک تلورید کادمیوم (Cadmium Telluride Thin Film Solar Panels) مبتنی بر تلورید کادمیوم (CdTe) و فناوری PV (فتوولتائیک) هستند. این صفحات در مقایسه با صفحات خورشیدی سیلیکونی کریستالی در بخش قابل توجهی از بازار، به ویژه در سیستم چند کیلوواتی، مقرون به صرفه هستند.
بازدهی این صفحات خورشیدی در حدود 9 تا 11 درصد است. شرکت First Solar بیش از 5 گیگاوات (GW5) از صفحات خورشیدی فیلم نازک تلورید کادمیوم در سراسر جهان را نصب کرده است. این شرکت رکورد جهانی بازدهی ۱۴٫۴ درصد را برای ماژول فتوولتائیک CdTe در دست دارد.
تولید تجاری سلولهای PV انعطافپذیر سلنید گالیوم ایندیوم مس (Copper Indium Gallium Selenide Solar Cells) یا CIGS/CIS در سال 2011 در کشور آلمان آغاز شد. این سلولها از ترکیب مس، ایندیوم، گالیوم و سلنید روی لایهای مانند پلاستیک یا شیشه، به همراه آند و کاتد (الکترودها) در پشت و قسمت جلو برای تأمین توان خروجی الکتریکی ساخته میشوند. سلولهای صفحه خورشیدی CIGS یا CIS مقاومت دمایی بالایی دارند و در آب و هوای گرم بهتر کار میکنند. بنابراین، هنگامی که سلولها روی شیشه گذاشته میشوند، کارایی بهتری دارند.
میزان بازدهی صفحات خورشیدی CIGS معمولاً حدود 11 تا 14 درصد است. با این حال، بالاترین مقداری که تیم پژوهشگر آزمایشگاه ملی انرژی تجدیدپذیر به آن دست یافتند، ۱۹٫۹ درصد است، علاوه بر این، در اکتبر 2013 نیز به بهترین بازدهی یعنی ۲۰٫۸ درصد رسیدند. همچنین، دانشمندان در آزمایشگاههای علوم و فناوری مواد فدرال سوئیس سلولهای CIGS ساخته شده از ورقهای پلیمری انعطافپذیر را با رکورد جدید بازدهی ۲۰٫۴ درصد توسعه دادند.
فتوولتائیک یکپارچه ساختمان (Building Integrated Photovoltaic Panels) یا BIPV برای بخشی از ساختمان همچون دیوارها، پشت بام، سر درها، پنجرهها و غیره که ممکن است با مواد فتوولتائیک تناسب داشته باشند، طراحی میشود (توفالهای خورشیدی بهترین نمونه فتوولتائیک یکپارچه ساختمان هستند).
متأسفانه، فتوولتائیک یکپارچه ساختمان در مقایسه با سایر سلولها و صفحات PV، سیستم بسیار گران و کمکارآمدتری است. بنابراین، ترکیب سیستمهای BIPV برای مصارف خانگی و محدود توصیه نمیشود. این نوع صفحات در پروژههای عظیمی همچون نیروگاه 10 مگاواتی در بیابانی نزدیک لاس وگاس به کار رفتهاند.
این سیستم برق خورشیدی یا PV، متفاوت با آن چیزی است که در بالا ذکر شد. این صفحات الکتریسیته تولید نمیکنند بلکه از طریق خورشید، گرمای لازم برای گرم کردن آب استخر یا مصارف عمومی در خانه تأمین میکنند. از برخی از صفحات حرارتی خورشیدی میتوان برای گرم کردن و تهویه هوا نیز استفاده کرد.
یک ماده آلی (مادهای نیمهرسانا که ویژگیهایی بین نارسانا و رساناها دارد و به منظور هدایت الکتریکی مورد استفاده قرار میگیرد) توسط یک ماده رسانای غیرآلی احاطه میشود تا لایههای فتوولتائیک را تشکیل دهد. بازدهی این لایهها نسبت به لایه تک ماده بیشتر است و مزایای هر دو نیمهرسانای آلی و غیرآلی را نیز دارد. سلولهای PV هیبریدی به واسطه فرایند R2R، هزینه پایینی دارند.
صفحات خورشیدی هیبریدی نسبت به صفحات PV پلیکریستالی یا مونوکریستالی خیلی پرهزینه هستند. اگر روی بام فضای زیادی وجود داشته باشد، استفاده از سیستم صفحه خورشیدی هیبریدی توصیه نمیشود، زیرا در مقایسه با تولید همان مقدار توان الکتریکی توسط صفحات خورشیدی کریستالی، منجر به هزینه بیشتری میشوند.
تصمیمگیری در مورد اینکه بهترین صفحه خورشیدی کدام است، کمی دشوار است. همانطور که میدانیم «هزینه» و «فضا» معیارهای اصلی برای انتخاب صفحه PV مناسب هستند. بنابراین، به طور خلاصه راجع به این موضوع بحث خواهیم کرد.
از آنجایی که اکثر ما فضای بزرگی روی بام، پنجرهها و غیره نداریم، صفحه خورشیدی فیلم نازک و پس از آن صفحات خورشیدی کریستالی بهترین گزینه خواهند بود. اگر اندازه برایمان اهمیت داشته باشد، باید به دنبال صفحات خورشیدی با بالاترین توان خروجی مجاز باشیم، زیرا صفحات PV با اندازههای یکسان، میزان توان خروجی مختلفی از قبیل ۲۰۰ وات، ۱۵۰ وات، ۶۰ وات و… دارند.
اما در صورتی که اندازه مهم باشد، کدامیک بهتر است؟ هر دوی صفحات خورشیدی مونوکریستالی یا پلیکریستالی انتخابهای مناسبی هستند و مزایای یکسانی دارند، جز اینکه صفحات خورشیدی مونوکریستالی نسبت به صفحات پلیکریستالی از نظر فضا کارآمدترند و اندکی بیشتر توان الکتریکی تولید میکنند، اما همیشه هم اینگونه نیست. صفحات خورشیدی پلیکریستالی کمی ارزانتر و از نظر فضا کمبازدهتر هستند.
علاوه بر این، میزان یکسانی (مثلاً ۱۵۰ وات) از صفحات خورشیدی مونوکریستالی و پلیکریستالی، تقریباً همان توان خروجی الکتریکی را با کمی تفاوت ناچیز تولید خواهند کرد، اما صفحات پلیکریستالی در مقایسه با صفحات مونوکریستالی اندکی فضای بیشتری را اشغال میکنند.
قیمت صفحه PV معمولاً به صورت قیمت بر وات دلار بیان میشود. اگر به دنبال ارزانترین قیمت در هر توان نامی باشیم، باید صفحات خورشیدی مونوکریستالی و پلیکریستالی مختلف موجود در بازار و اینترنت را مقایسه کنیم.
کاربران گرامی شما می توانید از طریق شماره های تماس که در صفحه تماس با ما سایت مجموعه برقرسان درج شده، از مشاوره و محاسبه ی رایگان وات مورد نیاز خود و هزینه اجرای پروژه خود به صورت تلفنی مطلع شوید.
کارشناسان ما با داشتن سابقه و تخصص کافی در زمینه برق خورشیدی و انرژی خورشیدی، بهترین مشاوره را به شما ارائه خواهند داد.
تماس با ما
سبد خرید شما خالی است.