خورشید به‌عنوان یک رآکتور هسته‌ای طبیعی، بسته‌های کوچکی از انرژی به نام فوتون را آزاد می‌کند، فوتون‌ها در مدت‌زمان تقریبی ۸/۵ دقیقه فاصله‌ی ۱۵۰ میلیون کیلومتری خورشید تا زمین را طی می‌کنند. این ذرات برای تولید انرژی خورشیدی سالانه و برآورده ساختن نیازهای انرژی جهانی کافی هستند.
توان فتوولتائیک فعلی تنها پنج‌دهم از انرژی مصرفی ایالات‌متحده را تشکیل می‌دهد؛ اما فناوری خورشیدی در حال پیشرفت است و هزینه‌ی پیاده‌سازی این نوع انرژی هم با سرعت چشم‌گیری در حال کاهش است. متداول‌ترین نوع انرژی خورشیدی، انرژی فتوولتائیک است. سیستم فتوولتائیک خورشیدی یک سیستم الکتریکی است که از پنل‌های خورشیدی، معکوس‌کننده و چند مؤلفه‌ی دیگر (مونتاژ، کابل و …) تشکیل شده است.
انرژی تولیدشده توسط پنل خورشیدی به عوامل مختلفی وابسته است تغییرات ایجاد شده در هر یک از این عوامل راندمان نیروگاه را تحت تاثیر قرار می دهد. اهمیت این عوامل در هنگامی که سیستم خورشیدی بعنوان سیستم اصلی تامین برق استفاده می‌شود بیشتر است، زیرا در صورتی که تاثیر این عوامل را در نظر نگیریم سیستم در تامین انرژی مورد نیاز وسایل با مشکل مواجه می‌شود.
عوامل مختلفی میزان انرژی تولید شده توسط پنل‌های خورشیدی را تحت تاثیر قرار می‌دهد. از جمله این عوامل می‌توان به میزان گرد و غبار، سایه‌ها، زاویه نصب پنل ها، دمای محیط و … اشاره کرد. در ادامه به بررسی این عوامل و میزان تاثیر گذاری هر کدام بر بازدهی پنل‌های خورشیدی می‌پردازیم.
عوامل تاثیر گذار بر توان پنل خورشیدی
۱-گرد و غبار:
نور خورشید توانایی عبور گرد و غبار، برف یا آلودگی را ندارد و این باعث کاهش توان تولیدی پنل و در نتیجه کاهش راندمان سیستم می‌شود. در هنگام محاسبه توان خروجی پنل‌ها، در صورتی که پنل‌ها در محیطی نصب شوند که نور ورودی به پنل‌ها توسط گرد و غبار کاهش پیدا کند باید ضریب کاهش توان توسط این عامل را در نظر گرفت. در مناطق کویری که وقوع گرد و غبار بسیار زیاد است می تواند تولید برق نیروگاه خورشیدی فتوولتاییک را تا ۴۰ درصد کاهش دهد.
۲-سایه:
در هنگام نصب باید سیستم را طوری نصب کرد که حداقل سایه را داشته باشد اما در بعضی مواقع افتادن سایه بر روی پنل‌ها اجتناب ناپذیر است. سایه اندازی روی پنل‌های خورشیدی می‌تواند به دلیل سایه اجسام نزدیک به چنل‌ها مانند درختان، تیر‌های چراغ برق، ساختمان‌های مجاور و … باشد. در این گونه مواقع باید ضریب کاهش توان از طریق سایه را در توان خروجی پنل‌ها لحاظ کنیم.
۳-زاویه نصب پنل:
زاویه نصب پنل از عوامل موثر بر توان خروجی پنل های خورشیدی است. پس اگر در هنگام نصب به دلایلی مجبور شدیم که پنل‌ها را طوری نصب کنیم که با زاویه نصب بهینه فاصله دارند باید ضریب کاهش توان از طریق زاویه نصب را نیز در نظر بگیریم.
۴-ارتفاع نصب پنل ها:
هرچقدر ارتفاع پنل ها بیشتر باشد، ضخامت جو کاهش می یابد و در اینصورت میزان جذب نور توسط سلول ها راحت تر و بهتر خواهد بود.
همچنین ارتفاع سلول های خورشیدی از سطح زمین هم اهمیت زیادی دارد؛ برای مثال اگر ارتفاع سلول های خورشیدی از سطح زمین کم باشد، در زمان بارش باران قطراتی که به زمین خورده و به سمت سطح پنل های خورشیدی برمیگردند، باعث کثیف شدن سطح سلول می شوند.
۵-نقش استراکچر:
استراکچر در بازده و راندمان پنل بسیار اهمیت دارد که کمتر کسی به این موضوع می پردازد.استراکچر در سیستم اگر اصولی نباشد، بعد از چند سال تغییر جهت داده و راندمان پنل را کاهش می دهد، به این دلیل که استراکچر اگر تغییر جهت بدهد، پنل های خورشیدی از حالت استاندارد خارج شده و به صورت عمود بر نور خورشیدی نمی باشند و حداکثر توان تولید برق را از دست می دهند.
۶-میزان تابش:
تغییرات در میزان تابش نور خورشید بصورت مستقیم بر روی جریان و توان خروجی پنل تاثیر می‌گذارد؛ با افزایش شدت تابش، انرژی تولید پنل افزایش می‌یابد. اما این لزوما افزایش راندمان پنل خورشیدی را به دنبال نخواهد داشت؛ چراکه با افزایش شدت تابش، دمای پنل خورشیدی می‌تواند افزایش پیدا کند و در نتیجه راندمان تبدیل انرژی ثابت می‌ماند و یا حتی کاهش می یابد.
۷-تاثیر دما بر عملکرد پنل:
میزان ولتاژ و جریان خروجی پنل خورشیدی وابسته به دما نیز هست. ولتاژ و توان خروجی سلول‌های خورشیدی کریستالی با افزایش دما کاهش می یابد. ضریب دما برای سلول‌های خورشیدی بیان کننده میزان تاثیر دما بر ولتاژ، جریان و توان خروجی می‌باشد. در اکثر سلول‌های خورشیدی ضریب دما برای ولتاژ و توان منفی و برای جریان مثبت است. تاثیر دما بر جریان خروجی به قدری کم می‌باشد که می‌توان این تغییر جریان را نادیده گرفت. در کل می‌توان گفت که دمای بالا عمر و راندمان پنل را کاهش می‌دهد.
۸-خطای سازنده:
یکی دیگر از مواردی را که باید در زمان طراحی پنل ها برای مصرف در محل خاصی مد نظر قرار دهیم موضوع میزان خطای انسانی و کارخانه در زمان ساخت پنل می باشد.
برای مشاهده مقالات و پروژه های بیشتر ما را در شبکه های اجتماعی دنبال کنید.
