متاسفانه امروزه مصرف منابع
تجدید ناپذیر مانند نفت و گاز افزایش یافته و زمانی می رسد که این منابع تمام می
شود؛ بنابراین باید به دنبال استفاده از منابع تجدید پذیر مانند خورشید باشیم. با
توجه به این که انرژی خورشیدی دارای مزایای شناخته شده بسیار است، اما هزینه اولیه
استفاده از سیستم خورشیدی در قرن گذشته و ارزان بودن نفت و گاز طبیعی، باعث عدم
استفاده از این انرژی شده است. در سال 1973 و با افزایش قیمت نفت، کشور های صنعتی
مجبور به استفاده از انرژی های دیگری به غیر از سوخت های فسیلی شدند. نور و گرمای
تولید شده توسط خورشید یکی از بهترین، ارزانترین و در دسترس ترین انرژی های جهان
است که برخلاف برخی انرژی ها دوستدار محیط زیست است. در این مقاله از گروه فنی مهندسی الکترونت قصد
داریم شما را با انرژی خورشیدی، کاربرد های آن و عملکرد سیستم پنل خورشیدی آشنا
کنیم. با ما همراه باشید.
تاریخچه انرژی
خورشیدی
تاریخچه انرژی خورشیدی به قدمتهای
بسیار دور برمیگردد. در ادبیات باستانی، میتوان به استفاده از انرژی خورشید در
ساخت ساختمانها و دیگر سازههای بزرگ اشاره کرد. همچنین، در قرون وسطی، استفاده
از پنجرههایی با شیشههای مات برای انتقال نور خورشید به داخل ساختمانها به
منظور گرمایش آنها شایع بود.
اما، استفاده از انرژی خورشید به
عنوان منبع انرژی قابل استفاده، در قرن ۲۰ آغاز شد. در سال ۱۸۳۹، فوتوولتائیک، یک اثر فیزیکی که
نشان میدهد چگونه نور خورشید به الکتریسیته تبدیل میشود، کشف شد. در سال ۱۸۸۳، چارلز فریدریشن، یک مخترع
آلمانی، اولین نیروگاه خورشیدی را ساخت که برای گرمایش آب در یک مزرعه در اسپانیا
استفاده شد.
در دهههای بعدی، تحقیقات و
توسعه در زمینه انرژی خورشیدی ادامه یافت و در سال ۱۹۵۴، دو محقق بلژیکی به نامهای
چارلز و سوفی پیکارد، اولین سلول خورشیدی را با بازدهی ۶٪ ساختند. امروزه، با پیشرفت
تکنولوژی، بازدهی سلولهای خورشیدی به بیش از ۲۰٪ رسیده است و انرژی خورشیدی به
عنوان یکی از پرطرفدارترین منابع انرژی تجدیدپذیر در دنیا شناخته میشود.
انرژی خورشیدی
چیست؟
انرژی خورشیدی، انرژیی است که از
تابش نور خورشید به زمین میرسد و قابل استفاده برای تولید برق، گرمایش آب و هوا،
تولید هیدروژن و سایر کاربردهای انرژی است. این نوع از انرژی، یکی از منابع انرژی
تجدیدپذیر است که در طی روز، به صورت پایدار و مداوم از طریق تابش نور خورشید
تولید میشود و هیچگونه آلودگی و آسیب به محیط زیست ندارد.
استفاده از انرژی خورشیدی به
دلیل مزایای زیستمحیطی، اقتصادی و امنیتی، در سالهای اخیر به شدت در حال گسترش
است و بسیاری از کشورها در حال سرمایهگذاری در این زمینه هستند.
در واقع انرژی خورشیدی، اشعه
تابشی و گرمای ناشی از خورشید است که با استفاده از انواع فناوری های جدید، مورد
استفاده و بهره برداری قرار می گیرد. به بیانی دیگر می توان گفت، انرژی خورشیدی،
انرژی حاصل از خورشید است که به انرژی گرمایی یا الکتریکی تبدیل می شود. این منبع
انرژی به عنوان تمیز ترین و فراوان ترین منبع انرژی تجدید پذیر شناخته می شود و
امروزه برای مصارف مختلفی مانند تولید برق، تامین نور، گرم کردن آب و… استفاده می
شود.
کاربرد های انرژی
خورشیدی
انرژی خورشیدی یکی از
پرطرفدارترین منابع انرژی تجدیدپذیر در دنیاست. کاربردهای آن بسیار متنوع هستند و
شامل موارد زیر میشوند:
برق خورشیدی و
لامپ خورشیدی
انرژی خورشیدی میتواند به عنوان
منبع اصلی برای تولید برق در نواحی مختلف استفاده شود. در نیروگاههای خورشیدی، پنلهای
خورشیدی برای جذب نور خورشید و تولید برق استفاده میشوند.
فن های تهویه
خورشیدی
این فن ها از پنل کوچک دارای
سلول های فوتو الکتریک استفاده می کنند و برای خنک نگه داشتن گاراژ ها، کلبه ها،
لانه سگ یا مرغ دانی و… مناسب است.
گرمایش آب خورشیدی
پنلهای خورشیدی میتوانند برای
گرم کردن آب در حمامها، استخرها و سیستمهای گرمایشی خانگی استفاده شوند. در این
سیستم، وسایل گرمایشی یا هیتر های آب خورشیدی از سلول های نصب شده روی پشت بام
برای جذب گرمای خورشید و انتقال آن به مخزن آب استفاده می کنند و باعث گرم شدن آب
داخل خانه ها و استخر ها می شوند.
به طور کلی دو نوع سیستم خورشیدی
برای جایگزینی آب گرمکن ها وجود دارد. در نوع اول از پمپ های گردش مکانیکی برای
اتقال آب یا سایر مایعات از پنل های جمع کننده گرما در پشت بام با مخزن ذخیره سازی
استفاده می شود. در نوع دوم، آب گرمکن های خورشیدی پمپ مکانیکی ندارند و از خاصیت
طبیعی افزایش گرما استفاده می کنند و ارزانتر از نوع اول است.
گرمایش خورشیدی
گرم کردن خانه ها و فضاهای زندگی
با انرژی خورشیدی
شارژر های خورشیدی
استفاده از شارژر های قابل حمل
خورشیدی برای شارز کردن باتری تلفن همراه و تبلت
حمل و نقل خورشیدی
استفاده از وسایل حمل و نقل
خورشیدی مانند قایق خورشیدی و پنل خورشیدی برای تهویه مطبوع و خنک نگه داشتن فضای
داخلی خودرو
آشپزی خورشیدی
استفاده از اجاق گاز خورشیدی و
ظرفی که با فویل یا ماده براق دیگری پوشانده شده باشد تا اشعه خورشید را در نقطه
ای متمکز کند.
کشاورزی
بهینه سازی پرورش گیاهان
خشک کردن محصولات و کود مرغی
تبدیل نور خورشید به گرما در گلخانه
ها و امکان رشد گیاه در محیط های بسته و در تمام طول سال
. تولید هیدروژن:
انرژی خورشیدی میتواند برای
تولید هیدروژن بهکار رود. در این فرایند، انرژی خورشیدی برای جداسازی هیدروژن از
آب استفاده میشود.
معماری
ساخت خانه ها بطوری که نور و
گرمای کافی خورشید به داخل ساختمان برسد.
مزایای انرژی
خورشیدی
استفاده از انرژی خورشیدی بسیاری
از فواید برای ما دارد. در زیر به برخی از مهمترین فواید آن اشاره شده است:
۱. منبع
انرژی تجدیدپذیر: انرژی خورشیدی یکی از منابع انرژی تجدیدپذیر است که در طی روز،
به صورت پایدار و مداوم از طریق تابش نور خورشید تولید میشود و هیچگونه آلودگی و
آسیب به محیط زیست ندارد.
۲. کمک
به کاهش تولید گازهای گلخانهای: استفاده از انرژی خورشیدی به کاهش تولید گازهای
گلخانهای کمک میکند و در نتیجه به حفظ محیط زیست کمک میکند.
۳. صرفهجویی
در هزینههای انرژی: استفاده از انرژی خورشیدی میتواند به صرفهجویی در هزینههای
انرژی و کاهش قیمت برق منجر شود.
۴. انساندوست
بودن: انرژی خورشیدی بسیار پاک و قابل تجدید است و در مقایسه با سایر منابع انرژی،
اثرات زیستمحیطی کمتری دارد.
۵. کاربردهای
متنوع: انرژی خورشیدی به عنوان منبع انرژی، در صنایع مختلف از جمله تولید برق،
گرمایش آب، تولید هیدروژن و سایر کاربردهای انرژی استفاده میشود.
۶. افزایش
امنیت انرژی: استفاده از انرژی خورشیدی میتواند به کاهش وابستگی به سایر منابع
انرژی و افزایش امنیت انرژی کشورها منجر شود.
در کل، استفاده از انرژی خورشیدی
به دلیل مزایای زیستمحیطی، اقتصادی و امنیتی، در سالهای اخیر به شدت در حال
گسترش است.
عملکرد سیستم پنل
خورشیدی چگونه است؟
سیستم پنل خورشیدی برای تولید
برق از انرژی خورشید استفاده میشود. این سیستم از چند بخش اصلی تشکیل شده است که
شامل پنلهای خورشیدی، اینورتر، باتری و سیستم کنترلر است.
پنلهای خورشیدی در واقع از سلولهای
خورشیدی تشکیل شدهاند که به عنوان گیرنده نور خورشید عمل میکنند. این سلولها
نور خورشید را جذب کرده و به الکتریسیته تبدیل میکنند. سپس، این الکتریسیته به
عنوان جریان مستقیم (DC) به اینورتر منتقل میشود.
اینورتر، جریان DC را به
جریان متناوب (AC) تبدیل میکند که برای استفاده در خانه یا سایر سیستمهای برقی
قابل استفاده است. در بعضی از سیستمهای پنل خورشیدی، باتری نیز برای ذخیره سازی
انرژی استفاده میشود که در زمانهایی که نور خورشید در دسترس نیست، برق مورد نیاز
را تأمین میکند.
سیستم کنترلر، برای کنترل جریان
بین پنلهای خورشیدی، باتری و دیگر قطعات سیستم استفاده میشود. این سیستم از
حسگرهای مختلفی برای کنترل و مانیتورینگ وضعیت سیستم استفاده میکند و در صورت
نیاز، سیستم را خاموش میکند تا از خرابی و آسیب به سیستم جلوگیری شود.
به طور خلاصه، سیستم پنل خورشیدی
با جذب نور خورشید توسط پنلهای خورشیدی، تولید الکتریسیته، تبدیل جریان DC به AC توسط
اینورتر و در صورت نیاز، ذخیره سازی برق در باتری، برای تأمین نیازهای برقی خانه
یا سایر سیستمهای برقی استفاده میشود.
سلول خورشیدی یا سلول فتوولتائیک
به تبدیل انرژی تابشی خورشید به الکتریسیته اشاره دارد. فوتون های موجود در نور
خورشید به سلول خورشید برخورد کرده و توسط اتم های سیلیکونی که سلول را تشکیل می
دهند، جذب می شود. فوتون ها، الکترون ها و پروتون ها را تحریک می کند تا به سطح
انرژی بالاتری بروند. سپس الکترون می تواند انرژی بدست آمده را به شکل گرما
پراکنده کند و وارد بدنه سلول خورشیدی شده و جریان برق ایجاد کند.
جمع بندی
خورشید
منبع انرژی مهم و تجدید پذیری است که باید قدر آن را بیشتر بدانیم. انرژی خورشیدی،
اشعه تابشی و گرمای ناشی از خورشید است که به انرژی گرمایی یا الکتریکی تبدیل می
شود. این انرژی کاربرد های مختلفی دارد و دوستدار محیط زیست است. در این مقاله ضمن
بیان مزایا و کاربرد انرژی خورشیدی، گروه فنی مهندسی الکترونت به عنوان مجری پروژه
های انرژی خورشیدی در قزوین، کرج، همدان، گیلان و… در حال فعالیت می باشد شما
عزیزان برای بازدید، مشاوره و استعلام قیمت جهت راه اندازی انرژی
خورشیدی می توانید درخواست خود را ثبت کنید و منتظر تماس
کارشناسان ما باشید.
