پنل خورشیدی

پنل خورشیدی یک پنل طراحی شده برای جذب اشعه خورشید به عنوان یک منبع انرژی برای تولید برق یا حرارت می باشد.  این پنل ها تشکیل شده از ماژول ها یا صفحاتی به نام فتوولتائیك (PhotoVoltaic) یا سولار (Solar) که به تولید و تامین برق خورشیدی در برنامه های کاربردی تجاری و مسکونی می انجامد. ماژول های صفحات خورشیدی با استفاده از انرژی خورشیدی از طریق اثرات فتوولتائیک برق تولید می کند. پنل های خورشیدی شامل آرایه ای از سیستم های فتوولتائیک ، برگرداننده ی انرژی خورشیدی ، بعضی اوقات دارای یک باتری خورشیدی و یا ردیاب خورشیدی و هم چنین سیم کشی می باشد. صفحات فتوولتائیك (PV) به طور معمول با سلول های خورشیدی 6 × 10 متصل میشود که محدوده قدرت خروجی هر صفحه بین 100 تا 365 وات می باشد.

صفحات فتوولتائیك  از نظر تكنولوژی به 3 دسته تقسیم بندی می شوند. صفحات فتوولتائیك پلی كریستال ، صفحات فتوولتائیك مونوكریستال  و صفحات فتوولتائیك نواری. . اما اکثر صفحات از نوع فتوولتائیك پلی كریستال مورد استفاده قرار می گیرد.

پنل خورشیدی فتوولتائیك پلی كریستال

از نظر ساختاری یک ماژول از لایه هایی که روی هم قرار گرفته اند تشکیل شده است. هر واحد خورشیدی از نه فرورفتگی تشکیل شده است که با ساختاری از لنزهای اکریلیک و دیواری بازتابنده که اشعه‌های خورشیدی را در سلولهای فتوولتائیک متمرکز می‌کند، تهیه شده است. این طرح ها خیلی مقرون به صرفه و هزینه کمتری را در برمیگیرند.  هر کدام از سلول های این لایه ها باید از نظر مکانیکی و رطوبت محافظت شود. اغلب صفحات خورشیدی سفت و سخت هستند اما آنهایی که نیمه انعطاف پذیر هستند بر اساس نوارهای نازک ساخته شده اند. صفحات فتوولتائیک نواری  بسیار سبک و باریک بوده و به همین علت از انعطاف پذیری بالایی در کاربردهای متفاوت برخوردار هستند. از نظر تکنولوژیکی جدیدترین نوع صفحات بوده و البته به دلیل نوع نیمه هادی‌های مصرفی در آن‌ها از بازده (راندمان) کمتری نسبت به صفحات کریستالی برخوردار هستند.

سیمی که برای خاموش کردن صفحات ممکن است مورد استفاده قرار گیرد از نوع نقره، مس و یا دیگر فلزات نیمه هادی می باشد. پنل خورشیدی ، از ترکیبات نیمه هادی ساخته شده‌اند که وظیفه آن‌ها تبدیل انرژی نورانی خورشید به انرژی الکتریکی می‌باشد.

بسته به ساخت و ساز، ماژول های فتوولتاییک می توانند برق را با طیف وسیعی از فرکانس های نور تولید کنند اما نمی توانند محدوده ای از انرژی خورشیدی (ماوراء بنفش، مادون قرمز و پایین و یا پخش نور) را پوشش دهند. از اینرو بسیاری از انرژی نور خورشید توسط ماژول های خورشیدی هدر می رود. آن ها می توانند با نور تک رنگ روشن بازدهی خود را بالا ببرند. بنابراین یکی دیگر از اصول طراحی تقسیم بندی نور به محدوده طول موج های مختلف و تنظیم  پرتوهای مستقیم بر روی سلول ها می باشد. پیش بینی شده است که این کار قادر به بالا بردن بازدهی 50% می باشد.

اگر چه قبلا از  سیلندرهای طلا و نقره برای پراکندگی نور مادون قرمز و جذب نور مرئی استفاده اما تحقیقات نشان داد که برای پایین آوردن هزینه و بهبود بهره وری از سیلندرهای آلومنیوم استفاده می شود. بیشتر صفحات خورشیدی در حال حاضر از نوع  سیلیکون کریستالی می باشد که از مالتی کریستالی و سیلیکون و مونوکریستال تولید شده است.