شرکت سپهر گاز کاویان – دارنده گواهینامه ISO17025، آزمایشگاه مرجع اداره استاندارد، مجهز به آزمایشگاه کالیبراسیون و آزمایشگاه آزمون – 02146835980 – 02146837072 – 09022734708
سلول های خورشیدی یا فوتوولتائیک دستگاهی هستند که انرژی نور خورشید را به طور مستقیم به انرژی الکتریکی تبدیل میکنند. این فرآیند که اثر فوتوولتائیک نام دارد، اساس کار بسیاری از دستگاههای الکترونیکی قابل حمل و سیستمهای تولید برق بزرگ مقیاس است.
سلول های خورشیدی چگونه کار میکنند؟
- اثر فوتوولتائیک: اساس کار سلولهای خورشیدی بر پایهی پدیدهای به نام اثر فوتوولتائیک است. زمانی که نور خورشید به یک سلول خورشیدی میتابد، فوتونهای نور با الکترونهای مواد نیمهرسانا (معمولا سیلیکون) برخورد کرده و آنها را آزاد میکنند.
- ایجاد جریان الکتریکی: الکترونهای آزاد شده در یک جهت خاص حرکت میکنند و در نتیجه یک جریان الکتریکی تولید میشود. این جریان الکتریکی میتواند برای تأمین انرژی دستگاههای الکترونیکی مختلف مورد استفاده قرار گیرد.
اجزای اصلی یک سلول خورشیدی
- لایه نیمهرسانا: معمولا از سیلیکون ساخته میشود و نقش اصلی در تبدیل نور به برق را ایفا میکند.
- لایههای مثبت و منفی: این لایهها برای ایجاد یک میدان الکتریکی و هدایت الکترونها به سمت مدار خارجی استفاده میشوند.
- لایه ضد بازتاب: این لایه باعث کاهش انعکاس نور و افزایش جذب نور توسط سلول میشود.
انواع سلول های خورشیدی
سلول های خورشیدی در انواع مختلفی تولید میشوند که هر کدام مزایا و معایب خاص خود را دارند:
- سلولهای خورشیدی سیلیکونی: رایجترین نوع سلول خورشیدی هستند و از سیلیکون بلوری یا چندبلوری ساخته میشوند.
- سلولهای خورشیدی فیلم نازک: از لایههای نازکی از مواد نیمهرسانا مانند کادمیوم تلورید یا مس ایندیوم گالیوم سلنید ساخته میشوند و معمولاً انعطافپذیر هستند.
- سلولهای خورشیدی آلی: از مواد آلی مانند پلیمرها ساخته میشوند و بسیار سبک و انعطافپذیر هستند.
- سلولهای خورشیدی پروسکایتی: نوع جدیدی از سلولهای خورشیدی هستند که از مادهای به نام پروسکایت ساخته میشوند و راندمان بالایی دارند.
- سلولهای تک کریستالی: از یک کریستال منفرد سیلیکون ساخته میشوند و دارای بالاترین بازدهی هستند.
- سلولهای پلی کریستالی: از چندین کریستال کوچک سیلیکون ساخته میشوند و هزینه تولید آنها کمتر است.
- سلولهای لایه نازک: از مواد نیمهرسانای مختلفی با ضخامت کم ساخته میشوند و برای کاربردهایی که وزن و انعطافپذیری مهم است، مناسب هستند.
کاربردهای سلول های خورشیدی
- تولید برق در مقیاس بزرگ: برای تأمین برق منازل، ساختمانها، صنایع و حتی شبکههای برق سراسری.
- سیستمهای فتوولتائیک متصل به شبکه: برای تزریق برق تولید شده به شبکه برق عمومی.
- سیستمهای فتوولتائیک مستقل از شبکه: برای تأمین برق مناطقی که دسترسی به شبکه برق ندارند.
- دستگاههای الکترونیکی قابل حمل: مانند شارژرهای خورشیدی، ساعتها و ماشین حسابها.
- تأمین انرژی وسایل نقلیه برقی: شارژ باتری خودروهای برقی.
- تأمین انرژی ماهوارهها و فضاپیماها: سلولهای خورشیدی به عنوان منبع اصلی انرژی در فضا مورد استفاده قرار میگیرند.
مزایای استفاده از سلول های خورشیدی
انرژی پاک و تجدیدپذیر: سلولهای خورشیدی هیچ گونه آلودگی تولید نمیکنند و منبع انرژی آنها (خورشید) نامحدود است.
کاهش هزینههای انرژی: با نصب پنلهای خورشیدی میتوانید هزینههای قبض برق خود را کاهش دهید.
افزایش استقلال انرژی: با تولید برق به وسیلهی سلولهای خورشیدی، کمتر به شبکهی برق متکی خواهید بود.
طول عمر بالا: سلولهای خورشیدی میتوانند تا 25 سال یا بیشتر کار کنند.
پایدار و تجدیدپذیر: انرژی خورشیدی یک منبع انرژی پاک و نامحدود است.
کاهش انتشار گازهای گلخانهای: استفاده از انرژی خورشیدی به کاهش انتشار گازهای گلخانهای و آلودگی هوا و درنتیجه کاهش اثر گلخانه ای کمک میکند.
چالشهای استفاده از سلول های خورشیدی
هزینه اولیه بالا: هزینه نصب سیستمهای خورشیدی نسبتاً بالاست.
وابستگی به شرایط آب و هوایی: تولید برق توسط سلول های خورشیدی به میزان تابش نور خورشید بستگی دارد.
مسائل مربوط به ذخیره انرژی: ذخیره انرژی تولید شده توسط سلول های خورشیدی برای استفاده در شب یا روزهای ابری نیاز به باتریهای بزرگ و گران قیمت دارد.
به طور کلی، سلول های خورشیدی نقش مهمی در تأمین انرژی پاک و پایدار دارند و با توجه به پیشرفتهای تکنولوژی و کاهش هزینهها، استفاده از آنها روز به روز در حال افزایش است.
بدون شرح