عملکرد سیستم سولار یا پنل خورشیدی بدین گونه است که انرژی خورشید را دریافت می کند و آن را به الکتریسیته(برق) تبدیل می نماید و سپس می توان در مکان های تجاری و مسکونی از آن استفاده نمود. در سال های آینده منابع انرژی خورشیدی بیشترین استفاده را خواهد داشت و از دیگر منابع سوختی پیشی خواهد گرفت.

خورشید انرژی ای به نام فوتون را آزاد می کند که ۹۳ مایل را از خورشید تا زمین در مدت زمان ۸ دقیقه طی می نماید. در هر ساعت،به اندازه ای فوتون به زمین برخورد می کند که انرژی خورشیدی لازم را برای تامین کل انرژی دنیا برای یک سال را کاملا تولید می کند.

زمانی که بیرون رفتید و در خیابان قدم می زدید با دقت بیشتری به چراغ‌های چشمک زن راهنمایی یا تیرهای برق نگاه کنید. خواهید دید که پنل ‌های خورشیدی با ابعاد کوچک بر روی آنها استفاده شده است.

پنل های خورشیدی به چه صورت عمل می کنند؟ (solar systems)

زمانی که فوتون های آزاد شده از خورشید، به یک سلول خورشیدی برخورد می کنند،الکترون ها را از اتم هایشان جدا می کنند.اگر کنداکتور ها به مثبت و منفی سلول وصل گردند،یک مدار الکتریکی را شکل می دهند. زمانی که الکترون ها در یک مدار شناور می شوند،الکتریسیته(برق) تولید می کنند. چند سلول خورشیدی یک پنل خورشیدی را تشکیل می دهند و چند پنل(ماژول) میتوانند از طریق سیم کشی به هم متصل شوند تا یک آرایه خورشیدی را تشکیل دهند. بنابر این هر چقدر پنل های خورشیدی بیشتری استفاده کنید، انرژی بیشتری تولید خواهد شد.

جنس پنل های خورشیدی

پنل های خورشیدی از چندین سلول تشکیل شده است و جنس سلول های خورشیدی از سیلیکون ساخته می شوند مثل نیمه رساناها. ساختار آن ها از یک لایه مثبت و یک لایه منفی تشکیل شده است که با هم یک میدان الکتریکی تشکیل می دهند،مانند میدانی که در باتری ها است. انواع پنل های خورشیدی دارای سلول هایی مربع شکل و نازک هستند، دیسک ها یا فیلم هایی از جنس نیمه هادی که ولتاژ و جریان کافی را در زمانی که در مقابل تابش نور مستقیم خورشید قرار می گیرند، تولید می کنند. به آن ها سلول خورشیدی و یا سلول فتوولتائیک هم می گویند.

روش تولید برق در پنل های خورشیدی

با برق DC الکترون ها در یک مسیر اطراف یک مدار شناور می شوند. این روش نشان می دهد که یک باتری، برق لازم برای یک لامپ را تامین می کند. الکترون ها از سمت منفی باتری حرکت می کنند.از مسیر لامپ و به سمت مثبت باتری بر می گردند. با برق جریان متناوب یا AC ، الکترون ها فشار داده شده و کشیده می شوند و مسیر ثابتی را حرکت می کنند، مانند یک سیلندر موتور ماشین.

به چه صورت برق DC را به شبکه AC تزریق کنیم؟

از اینورترهای مخصوص سیستم خورشیدی استفاده می نماییم. به این معنا که در انتهای پنل ها، اینورترهای خورشیدی را قرار می دهیم. بسته به ابعاد نیروگاه می توانیم از یک یا چندین اینورتر استفاده کنیم.

سیستم خورشیدی منازل مسکونی (Home Solar Systems)

ولتاژ برق ایران جهت مصارف خانگی، ۲۲۰V Ac با فرکانس ۵۰Hz است. برق با تعرفه‌های مختلفی از جمله۱۵ آمپر تکفاز،۲۵ آمپر تکفاز، ۳۲ آمپر تکفاز ، ۲۵ آمپر سه‌فاز و … در اختیار مشترکین قرار می‌گیرد. اینطور به نظر می‌رسد تامین چنین جریان‌هایی با سیستم خورشیدی ، هزینه اولیه بسیار بالایی دارد که ممکن است شما را نا امید کند. اما نباید نگران هزینه اولیه این سیستم ها باشید. تامین برق منزل از طریق انرژی خورشیدی در جایی که شبکه سراسری برق وجود ندارد می‌تواند مزیت اقتصادی نسبت به سایر روش‌ها از جمله استفاده از ژنراتور داشته باشد و در کل هزینه های بعدی را کاملا کاهش خواهد داد.

روش دیگر استفاده از انرژی خورشیدی در منازل ، تولید آن در منزل و وارد کردن آن به شبکه سراسری می‌باشد. به نظر می رسد که این روش با تولید و مصرف انرژی در منزل تفاوت چندانی ندارد اما باید توجه داشت انتقال انرژی به شبکه سراسری در عوض مصرف آن، صرفه جویی در اجزای سیستم را در پی خواهد داشت به صورتیکه نیاز به باتری و شارژ کنترلر از بین خواهد رفت اما باید از اینورتر بهتری استفاده کرد. با توجه به این اقدام شما، اداره برق کنتوری جداگانه برای شما تامین خواهد کرد و هر دو ماه هزینه برق تولیدی شما را خواهد پرداخت.

بنابراین،نور خورشید به پنل خورشیدی برخورد می کند. پنل ها این انرژی را به جریان DC تبدیل می کنند،که به اینورتر هدایت می شود. اینورتر برق DC را به AC تبدیل می کند و سپس این برق به شبکه تزریق می گردد. کنتوری که بعد از اینورتر و قبل از شبکه قرار دارد مقدار برق تزریق شده را محاسبه می کند و به ازای همان مقدار هر دو ماه یکبار پول فروش برق پنل خورشیدی به حساب شما واریز می شود. این روش در بسیاری از مکان ها قابل استفاده است.

منبع : sunpower