آموزش انتخاب پنل های خورشیدی جدید

سلول های خورشیدی و ماژول های فتوولتایی سیلیکون نامنظم (a-Si یا a-Si:H)
یک سلول خورشیدی سیلیکون نامنظم که یک زیر شاخه از پنل های خورشیدی لایه نازک سیلیکون است، اخیرا در بازار محبوب شده است. آن ها به کم تر از ۱ درصد سیلیکون در سلول های خورشیدی کریستالین نیاز دارند و بازده بسیار کم تری نسبت به پنل های خورشیدی پلی کریستالین یا مونو کریستالین دارند (تقریبا ۵ تا ۶ درصد).

برای تولید یک سلول خورشیدی سیلیکون نامنظم، یک یا چند لایه از مواد فوتوولتایی بر روی یک زیر لایه به صورت فشرده شده قرار می گیرند و گازی به صورت اسپری به آن ها پاشیده می شود. این فرایند “نشست بخار” نامیده می شود.

سلول های خورشیدی کادمیوم تلورید (CdTe):

پنل های خورشیدی لایه نازک کادمیم تلورید، مبتنی بر تلورید کادمیم و فن آوری فتوولتایی هستند که در مقایسه با پنل های خورشیدی سیلیکون کریستالین در بخش مهمی از بازار به خصوص در بخش مربوط به سیستم های چند کیلووات، مقرون به صرفه می باشد.

بازده این پنل های خورشیدی معمولا بین ۹ تا ۱۱ درصد است.

شرکت First Solar بیش از ۵ گیگاوات از پنل های خورشیدی لایه نازک کادمیم تلورید را در سراسر جهان نصب کرده است. همین شرکت رکورد جهانی را برای بازده ماژول فتوولتایی کادمیم تلورید در ۱۴.۴ درصد در اختیار دارد.

در آگوست ۲۰۱۴، First Solar یک دستگاه با کارایی تبدیل ۲۱.۰ درصد را معرفی کرد. در سال ۲۰۱۴، رکورد کارآیی ماژول نیز برای اولین بار از ۱۶.۱ درصد تا ۱۷  درصد افزایش یافت.

اولین آرایه خورشیدی ۴۰ مگاواتی فتوولتایی کادمیم تلورید توسط گروه JUWI در براندیس آلمان نصب شد.

سلول های خورشیدی ایندیم گالیم سلنیوم مس (CIGS/ CIS)

تولید تجاری سلول های فتوولتایی ایندیم گالیم سلنیوم مس انعطاف پذیر در آلمان در سال ۲۰۱۱ آغاز شد. آن ها از مس، ایندیوم، گالیم و سلنید با ترکیب روی یک زیر لایه مثل پلاستیک یا شیشه، به همراه آند و کاتد (الکترودها) در پشت و جلو برای جمع آوری قدرت خروجی الکتریکی ساخته شده اند.

سلول های خورشیدی CIGS یا CIS تحمل دمای بالایی دارند و در آب و هوای گرم بهتر عمل می کنند، به همین دلیل زمانی که سلول ها بر شیشه قرار داده می شوند، بهتر عمل می کنند.

میزان بازدهی پنل های خورشیدی CIGS معمولا در محدوده ۱۱ تا ۱۴ درصد است. با این حال، بالاترین مقدار بدست آمده توسط تیم محقق آزمایشگاه انرژی تجدید پذیر ملی ۱۹.۹ درصد و بهترین بازده به دست آمده تا اکتبر ۲۰۱۳ ۲۰.۸ درصد بوده است. علاوه بر این، دانشمندان در EMPA، (آزمایشگاه های فدرال سوئیس برای علم و فن آوری مواد)، با قرار دادن سلول های CIGS روی ورقه های پلیمر قابل انعطاف به رکورد بازده جدید ۲۰.۴ درصد دست یافتند.

بسیاری از پنل های خورشیدی لایه نازک دیگر هنوز در دست تحقیق و بررسی هستند. ممکن است خبره ی غیر منتظره و جالب تری را در مورد این پیشرفت ها در آینده بشنوید.

BIPV: پنل های فتوولتایی ادغام شده با ساختمان

این روش جدیدی نیست. در این سیستم پنل های خورشیدی لایه نازک یا سیلیکون کریستالین یا هر دو، به شکل کاشی های سقف و یا آنچه که مدل طراحی نیاز داشته باشد در می آیند.

BIPV (پنل های فتوولتایی ادغام شده با ساختمان) به گونه ای طراحی شده اند که بخشی از تاسیسات ساختمان باشند مانند دیوار ها، سقف ها، نما ها، پنجره ها و چیزهای دیگری که ممکن است با مواد فتوولتایی سازگار باشند. توفال خورشیدی بهترین نمونه از پنل های فتوولتایی ادغام شده با ساختمان است. این سیستم بسیار زیبا به نظر می رسد، اما چیزهای زیبا گران هستند.

متاسفانه، پنل های فتوولتایی ادغام شده با ساختمان، در مقایسه با دیگر پنل ها و سلول های فتوولتایی بسیار گران تر هستند و بازده کمتری دارند. بنابراین به مالکان خانه های شخصی یا کاربران مقیاس کوچک توصیه نمی شود سیستم های BIPV را در پروژه خود ادغام کنند. این سیستم ها در پروژه های عظیم مثل یک نیروگاه ۱۰ مگاواتی در بیابان نزدیک لاس وگاس استفاده می شوند.

پنل های حرارتی خورشیدی

این سیستم فتوولتایی یا انرژی خورشیدی با موارد توضیح داده شده قبلی متفاوت است. آن ها برق تولید نمی کنند، بلکه انرژی خورشیدی را تبدیل به حرارت لازم برای گرم کردن آب برای استخر شنا و یا استفاده کلی در خانه می کنند. همچنین خوب است بدانید که برخی از پنل های خورشیدی یا فتوولتایی ممکن است برای گرما و تهویه مطبوع نیز مورد استفاده قرار گیرند.

سلول های خورشیدی و پنل های فتوولتایی هیبریدی

یک ماده ارگانیک (یک ماده نیمه رسانا که مشخصات آن مابین عایق ها و رسانا های الکتریکی قرار دارد و برای رسانایی الکتریکی مورد استفاده قرار می گیرد) با یک ماده غیر ارگانیک رسانا با الکترون بالا فشرده می شود تا لایه های فتوولتایی را تشکیل دهد. این روش نسبت روش تک لایه بازده بیشتری دارد و همزمان مزایای رابط های نیمه رسانای ارگانیک و غیر ارگانیک را دارا می باشد.

سلول های فتوولتایی هیبریدی به خاطر فرآیند  R2R هزینه پایینی دارند (‌فرایند roll-to-roll یا Real-to-Real : ایجاد اجزا و وسایل الکترونیکی بر روی یک رول پلاستیکی انعطاف پذیر یا ورقه های فلزی).

بالاترین بازده موجود در پنل های خورشیدی هیبریدی موجود درماژول فتوولتایی Panasonic (که قبلا با نام Sanyo شناخته می شد) به نام HIT یافت می شود که ۱۸.۶ درصد است، و فضای کمتری را روی سقف اشغال می کند.

پنل های خورشیدی هیبریدی بسیار پرهزینه تر از پنل های فتوولتایی پلی کریستالین و مونو کریستالین هستند. اگر فضای زیادی بر روی سقف خود دارید، توصیه نمی شود از سیستم پنل خورشیدی هیبریدی استفاده کنید در غیر این صورت شما پول خود را هدر داده اید تا همان قدرت الکتریکی را که با پنل های خورشیدی کریستالین بدست می آید، تولید کنید.

کدام یک از پنل های خورشیدی برای مصارف خانگی بهتر است؟

تصمیم گیری در مورد این که کدام یک از پنل های خورشیدی برای شما بهتر است کمی مشکل خواهد بود برای و اگر شما حتی اطلاعات پایه ای در این مورد ندارید، توصیه می شود با یک متخصص تماس بگیرید تا بهترین پنل خورشیدی را برای موقعیت خاص خود انتخاب کنید. با این حال مطالب زیر ممکن است در این راه تا اندکی به شما کمک کند.

 

همانطور که می دانیم، “هزینه و فضا” عوامل اصلی انتخاب یک پنل فتوولتایی مناسب است، بنابراین به طور خلاصه در مورد این دو موضوع بحث خواهیم کرد.

فضای لازم برای نصب پنل خورشیدی:

از آنجا که اکثر ما فضای زیادی بر روی سقف، پنجره ها و غیره نداریم، پنل خورشیدی لایه نازک برای اکثر ما مناسب نیست. پنل های خورشیدی مبتنی بر کریستالین در این حالت بهترین انتخاب هستند و اگر اندازه واقعا برای شما مهم نیست، پنل های خورشیدی با بیشترین قدرت اسمی را انتخاب کنید، چون پنل های فتوولتایی با اندازه های مختلف دارای قدرت های مختلف مثل ۶۰ وات، ۱۵۰ وات، ۲۰۰ وات و غیره هستند.

اگر اندازه مهم است، بین پنل های خورشیدی مونو کریستالین و پلی کریستالین  کدام یک بهتر است؟

هر دو دارای مزایای مشابهی هستند، با این تفاوت که پنل های خورشیدی مونو کریستالین فضای کتری را اشغال می کنند و انرژی الکتریکی بیشتری نسبت به پلی کریستالین تولید می کنند، اما این امر همیشه صادق نیست.

یک موضوع دیگر که باید در نظر گرفته شود این است که پنل های خورشیدی پلی کریستالین کمی ارزان تر هستند، اما فضای بیشتری را اشغال می کنند.

به علاوه، به ازای قدرت اسمی یکسان (مثلا ۱۵۰ وات) پنل های خورشیدی مونو کریستالین و پلی کریستالین، تقریبا قدرت خروجی الکتریکی یکسانی را تولید می کنند (با تفاوت ناچیز)، اما پلی کریستالین در مقایسه با پنل های خورشیدی مونو کریستالین فضای بیشتری را اشغال می کند.

پس بستگی به نیاز ها و شرایط شما دارد که کدام را انتخاب کنید.

هزینه پنل های خورشیدی:

قیمت پنل های فتوولتایی به طور معمول به صورت هزینه برای هر وات در نظر گرفته می شود. اگر می خواهید به دنبال ارزان ترین قیمت به ازای هر قدرت اسمی بروید، باید قیمت های پنل های خورشیدی مونو کریستالین و پلی کریستالین موجود در بازار و اینترنت را مقایسه کنید.

به عنوان مثال، پنل خورشیدی Talesun (مدل TP660P-235)، ارزان ترین پنل فتوولتایی است که در حدود ۲۳۵ وات با قیمت ۱۸۳ دلار قیمت گذاری شده است. بنابراین در این مورد قیمت هر وات ۰.۷۵ دلار تمام می شود، در حالی که پنل خورشیدی EcoSolargy (مدل ECO230S156P-60) یک پنل فتوولتایی گران تر است چون قدرت اسمی آن ۲۳۰ وات و قیمت هر وات در حدود ۱ دلار است.

خروجی مهم ترین فاکتور برای انتخاب است

تولید کنندگان سیستم های فتوولتایی برای پنل های خورشیدی خود حدود ۲۵ تا ۳۰ سال گارانتی ارائه می دهند. اما به خاطر داشته باشید که عملکرد پنل های خورشیدی به تدریج در طول زمان تنزل پیدا می کند و عملکرد کلی در زمانی که نزدیک به اتمام است ۸۰ درصد خواهد بود.

بنابراین، در مورد قدرت خروجی پنل های خورشیدی خود عقب نشینی نکنید و یک سیستم نصبی پنل خورشیدی قابل اطمینان طراحی کنید. به دنبال پنل های فتوولتایی ارزان نروید در غیر اینصورت باید بیش از یک بار هزینه آن را پرداخت کنید.