سلول خورشیدی سلول فتوولتاییک

سلول خورشیدی سلول فتوولتاییک

سلول خورشیدی( solar cell) یا سلول فتوولتاییک (photovoltaic cell یا PV Cell)

تبدیل مستقیم انرژی خورشید به الکتریسیته معمولاً به وسیله سـلول هـای فتوولتاییـک صـورت مـی گیـرد کـه از اثـر فتوولتاییک استفاده می کنند. اثر فتوولتاییک بر اساس اثر متقابل فوتون هایی بـا انـرژی برابـر بـا یـا بـیش از انـرژی بانـد ممنوعه مواد فتوولتاییک است. ماژولهـای فتوولتاییـک انـرژی خورشـید را بـدون آلـودگی و سـر و صـدا و نو سـانات بـه الکتریسیته تبدیل می کنند. انرژی خورشید چگالی انرژی کمی دارد و بنابراین، ماژول های فتوولتاییک بایـد سـطح زیـادی داشته باشند تا بتوانند انرژی کمی تولید کنند. سیستمهای فتوولتاییک در شـبکه هـا ی قـدرت بـه هـم پیوسـته از مبـدل استفاده می کنند تا جریان dc تولید شده به وسیله آرایه های فتوولتاییک به جریان ac متناسب با ولتـاژ و فرکـانس مـورد نیاز در شبکه برق تبدیل شود.

    

انرژی الکتریکی خورشیدی منبع اصلی انرژی بـرای سـفینه هـا ی فضـایی از زمـان شـروع برنامـه هـای فضـایی اسـت. همچنین، حدوداً از سه دهه پیش از آن برای تأمین انرژی در مصارف شـهری و کشـاورزی اسـتفاده مـی شـود. در یـک دهه گذشته، از انرژی خورشیدی برای تأمین انرژی خانه ها و ساختمان های شهری به طور گسـترده اسـتفاده شـده کـه نتیجه پیشرفت در تکنولوژی خورشیدی به همراه تغییرات در ساختار صنعت الکترونیک است.

     

اگرچه انواع مختلف سیستم های فتوولتاییک وجود دارد، اما همه ی آنها متشکل از سه جزء اصلی هستند: مـاژولی کـه انرژی خورشید را به الکتریسیته تبدیل می کند؛ مبدلی که الکتریسیته را به جریان متناوب تبدیل می کنـد تـا از آن بتـوان در مصارف مختلف خانگی استفاده کرد؛ و احتمالاً باتری که انرژی الکتریسیته اضافی تولید شـده در سیسـتم را ذخیـره می کند. دیگر اجزای جانبی سیستم عبارتند از: سیمها، سوئیچ برای قطع جریان، سازه های پشتیبانی و غیره.

                

طبقه بندی تیپ سیستمهای فتوولتاییک از لحاظ کاربری

بطور کلی سیستم های فتوولتاییک با توجه کاربردشان به دو گروه دسته بندی می شوند.

  • واحدهای فتوولتاییک متصل به شبکه.
  • واحدهای فتوولتاییک مجزا از شبکه.

لازم به ذکر است که کاربری دیگر سیستم های فتوولتاییک به صورت چندگانه می باشـد کـه در ایـن حالـت سیسـتم فتوولتاییک در کنار منابع دیگر مانند توربین باد یا دیزل، تغذیه بار را انجام می دهند.

سیستم های فتوولتاییک متصل به شبکه

به منظور تقویت شبکه سراسری برق و جلـوگیری از فشـار الکتریکـی وارده بـر نیروگـاه هـا در طـی روز، اسـتفاده از سیستم های فتوولتاییک متصل به شبکه سراسری برق به صورت متمرکز و یا غیرمتمرکز از جمله راه حل های ایـن مشـکل می باشد. امروزه سیستم های فتوولتاییک متصـل بـه شـبکه در بسـیاری از کشـورهای جهـان در واحـدهای کوچـک از ۱KW  الی  ۵KW در بام منازل مسکونی و در واحدهای بزرگتر به صورت نیروگاه های فتوولتاییک نصب و راه انـدازی شده است. از مزایای این سیستم می توان به موارد زیر اشاره کرد.

  • نصب و راه اندازی آسان
  • بازدهی بالا و عدم نیاز به تجهیزات جانبی پیچیده.
  • عدم نیاز به باتری جهت ذخیره انرژی الکتریکی.

طراحی سیستم های فتوولتاییک متصل به شبکه، به گونه ای است که همزمان و به طور موازی با شبکه برق سراسـری توان تولید می نمایند. یکی از اجزاء اصلی سیستم های فتوولتاییک متصل به شبکه، مبدل الکترونیک قدرت است کـه بـرق DC تولیدی توسط آرایه های فتوولتاییک را متناسب با ولتاژ و فرکانس شبکه به برق AC تبدیل نموده و در صـورت عـدم نیاز، به طور خودکار انتقال نیرو را قطع می نماید. به طورکلی ارتباطی دو جانبه میان سیسـتم هـای فتوولتاییـک و شـبکه ی برق وجود دارد.

ادامه مطلب ……فایل pdf را دانلود کنید.

تهیه و تنظیم : مهندس فرزین وکیلی