سلول خورشیدی( solar cell) یا سلول فتوولتاییک (photovoltaic cell یا PV Cell)
تبدیل مستقیم انرژي خورشید به الکتریسیته معمولاً به وسیله سـلول هـاي فتوولتاییـک صـورت مـی گیـرد کـه از اثـر فتوولتاییک استفاده می کنند. اثر فتوولتاییک بر اساس اثر متقابل فوتون هایی بـا انـرژي برابـر بـا یـا بـیش از انـرژي بانـد ممنوعه مواد فتوولتاییک است. ماژولهـاي فتوولتاییـک انـرژي خورشـید را بـدون آلـودگی و سـر و صـدا و نو سـانات بـه الکتریسیته تبدیل می کنند. انرژي خورشید چگالی انرژي کمی دارد و بنابراین، ماژول هاي فتوولتاییک بایـد سـطح زیـادي داشته باشند تا بتوانند انرژي کمی تولید کنند. سیستمهاي فتوولتاییک در شـبکه هـا ي قـدرت بـه هـم پیوسـته از مبـدل استفاده می کنند تا جریان dc تولید شده به وسیله آرایه هاي فتوولتاییک به جریان ac متناسب با ولتـاژ و فرکـانس مـورد نیاز در شبکه برق تبدیل شود.
انرژي الکتریکی خورشیدي منبع اصلی انرژي بـراي سـفینه هـا ي فضـایی از زمـان شـروع برنامـه هـاي فضـایی اسـت. همچنین، حدوداً از سه دهه پیش از آن براي تأمین انرژي در مصارف شـهری و کشـاورزي اسـتفاده مـی شـود. در یـک دهه گذشته، از انرژي خورشیدي براي تأمین انرژي خانه ها و ساختمان هاي شهری به طور گسـترده اسـتفاده شـده کـه نتیجه پیشرفت در تکنولوژی خورشیدی به همراه تغییرات در ساختار صنعت الکترونیک است.
اگرچه انواع مختلف سیستم هاي فتوولتاییک وجود دارد، اما همه ي آنها متشکل از سه جزء اصلی هستند: مـاژولی کـه انرژي 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 انرژي الکتریسیته اضافی تولید شـده در سیسـتم را ذخیـره می کند. دیگر اجزاي جانبی سیستم عبارتند از: سیمها، سوئیچ براي قطع جریان، سازه هاي پشتیبانی و غیره.
طبقه بندي تیپ سیستمهاي فتوولتاییک از لحاظ کاربري
بطور کلی سیستم هاي فتوولتاییک با توجه کاربردشان به دو گروه دسته بندي می شوند.
- واحدهاي فتوولتاییک متصل به شبکه.
- واحدهاي فتوولتاییک مجزا از شبکه.
لازم به ذکر است که کاربري دیگر سیستم هاي 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 هاي 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 هاي فتوولتاییک متصل به شبکه سراسري برق به صورت متمرکز و یا غیرمتمرکز از جمله راه حل هاي ایـن مشـکل می باشد. امروزه سیستم هاي فتوولتاییک متصـل بـه شـبکه در بسـیاري از کشـورهاي جهـان در واحـدهاي کوچـک از 1KW الی 5KW در بام منازل مسکونی و در واحدهاي بزرگتر به صورت نیروگاه هاي فتوولتاییک نصب و راه انـدازی شده است. از مزایای این سیستم می توان به موارد زیر اشاره کرد.
- نصب و راه اندازي آسان
- بازدهي بالا و عدم نیاز به تجهیزات جانبی پیچیده.
- عدم نیاز به باتري جهت ذخیره انرژي الکتریکی.
طراحی سیستم هاي فتوولتاییک متصل به شبکه، به گونه اي است که همزمان و به طور موازي با شبکه برق سراسـري توان تولید می نمایند. یکی از اجزاء اصلی سیستم هاي فتوولتاییک متصل به شبکه، مبدل الکترونیک قدرت است کـه بـرق DC تولیدي توسط آرایه هاي 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 هـاي فتوولتاییـک و شـبکه ي برق وجود دارد.
ادامه مطلب ……فایل pdf را دانلود کنید.
تهیه و تنظیم : مهندس فرزین وکیلی