پنل خورشیدی از چی ساخته شده است؟

انرژی خورشیدی به عنوان یکی از ارزان ترین منابع جهان کارایی بالایی دارد. صفحات خورشیدی به کار رفته در این انرژی وظیفه جذب نیروی خورشید و تبدیل کردن آن را به انرژی الکتریکی و گرما بر عهده دارند

این صفحات خورشیدی از ترکیبات نیمه هادی تشکیل شده است که به نام صفحات سولار یا فتوولتائیک نیز نام دارد.اما اینکه این صفحات چگونه ساخته می شود یا مواد به کار رفته در آن چیست از عمده سوالاتی است که ذهن اکثر افراد را به خود مشغول کرده است.

باتوجه به اهمیت این موضوع ما در ادامه قصد داریم مواد به کار رفته در پنل خورشیدی را بررسی کنیم و در رابطه با نحوه ساخت آن مطالبی را بیان کنیم. برای کسب اطلاعات بیشتر در رابطه با این موضوع پیشنهاد می کنیم تا پایان مقاله همراه ما باشید.

پنل های خورشیدی از چه موادی ساخته شده است؟

در پنل های خورشیدی از مواد و فلزات مختلفی استفاده شده است. از مهمترین مواد به کار رفته در پنل خورشیدی می توان به موارد زیر اشاره کرد:

مواد خام

یکی از مهمترین مواد خام در ساخت پنل های خورشیدی، سیلیکون خالص است. دی اکسید سیلیکون به عنوان ماده اولیه سیلیکون از سنگ کوارتزیت یا کوارتز خرد شده به دست می آید که در ابتدای کار در کوره قوس الکتریکی قرار داده می شوند

در این قوس الکتریکی اکسیژن از کربن آزاد می شود. در ادامه نیز سیلیکون به بهترین درجه کارآیی به صورت خالص ساخته می شود و در جریان ساخت پنل های خورشیدی قرار می گیرد.

این ماده یکی از بهترین مواد اولیه در ساخت پنل های خورشیدی تک کریستالی است.سیلیکون در پنل های خورشیدی نیمه هادی هایی را ایجاد می کند که توسط آن نور خورشید به انرژی الکتریسه تبدیل می شود.

مس و نقره

مس یکی از فلزات پرکاربرد در ساخت این پنل ها است.در کنار استفاده از این فلز برای ساخت پنل های خورشیدی می توان به عنصر اصلی دیگری همچون نقره نیز اشاره کرد. این فلز در مقایسه با سایر فلزت دیگر از بالاترین درجه هدایت الکتریکی و حرارتی برخوردار است.

این دو فلز جزء مواد اصلی ساخت پنل خورشیدی هستند. اما این احتمال وجود دارد که در آینده در ساخت پنل های خورشیدی به منظور بالا بردن کارآیی و بهره وری آن از طلا نیز استفاده شود.

در مجموع پنل خورشیدی از صفحات سلولی تشکیل شده اند که این صفحات قدرت بالایی در جذب نور خورشید دارند.رسانای بالای حرارت و همچنین رسانای بالای الکتریکی از مهمترین ویژگی های فلز نقره است.

علاوه بر ان این فلز قدرت بالایی در بازتابندگی نور خورشید دارد.رنگ نقره در پنل خورشیدی موجب جذب یکنواخت نورخورشید می شود.

استفاده از این ماده در ساخت پنل خورشیدی باعث می شود تا حرارت جذب شده از انرژی خورشیدی تنها در یک نقطه جذب نشود.

این عنصر یکی از فلزات اصلی در ساخت پنل خورشیدی است به این دلیل که در نبود آن صفحات خورشیدی نمی توانند با قدرت بالا نور خورشیدی را جذب کنند.

باتوجه به این موضوع می توان بیان کرد که در ساخت پنل خورشیدی حدود 20الی 30 گرم از فلز نقره استفاده می شود.

آلومینیوم

در ساخت پنل های خورشیدی از عنصر دیگری همچون آلومینیوم نیز استفاده می شود.به منظور حفاظت از پنل خورشیدی در برابر شرایط آب و هوایی نامناسب یا سناریوهای خطرناک از فریم فلزی آلومینیوم استفاده می شود.

از ویژگی های این عنصر شیمیایی می توان به وزن سبک، مقاوم بودن در برار حرارت اشاره کرد.این ویژگی ها در این عنصر موجب بهبود خواص پنل خورشیدی و دیگر فلزات به کار رفته در آن می شود.

از این عنصر در صنایع خورشیدی به منظور ساخت سازه های قاب و اجزای ساختمانی پنل خورشیدی استفاده می شود.اکستروژن آلومینیوم در صنعت انرژی خورشیدی امکان موقعیت یابی بسیار دقیق را فراهم می کند و از طرفی به بهبود بهره وری در جذب نور خورشید و تدیل آن به انرژی الکترسیسته کمک شایانی می کند.

از دلایل استفاده از این عنصر در ساخت پنل خورشیدی می توان به حفاظت از اجزای انرژی خورشیدی اشاره کرد.این عنصر خاصیت رسانایی بسیار خوبی دارد به همین دلیل از صفحات پنل خورشیدی در برابر رعد و برق و صاعقه نیز محافظت می کند.

آلومینیوم یک عنصر پرکاربرد است که در برابر خوردگی مقاومت بالایی دارد.استفاده از این عنصر موجب بهبود استحکام کششی بالای پنل خورشیدی در برابر بارش باران و برف می شود.

ورق شیشه ای

ورق شیشه ای نیز از دیگر مواد به کار رفته در پنل خورشیدی است.ضخامت ورق شیشه ای در پنل خورشیدی حدود 6 الی 7 میلی متر است.

اگرچه این ضخامت نشان می دهد که ورق شیشه ای به کار رفته در پنل خورشیدی نازک است اما همین ضخامت کم به خوبی از سلول های خورشیدی سیلیکونی محافظت می کند.این پوشش شیشه ای از سلول های فتوولتائیک سیلیکونی نیز محافظت کرده و دوام و ماندگاری آن را افزایش می دهد.

در واقع به منظور محدود کردن رطوبت و گرما در داخل پنل خورشیدی یک پوشش به عنوان عایق و یک صفحه پشتی برای محافظت از پنل خورشیدی قرار داده می شود.

از آنجا که افزایش دما راندمان کاری پنل خورشیدی را کمتر می کند به همین دلیل عایق به کار رفته در صفحات خورشیدی طوری عمل می کنند تا بدون افزایش حرارت در صفحات حورشیدی گرمای خورشید جذب شود.

سیم استاندارد 12 ولت

در کنار مواد و عنصرهای به کار رفته در پنل خورشیدی از سیم استاندارد 12 ولت نیز استفاده می شود.یک سیم با قدرت 12 ولت که به تنظیم مقدار انرژی منتقل شده به اینورتردر صفحات خورشیدی کمک می کند موجب پایداری و کارایی ماژول پنل های خورشیدی می شود.

از سیم های 12 ولت برای اتصال موازی سلول های خورشیدی نیز سیلیکونی استفاده می شود. این سیم ها توسط یک لایه نازک پوشیده شده اند و به اندازه کافی ضخامت دارند تا جریان های الکتریکی را در پنل های خورشیدی حمل کنند.

اجزای پنل های خورشیدی

اجزای به کار رفته در پنل خورشیدی متشکل از عناصری است که در فرآیند تبدیل و تولید انرژی برق نقش دارند.اجزای پنل خورشیدی عبارت اند از:

سلول‌های خورشیدی

سلول های خورشیدی یکی از اجزای اصلی پنل خورشیدی است. این اجزاء وظیفه دارد که نور خورشیدی را به انرژی برق تبدیل کند.این سلول ها معمولا از سیلیکون ساخته شده اند و در سطح پنل قرار دارند.

لایه محافظ

به منظور محافظت از سلول های خورشیدی در برابر ضربه ها، گرد و غبار و رطوبت لایه محافظ روی سلول های خورشیدی قرار می گیرد. معمولا جنس این لایه ها از پلاستیک مقاوم یا شیشه است.

فریم و بستر

فریم وبستر پنل ها از فلزات مقاوم همچون آلومینیوم ساخته شده است و موجب بالابردن استحکام پنل خورشیدی می شود.علاوه بر این این اجزا از سلول های خورشیدی نیز حمایت و نگهداری می کند.

کابل‌ها و اتصالات

به منظور انتقال جریان الکتریکی از سلول های خورشیدی به سیستم برق خورشیدی نیز از کابل ها و اتصالات مربوط به آن استفاده می شود.این کابل ها باید کیفیت بالایی داشته باشند و از هر گونه خطر برق گرفتگی نیز جلوگیری کنند.

تراکم‌دهنده‌

برای بهینه سازی زاویه پنل در برابر نور خورشید از تراکم دهنده ها یا رکاب ها استفاده می شود. این اجزاء روی پنل های خورشیدی نصب می شوند تا بدین شکل با جذب بیشترین مقدارنور عملکرد بهتری را در تولید و تبدیل انرژی برق ارائه دهند.

مبدل برق

اینورتر یا همان مبدل برق در پنل خورشیدی وظیفه دارد تا جریان مستقیم تولید شده در سلول های خورشیدی را به جریان متناوب قابل استفاده در خانه ها تبدیل کند و بدین وسیله انرژی برق مورد نیاز خانه ها تامین شود.

نحوه ساخت پنل های خورشیدی

تا به اینجای متن در رابطه با مواد به کار رفته و همچنین اجزای پنل های خورشیدی مطالبی را بیان کردیم. حال نوبت به این می رسد که چگونگی ساخت پنل های خورشیدی را مورد بررسی قرار دهیم.نحوه ساخت پنل های خورشیدی مستلزم به کارگیری مراحل مختلف است که باید به طور دقیق انجام شود. این مراحل عبارت اند از:

آماده سازی مواد اولیه

برای ساخت پنل خورشیدی قبل از هر چیز باید مواد اولیه آن تهیه شود.این مواد شامل لایه های مواد نیمه هادی، فلزات، ویفر سیالیکونی و لایه های محافظ است.

تولید سلول های خورشیدی

در این مرحله سلول های خورشیدی که از سیلیکون ساخته شده اند به مرحله تولید می رسند. سلول های خورشیدی به شکل ماژولار کنار یکدیگر قرار گرفته تا یک صفحه پنل خورشیدی آن هم با ظرفیت مشخص تولید شود.

اتصال سلول های خورشیدی

در این مرحله سلول های خورشیدی به صورت سری و موازی کنار یکدیگر قرار داده می شوند تا بدین شکل توان خروجی آنها بالاتر رود.

ایجاد لایه های محافظ

با اتصال سلول ها در کنار هم، لایه های محافظ به منظور حفاظت از این قسمت روی پنل قرار می گیرند.بکارگیری این لایه ها پنل را در برابر رطوبت و گرد و غبار محافظت می کند.

آزمایش و تست

پس از ساخت پنل خورشیدی نوبت به آزمایش و تست کردن آن می رسد تا کیفیت و کارآیی آن مورد بررسی قرار گیرد . این کار موجب می شود تا تولید کنندگان اطمینان یابند که پنل خورشیدی توان خروجی مورد انتظار را دارد یا اینکه باید هنوز روی آن کار شود.

بسته بندی و توزیع

پس از آزمایش و تست های مربوط به کارآیی پنل خورشیدی در انتهای کار نوبت به بسته بندی کردن آن می رسد.پنل های خورشیدی در بسته بندی های مخصوص قرار می گیرند تا در برابر هر گونه ضربه و فشاری محافظت شوند و بدین شکل به دست مشتریان برسند.

کلام آخر

استفاده از پنل های خورشیدی به منظور تولید و تبدیل انرژی برق مزیت های زیادی را به همراه دارد. از مهمترین مزیت های استفاده از این فناوری پیشرفته می توان به نیاز کم به تعمیر و نگهداری آن، مستقل بودن منبع انرژی، کاهش هزینه ها و … اشاره کرد.باتوجه به این مزیت های تقاضا برای این محصول در سال های اخیر تا به الان همچنان ادامه داشته و اکثر مصرف کنندگان از این محصول به عنوان یک منبع انرژی استقبال زیادی می کنند.