سلول های خورشیدی چگونه کار میکنند؟

انرژی خورشیدی در نگاه اول ممکن است تا حدودی ناشناخته به نظر برسد؛ اما واقعا این طور نیست. ما می توانیم با استفاده از محصولات برق خورشیدی انرژی خورشیدی را به برق تبدیل کرده و از آن استفاده کنیم. سلول های خورشیدی ابزارهایی هستند که این انرژی را به انرژی الکتریکی مناسب برای مصرف و تامین ما تبدیل می کنند. یک سلول خورشیدی (Solar Cell) از دو لایه مختلف سیلیکون به نام‌های نوع N (آبی) و نوع P (قرمز) ساخته شده است. این سلول از انرژی نور خورشید برای حرکت الکترون ها در مرز بین آنها و تولید الکتریسیته استفاده می کند. حتی سفینه های فضایی و ماهواره ها نیز از پنل های خورشیدی برای تامین انرژی استفاده می کنند. در این آموزش با لیمو سولار همراه باشید، تا با سول‌های خورشیدی بیشتر آشنا شویم.

سلول خورشیدی چیست؟

سلول خورشیدی یک قطعه الکترونیکی است که نور خورشید را جذب کرده و مستقیماً آن را به برق تبدیل می کند. هر سلول تقریباً به اندازه یک کف دست است، به طوری که شکل آن شبیه هشت ضلعی و به رنگ سیاه مایل به آبی است. سلول های خورشیدی معمولاً در واحدهای بزرگتر به نام ماژول های خورشیدی گروه بندی می شوند و خود این واحدها نیز به عنوان واحد های بزرگتر شناخته می شوند که به پنل های خورشیدی معروف هستند. صفحه های سیاه یا آبی که روی برخی سقف ها می بینید پنل خورشیدی هستند. شکل زیر سقف خانه‌ای را نشان می دهد که در حال بهره گیری از پنل های خورشیدی است.

تقریباً همه سلول‌های خورشیدی کنونی از برش‌های سیلیکون ساخته می شوند، اگرچه می توان به جای آن از مواد دیگری استفاده کرد. هنگامی که نور خورشید به یک سلول خورشیدی می تابد، انرژی الکترون ها را از سیلیکون بیرون می راند. این الکترون ها می توانند در یک مدار الکتریکی جریان داشته باشند و برای هر چیزی که با الکتریسیته کار می کند، الکتریسیته فراهم کنند.

نحوه تولید برق توسط یک سلول خورشیدی

شما می توانید نور را به عنوان جریانی از ذرات ریز به نام فوتون از خورشید در نظر بگیرید. زمانی وقتی یکی از فوتون‌ها با انرژی کافی به سلول سیلیکونی برخورد می‌کند، قادر است الکترون را از اتصال خود خارج سازد و حفره‌ای بجا بگذارد. الکترون ها با بار منفی و حفره ها با بار مثبت می توانند آزادانه حرکت کنند. اما به دلیل میدان الکتریکی در محل اتصال بین PN، آنها فقط در یک جهت حرکت می کنند. الکترون ها به P جذب می شوند، در حالی که حفره ها به N جذب می شوند.

الکترون های متحرک توسط یک نوار فلزی نازک در بالای سلول جمع آوری می شوند. از آنجا، آنها از طریق یک مدار خارجی برای تولید برق جریان می یابند. مانند روشن نمودن لامپ و سایر تجهیزات الکتریکی. هر سلول سیلیکونی فقط نیم ولت تولید می کند، اما می توان آنها را به صورت سری در یک ماژول وصل کرد تا توان بیشتری دریافت کند. دوازده سلول فتوولتائیک برای شارژ یک تلفن همراه کافی است، در حالی که ماژول های زیادی برای تامین انرژی کل خانه مورد نیاز است.

مزیت سلول خورشیدی چیست؟

سلول های خورشیدی انرژی خورشید را مهار کرده و آن را به برق قابل استفاده تبدیل می کنند. سلول های خورشیدی مقرون به صرفه، فرصتی عالی برای صرفه جویی در قبض برق خانه شما ارائه می دهند. چون ما برای انرژی تولیدی آنها پولی نمی دهیم. ممکن است همیشه در همه جای کره زمین به پریز برق دسترسی نداشته باشیم. به همین دلیل استفاده از انرژی خورشیدی در خارج از شهرها و مناطق دور از برق و دور افتاده بسیار مهم است. با استفاده از انرژی خورشیدی، نیازی به پرداخت هزینه های بالا برای نصب پریزهای برق و کابل از نزدیکترین منبع برق شهری نیست. سلول های خورشیدی می توانند ارزان تر از برق باشند و در صورت نصب صحیح می توانند در مصرف برق شما صرفه جویی کنند. علاوه بر این که سلول های خورشیدی امکان استفاده از برق را در خارج از سیستم برق شهر ارائه می دهند.پ

چگونه فناوری نانو می تواند سلول های خورشیدی را بهبود بخشد؟!

انواع سلول‌های خورشیدی کدامند؟

3 نوع اصلی از سلول های خورشیدی مورد استفاده برای مصارف مسکونی وجود دارد که عبارتند از:

• سلول‌های تک کریستالی (مونو کریستالی)
• سلول‌های پلی کریستالی
• سلول‌های لایه نازک

همانطور که توضیح دادیم سلول های خورشیدی در سطح پنل خورشیدی به هم متصل شده اند.

سلول‌های تک کریستالی

پانل های PV مونوکریستال قابل اطمینان ترین گزینه در بازار هستند. این سلول های خورشیدی شیک و کارآمد بر روی یک پنل PV تک کریستالی ساخته شده از سیلیکون تک کریستالی بادوام ساخته شده اند. کریستال های سیلیکون در آزمایشگاه رشد می کنند و سازندگان پنل های خورشیدی آنها را به شکل هشت ضلعی سیلیکونی برش داده و می تراشند. سپس این سیلیکونها در داخل قاب پنل خورشیدی قرار می گیرند. شکل هشت ضلعی ثابت این پانل ها به سلول های بیشتری اجازه می دهد تا در یک قاب کوچکتر قرار بگیرند.

سلول‌های پلی کریستالی

پنل های خورشیدی پلی کریستالی از چندین قسمت پلی کریستالی تشکیل شده اند که به هم متصل شده اند و یک الگوی شطرنجی را تشکیل می دهند. این پانل ها جذابیت کمتری دارند و زباله کمتری تولید می کنند.

سلول‌های لایه نازک

سلول های خورشیدی لایه نازک نسبت به سایر انواع سلول های خورشیدی پیشرفته تر هستند. این سلول ها الکتریسیته زیادی تولید نمی کنند و به طور قابل توجهی کارایی کمتری نسبت به سایر پنل های خورشیدی دارند. با این حال، شکل منحصر به فرد این سلول ها؛ انعطاف پذیری و اندازه کوچک، آنها را در برخی موارد مفید می کند.

سخن پایانی

سلول خورشیدی یکی از مهم ترین و ضروری ترین اجزای فناوری مدرن خورشیدی است. بدون این سلول ها، تولید برق با استفاده از انرژی پاک و تجدیدپذیر خورشید غیرممکن خواهد بود. مهم نیست که چه نوع سلول خورشیدی یا سازنده پنل خورشیدی را انتخاب می کنید، پنل های خورشیدی استفاده از انرژی خورشیدی را ممکن می کنند. اگر به فکر استفاده از انرژی خورشیدی هستید، لیمو سولار در ایران یکی از مشهورترین شرکت ها در این زمینه است. تجربه موفق شرکت ما در زمینه طراحی و ساخت نیروگاه های بادی، مزارع خورشیدی، نیروگاه های حرارتی خورشیدی و … به شما کمک می کند تا در آینده ای روشن قدم بردارید.