آشنایی با فناوری نوین فوتوولتاییک – بررسی 4 دسته اصلی
بررسی فناوری نوین فوتوولتاییک در تولید برق
در این مقاله قصد داریم به بررسی مکانیزم عملکردی یک سیستم فوتوولتاییک برای تولید انرژی الکتریکی غیر مخرب زیستی را مورد تحلیل و بررسی قرار دهیم.
بررسی مفهوم فناوری نوین فوتوولتاییک
اگر بخواهیم مفهوم سیستم فوتوولتاییک را در قالب بررسی واژه به واژه بیان کنیم باید بگوییم که photovoltaic=photos+vollt که در این عبارت ترکیبی واژه photos به معنی نور و واژه volt به معنی انرژی الکتریکی و یک واحد سنجش می‌باشد.
در معنای اصطلاحی سیستم فوتوولتائیک یک مکانیزم تبدیل انرژی نور به انرژی الکتریکی می‌باشد که انرژی اولیه مورد نیاز برای فعالیت این سیستم از نور خورشید تامین می‌گردد.
این مکانیزم تولید برق دارای مزیت‌های بسیار زیادی به نسبت دیگر روش‌های تولید انرژی مانند استفاده از سوخت فسیلی می‌باشد که مهمترین آن سازگاری فناوری فوتوولتاییک با طبیعت و محیط زیست است.
این سیستم از نظر فنی و تخصصی دارای انواع مختلفی می‌باشد اما وجه اشتراک تمام مدل‌های آن بهره‌گیری از انرژی نهفته در پرتوهای نور خورشید برای تولید الکتریسیته می‌باشد.
نحوه عملکرد سیستم فوتوولتاییک
مهمترین جزء درمکانیزم عملکردی مبتنی بر تکنولوژی فوتوولتاییک پنل‌های خورشیدی یا همان صفحات سولار هستند که حاصل گردهمایی چندین ماژول می‌باشد.
این سولار پنل که در اختصار به آن PV هم گفته می‌شود وظیفه دریافت نور خورشید را بر عهده دارد و پرتو خورشید پس از تابش به این صفحه تحت تاثیر فعل و انفعالات خاص شیمیایی الکتریسیته جریان مستقیم تولید می‌کند.
جنس این صفحه‌ها از کریستال – سیلیکون است که الکترون‌های موجود در آن در اثر تحریکی که توسط انرژی تابشی نور خورشید ایجاد می‌شود به جنبش درمی‌آیند و این جنبش و جهش الکترونی به صورت جریان الکتریکی از سیستم خارج می‌شود.
جالب است بدانید که این خروجی جریان الکتریکی طی فرآیند مذکور امری صد درصدی نیست و بخشی از این انرژی در طی انجام این پروسه به شکل بازتابش گرما و اشعه مادون قرمز (IR) اتلاف می‌شود.
البته درصد اتلاف انرژی در فرآیند تولید الکتریسیته از طریق این سیستم بسیار کمتر از سیستم‌های سنتی دیگر مانند استفاده از سوخت فسیلی یا استفاده از توربین آبی می‌باشد.
دسته بندی گونه‌های مختلف فناوری فوتوولتاییک
گونه‌ای از سیستم فوتوولتاییک وجود دارد که اصطلاحاً به آن “فیلم نازک” می‌گویند و این سیستم ممکن است بازدهی پایینی داشته باشد اما در عوض دارای صرفه اقتصادی بیشتری برای فعالیت‌های آزمایشی و پژوهشی می‌باشد.
می‌توان گفت عمده کاربرد مکانیزم فوتوولتاییک فیلم نازک در حال حاضر در عرصه پرتاب موشک و ماهواره و آزمایش‌های علوم فیزیک و هوا- فضا است.
پرکاربردترین نوع سیستم فوتوولتائیک به ویژه در منطقه آمریکا شمالی و جنوبی، سیستم تمرکزی است که عملکرد آن به زبان ساده کاملاً با تمرکز بر جهت نور خورشید تنظیم می‌گردد.
سیستم تمرکزی دارای پنل‌های سنسوری گردان است که قابلیت جهت‌یابی نور خورشید را دارند و می‌توانند در تمام طول روز از نور خورشید بیشترین بهره‌برداری را داشته باشند.
سیستم تمرکزی به طبع به نسبت سیستم فیلم نازک گران‌تر است و علت عمده آن هم کارایی بیشتر و بازدهی بهتر این سیستم تولید انرژی الکتریکی می‌باشد.
مروری کوتاه بر تاریخچه استفاده از فناوری فوتوولتاییک در جهان
جالب است بدانید که استفاده از فناوری نوین فوتوولتائیک منحصر به سال‌های اخیر نیست و اولین سیستم تولید انرژی با استفاده از این فناوری در سال 1954 در مرکز تحقیقات Bell کشور آمریکا رونمایی شده است.
بزرگترین مانع در آن زمان برای گسترش استفاده از این فناوری نوین و بکارگیری آن به عنوان جایگزین سوخت فسیلی هزینه‌های بسیار بالا و نامتعارف تولید و انبوه سازی بود.
دانشمندان توانستند در بازه زمانی بین سال 1954 تا 1958 با استفاده از دانش روز نسخه بهینه سازی شده از این سیستم را برای استفاده در صنایع کوچک و مصرف خانگی به عموم عرضه کنند.
در سال 1970 کشور آمریکا در یک تنگنای بزرگ قرار گرفت و در عرصه تامین برق دچار بحران شد، بنابراین سیاست‌مداران وقت تصمیم گرفتند این فناوری را به طور گسترده جایگزین استفاده از سوخت فسیلی نمایند.
این ایده در آن زمان بسیار خلاقانه و انقلابی بود اما متاسفانه قابلیت اجرای گستره نداشت چرا که هزینه‌های تامین و انبوه سازی این طرح به مراتب از تامین انرژی از طریق سوخت فسیلی بیشتر بود.
دانشمندان سراسر جهان تا به این لحظه همچنان در تلاش هستند تا هزینه تامین و بهره برداری از این سیستم به منظور استفاده گسترده و جایگزینی آن با سوخت فسیلی را به حداقل ممکن برسانند.
این تلاش برای بهینه سازی هزینه استفاده از فناوری نوین فوتوولتاییک در جهان تا حد زیادی ثمر بخش بوده و طبق آمار تا سال 2015 میلادی بیشتر از 25 درصد الکتریسیته مصرفی در جهان از طریق این سیستم تامین می‌گردد.
سخن پایانی
فناوری نوین فوتوولتاییک یا همان تبدیل نور به الکتریسیته می‌تواند راه نجات بشریت در مقابل اتمام منابع سوخت فسیلی و مواجهه با بحران کمبود انرژی باشد.
متخصصان کماکان در تلاش هستند تا با کاهش هزینه‌های تولید و انبوه سازی تجهیزات مورد نیاز برای استفاده از این سیستم نوین به استفاده سراسری از آن از تمام نقاط کره زمین کمک کنند.
چنانچه شما هم علاقمند به مطالعه بیشتر و دریافت اطلاعات جالب‌تر در خصوص سیستم تولید انرژی خورشیدی هستید می‌توانید با مراجعه به وب‌سایت ما از سایر مقالات مرتبط با این موضوع استفاده نمایید.
معرفی تبدیل انرژی روشنا
شرکت دانش بنیان تبدیل انرژی روشنا در سال ۱۴۰۱ هجری شمسی با هدف ارائه خدمات طراحی و اجرای سایت های خورشیدی تاسیس شده است. تیم مجرب و جوان تبدیل انرژی روشنا در سال ۱۴۰۱ هجری شمسی موفق به دریافت گواهینامه دانش بنیان از معاونت پژوهشی ریاست جمهوری شده است. مشاوران مجرب تبدیل انرژی روشنا در کنار شما هستند تا با ارائه مشاوره تخصصی شما را در زمینه راه اندازی سایت خورشیدی خانگی، نیروگاه خورشیدی و همچنین مزایای سرمایه گذاری در این عرصه راهنمایی کنند.
