عمر پنل خورشیدی چقدر است؟

عمر پنل خورشیدی چقدر است؟

عمر یک پنل خورشیدی چقدر است؟

یک پنل خورشیدی در صورت مراقبت های دوره ای مرتب در حدود ۳۰ سال عمر میکند که

۱۵ سال اول عمر مفید دستگاه تلقی میشود و در ۵ سال اول عمر پنل خورشیدی، همه

هزینه های ساخت تولید را با عملکرد خود صفر میکند و باقی ۲۵ سال عمر دستگاه سود

آوری خواهد بود.

روش ساخت پنل خورشیدی

جهت ساخت صفحات خورشیدی خانگی و صنعتی ابتدا شن های سیلسیم دی اکسید

SIO2 که از معادن استخراج شده است را در کوره حرارت میدهیم تا به زغال سنگ گداخته

تبدیل شود. بعد از تقطیر با خلوص بالا با اکسیژن در دمای ۹۰۰ درجه سانتی گراد ترکیب

شده و آن را حرارت میدهیم تا در دمای ۱۵۰۰ درجه به حالت مذاب در میآیند. سپس این

مواد مذاب را از لوله های ۹ ضلعی پلی کریستال به طول ۶۰۰ سانتی متر رد میکنیم تا

بصورت جامد تبدیل شوند. بعد از ناخالصی سازی و مراحل توسعه اعم از پولیش و پوشش

ضد انعکاس توسط اکسید تیتانیم یا نیترید – سیلسکون و فرم دهی یا عاج کاری روی

سطح با الگوی مشخص روی سل به شکل سل خورشیدی در میآید. به منظور اتصالات سل

های خورشیدی از خمیری حاوی پودر نقره روی سل خورشیدی(ویفر سیلیکونی) استفاده

میشود. از کنار هم قرار دادن سل های خورشیدی، ماژول خورشیدی ساخته میشود و از کنار

هم قرار دادن چند ماژول خورشیدی پنل خورشیدی ساخته میشود .از کنار هم قرار دادن

چند پنل خورشیدی، یک آرایه خورشیدی (array) ساخته میشود.

صفحات خورشیدی تولید کننده برق این چنین ساخته میشوند.

انواع پنل های خورشیدی از لحاض نوع ساخت

1. پلی کریستال سیلیکونی Poly Crystal
2. مونو کریستال سیلیکونی Mono Crystal
3. تین فیلم Thin FILM

سیلیس یکی از فراوان ترین عناصر روی زمین میباشد. که به علت فراوانی بصورت Sio2 و

واکنش زیاد الکترون هایشبه نور خورشید در ساختار پنل های خورشیدی که اغلب به

عنوان پنل های خورشیدی نسل اول از آن یاد میشود در دو نوع پلی کریستال سیلیکونی و

مونو کریستال سیلیکونی در ساخت پنل های خورشیدی از آن استفاده میشود.

تفاوت پنل پلی کریستال و مونو کریستال

راندمان صفحات خورشیدی مونو کریستال بالاتر از صفحات خورشیدی پلی کریستال است.

به همین علت در مکان های که با کمبود جا مواجه هستند از پنل خورشیدی مونو

کریستال استفاده میکنند زیرا برق تولید شده توسط مونو کریستال بیشتر از پنل

خورشیدی پلی کریستال در فضای مشابه است. اما در پروژه هایی که زیر بنای مناسبی

دارند با در نظر گرفتن فاکتورهای اقتصادی از پلی کریستال استفاده میکنند زیرا هزینه

تولید و خرید پنل های خورشیدی پلی کریستال مقرون به صرفه تر از پنل های خورشیدی

مونو کریستال میباشد.

صفحات خورشیدی انعطاف پذیر فیلم نازک یا تین فیلم Thin Film

برخی از صنعت گران و دانشمندان پنل های خورشیدی تین فیلم را نسل دوم صفحات

خورشیدی میدانند. صفحات خورشیدی تین فیلم یا همان فیلم نازک دارای قابلیت انعطاف

پذیری میباشند که براحتی جا به جا میشوند و همچنین این پنل ها دارای بالاترین بازده

ممکن جهت تولید برق از انرژی خورشید میباشند.

اما از معایب پنل خورشیدی تین فیلم یا فیلم نازک میتوان به هزینه بالای تولید و

نداشتن دانش تخصصی ساخت این پنل ها اشاره نمود این عوامل منجر میشوند استقبال

چندانی از این پنل های خورشیدی در ایران نشود و در ایران جایگاه ویژه ای نداشته باشند

امید است با افزایش روز افزون تکنولوژی روزی شاهد ساخت پنل های خورشیدی

Thin Film توسط دانشمندان و صنعتگران متخصص ایران باشیم.

انواع سیستم های فتوولتاییک

1. سیستم های فتوولتاییک مستقل از شبکه
2. سیستم های فتوولتاییک مرتبط با شبکه
3. سیستم های فتوولتاییک خارج از شبکه

سیستم های فتوولتاییک مستقل از شبکه

در سیستم های فتوولتاییک آفگرید برق تولید شده تنها جهت استفاده شخصی میباشد و مازاد مصرف انرژی به اداره برق بفروش نمی رسد. مطابق شکل زیر.

سیستم های فتوولتاییک مرتبط با شبکه

در سیستم های آن گرید به علت سرمایه گدازی مناسب، زیر بنای کافی و تعداد پنل

خورشیدی مازاد بر نیاز اضافی برقی مصرفی به اداره برق بفروش میرسد که استقبال خوبی

از سمت اداره توضیع برق جهت خرید برق حاصل از تولید سیستم های فتوولتاییک

خورشیدی شده است. محاسبه فروش برق تولید شده توسط کنتورهای معکوس انجام

میشود که به میزان برق فروخته شده به اداره توضیع برق، اداره برق موظف است که به

شما هزینه میزان برق ورودی به شبکه های توضیع برق توسط شما را بوسیله کنتور

معکوس محاسبه کرده و هزینه آن را به شما پرداخت کند. سرمایه گذاری مناسب و حتی

بیشتر از مصرف شما بر روی سیستم های آن گرید موجب میشود که شما هم مازاد برق

مصرفی دسترسی داشته باشید و یا این مازاد انرژی را به اداره برق بفروشید که هم نیاز

شما را برآورده کند و هم سود آوری مناسبی در کنار رفع نیاز شما به همراه داشته باشد.

کنترل شارژر Control Charger

یکی از مهمترین اجزای سیستم های فتوولتاییک مخصوصا سیستم های جدا از شبکه،

کنترل شارژر خورشیدی یا کنترل شاژر سولار میباشد. زمانی که باتری به حالت فول شارژ یا

شارژ کامل میرسد، کنترل شارژ پنل خورشیدی با قطع کردن شارژ باتری مانع از پر شدن

بیهوده باتری میشود. همچنین نقش زیادی در حفظ عمر باتری خواهد داشت زیرا شارژ

شدن در هنگام فول شارژ آسیب های جدی به باتری میزند. در باتریهای قدیمی بسته پس

شارژ شدن بیش از اندازه و لطمه به باطری دیگر امکان تعمیر وجود نداشت زیرا آب درون

این باتری های غیر قابل تعویض بود. در سیستم های وابسطه به شبکه، کنترل کننده

شارژ در هنگامی که باتری به حداکثر ظرفیت خود میرسد مازاد برق تولید شده را به کنترلر

و سپس توضیع برق هدایت میکند تا از هدر رفتن انرژی جلوگیری کند و با فروختن مازاد

برق بع اداره برق سود آوری کند.

روش های کنترل کننده شارژ

• کنترلر سری
• کنترلر موازی
• کنترلر MPPT

شارژ کنترلر سری (قطع پنل)

نحوه کار شارژ کنترل سری بر اساس افت ولتاژ میباشد. زمانی که شارژ باتری تکمیل شود،

ولتاژ باتری افت پیدا میکند و در نتیجه کلید باز میشود. در این مدل از کنترل کننده های

شارژ سری به علت باز و بسته شدن زیادی کلید مدار آسیب های جدی به صفحات

خورشیدی وارد میکند.

شارژ کنترلر موازی (اتصال کوتاه)

کنترلر شارژر موازی با وارد کردن یک بار موازی یا اتصال کوتاه در دو سر پنل خورشیدی

باعث جلوگیری از ورود جریان به سیستم میشود. روش اتصال کوتاه توسط کنترل کننده

شارژ موازی مشکلی برای پنل بر خلاف شارژ کنترلر های موازی تنها ممکن است باعث ایجاد

حرارت بشود که آسیب قابل ملاحظه ای به پنل وارد نمکند. استفاده از این روش بسیار

ایده آل و سریع میباشد.

شارژ کنترلر MPPT (تنظیم دقیق ولتاژ مورد نیاز سیستم)

نقطعه کار پنل خورشیدی را ولتاژ باتری مشخص میکند. پنل های خورشیدی اغلب در نقطه

بهینه خود قرار نداشته و در نتیجه سبب افت راندمان و کاهش تولید میشود. شارژ کنترل

های سری و موازی دارای این عیب بوده و در صورت استفاده از آنها سیستم معمولا در

نقطه بهینه خود و صفحه خورشیدی با کاهش ۴۰ تا۱۰ بازده مواجه خواهد شد. میتوان

برای جلوگیری از کاهش راندمان پنل خورشیدی کنترل شارژر MPPT استفاده نمود.

اساس کار شارژ کنترلر MPPT

کنترل شارژر MPPT شامل یک مبدل DC به DC قابل تنظیم میباشد. تنظیمات این مبدل

در بازه زمانی حدود ۵ دقیقه بر روی حداکثر توان تنظیم میگردد بر روی منحنی ولتاژ

جریان پنل در بهترین وضعییت خود قرار گرفته، بطوری که در صورت ثابت بودن ولتاژ،

جریان را به حداکثر میرساند که منجر به افزایش بازده و راندمان صفحه خورشیدی میشود.

نحوه نصب شارژ کنترلر

ابتدا شارژ کنترلر باید به باتری و سپس به پنل خورشیدی و بعد به مصرف کننده، وصل

میشود. محل و پلاریته هر قسمت از نصب روی شارژ کنترلر درج شده است. شارژ کنترلر ها

میتوانند از قسمت های فوق حفاظت کنند.

• حفاظت اتصال کوتاه pv
• حفاظت باتری قطب معکوس pv
• حفاظت باتری تخلیه ماکزیمم
• حفاظت بار ماکزیمم
• حفاظت از گرمای بیش از حد باتری

باتری Battery

باتری خورشیدی وسیله ذخیره سازی انرژی تولید شده به وسیله سل خورشیدی میباشد.

از این باتری ها به عنوان ups خورشیدی در زمان قطعی برق نیز استفاده میشود. جزء

اصلی باتری خورشیدی، سلول میباشد. هر باتری میتواند شامل یک یا چند سلول باشد. هر

سلول از بخش آند، کاتد و الکترولیت تشکیل شده است. برای الکترولیت باتری صفحات

خورشیدی از اسید سولفوریک ۳۶% و ۴۶% استفاده میشود.

انواع باتری پنل خورشیدی از نظر شارژ شدن

باتری اولیه

این باتری ها قابل شارژ شدن نبودند و پس از یکبار استفاده دشارژ مشدند. از این باتری ها

نمی توان در سیستم های سولار خورشیدی استفاده کرد.

باتری های نسل دوم

این باتری ها توان شارژ شدن پس از دشارژ را دارند.

مراحل شارژ باتری خورشیدی

1. مرحله شارژ حداکثری ( BULK)
2. مرحله شارژ کامل (ABSORPTION)
3. مرحله شناوری (FLOAT)

طول عمر باتری خورشیدی

طول عمر باتری خورشیدی بر حسب میزان سطح دشارژ بستگی دارد. در سیستم های

خورشیدی باتری یا همان ذخیره ساز خورشیدی در روز توسط پنل خورشیدی شارژ میگردد.

و در شب باتری دشارژ میشود. در نتیجه در شبانه روی یک ذخیره ساز سیستم سولار با

یک چرخه شارژ و دشارژ روبرو میباشند. یک باتری خورشیدی با این ویژگی ها طولی برابر با

۴ سال دارد.

باتری های خورشیدی مورد استفاده شده به عنوان UPS خورشیدی یا معمولی بعلت اینکه

تنها در زمان قطع برق یا زمان های اضطراری مورد استفاده قرار می گیرند دارای چرخه

کمتری از شارژ شدن و دشارژ شدن میباشد. از آنجا که قیمت باتری خورشیدی نقش به

سزایی در قیمت یک سیستم فتوولتاییک دارد انتخاب باتری خورشیدی مناسب نقش به

سزایی در قیمت تمام شده سیستم سولار خواهد داشت.

اتصالات سیستم خورشیدی

اتصال پنل ها جهت افزایش ولتاژ بوسیله کاناکتور mc4 انجام میشود. اتصال سری و

موازی پنل ها به یک دیگر باعث افزایش ولتاژ میشود و مشخصات فیزیکی و الکتریکی پنل

ها باید مانند هم باشند.

اینورتر Inverter

اینورتر یک مبدل جریان برق مستقیم به متناوب یا همان AC به DC میباشد. برق تولید

شده توسط پنل خورشیدی سولار سیستم به شارژ کنترلر، باتری و سپس به اینورتر جهت

استفاده در منازل یا صنعت منتقل میشود.

نحوه کارکرد صفحات خورشیدی