تاپیک انواع منابع انرژی نو

[ریپورتر]

تفاوت میان این سلول با انواع قبلی یکی استفاده از لایه sio2 به ضخامت 50انگسترم در سطح جهت کاهش نرخ ترکیب الکترون- حفره و دیگری انتخاب دانسیته بار الکتریکی بصورت شکل b2 میباشد. همانطوریکه در این شکل
20
پیداست تغییرات ناخالصی در سطح در حدود 3-cm10*2
19
میباشد ولی در فاصله کوتاهی از سطح یکباره 3-cm10*2 کاهش می یابد که در واقع ضخامت "لایه مرده" به حداقل می رسد. با کاهش ضخامت لایه +n مقاومت سطحی افزایش چشمگیری می یابد و در نتیجه از شبکه فلزی با مقاومت الکتریکی کم استفاده شده است.
سیر صعودی افزایش بازده ادامه یافت تا اینکه در سال1990 بالاترین آنها با 24%=n ساخته شد. تفاوتهایی که میان این سلول با انواع قبلی آن مشاهده میشود عبارت است از:
استفاده از ناهمواری از نوع هرم معکوس جهت دریافت بیشتر نور تابشی- پوشش دو لایهsio2 در دو طرف سلول- کاهش سطح تماس فلز و نیمه هادی- استفاده از میدانBSF(fieldsurfaceBack) در طرف زیرین سلول- استفاده از اتصال فلز و نیمه هادی از طریق حفره های منقطع.
در حقیقت فلز مانند یک "چاهک" عمل میکند.) بهمین سبب از لایه عایق sio2 به عنوان کنترل کننده نرخ ترکیب در هر دو سمت سلول استفاده می شود. با توجه به اینکه ضریب شکست sio2 کمتر از si می باشد نور جذب شده در داخل زیر لایه (si) محصور خواهد شد و علاوه بر اینکه Voc به دلیل کاهش نرخ ترکیب افزایش یافته Jsc نیز به خاطر جذب بیشتر نور در داخل سیلیکان زیاد می شود.
ج-)انعکاس حاملهای اقلیت( بوسیله ایجاد میدان BSF در پشت سلول. زیر لایه P-Si با افزایش ناخالصی پذیرنده تبدیل به p+ می شود و در محل اتصال P+/P میدان الکتریکی بوجود می آید. این میدان الکتریکی بعنوان منعکس کننده حاملهای اقلیت عمل کرده و بارهای الکتریکی را که در نزدیکی اتصال فلز- نیمه های تولید می شوند به طرف اتصال n+/P هدایت می کند. آلومینیوم با ضخامت 5/1 میکرون توسط تبخیر حرارتی به روی P-Si لایه گذاری می شود و سپس در درجه حرارت حدود c1000-800(بستگی به نوع زیرلایه دارد) در مجاورت گاز نادر حرارت داده می شود تا لایه P+ بوجود آید. بوسیله روش خورندگی شیمیائی آلومینیوم و مقداری از زیرلایه برداشته می شود و سپس لایه گذاری مجددی با آلومینیوم انجام می شود تا اتصال اهمی بوجود آید. آلومینیوم بعنوان منعکس کننده امواج IR که به سطح زیرین سلول می رسند نیز عمل می کند.

د-) بهینه سازی لایه امیتر( به منظور کاهش نرخ ترکیب و افزایش Voc و Jsc. یکی از مهمترین عوامل در افزایش بازده سلول مربوط به لایه امیتر می باشد، زیرا که بهینه سازی دانسیته بار الکتریکی و ضخامت این لایه و

[ریپورتر]

همچنین چگونگی تغییرات بار الکتریکی از سطح تا محل اتصال n+/p اثرات زیادی در Voc، Jsc،FF باقی می گذارد. بهینه سازی لایه امیتر معمولاً برای عمق اتصال 2/0 میکرون همراه با دانسیته سطحی 3-cm20 10 و حذف "لایه مرده" مطابق با شکل b امکان پذیر خواهد بود. کاهش ضخامت لایه n+ باعث افزایش بازده در طول موج آبی و در نتیجه افزایش Vocخواهد شد. از طرف دیگر مقاومت الکتریکی سطحی با کاهش ضخامت امیتر بصورت چشمگیری افزایش می یابد. برای برطرف کردن این مشکل از شبکه فلزی که دارای مقاومت الکتریکی کمی است استفاده می شود.
هـ- جذب و محصور کردن نور سبب افزایش Jsc و Voc می شود و روشهایی بسیار متنوعی برای این کار وجود دارد که شامل: استفاده از لایه های ضدبازتاب به تله انداختن نور(53) ناهمواری در سطح بوسیله سادگی عمل و مخارج کم آن مخصوصاً برای زیر لایه چندین بلوری پیشنهاد شده است. استفاده از دو لایه ضد بازتاب ZnS و MgF هر کدام به ضخامت 6/0 میکرون روش بسیار ساده و مؤثری می باشد.

ساخت سلول های خورشیدی با استفاده از زیر لایه چندین بلوری در چند سال اخیر بدلیل بهبود در کیفیت رشد آنها و افزایش بازده مورد توجه فراوان قرار گرفته است. بهمین دلیل مطالعات فراوانی جهت بررسی اثرات ناشی از دانه بندی در عملکرد سلول خورشیدی بعمل آمده است مانند: اثرات ناشی از اندازه و شکل دانه بندی، حضور انواع نقایص درون دانه ای و برون دانه ای بر روی Jsc و Voc کاملاً مورد بررسی قرار گرفته است. روشهای متنوعی برای تهیه سیلیکان چندین بلوری اخیراً ابداع شده اند برای ارتقاء کیفیت آنها از هیدروژن بعنوان "غیرفعال کننده" و به تله انداختن نقایص بلوری استفاده می شود.
به طور خلاصه می توان نتیجه گرفت که عواملی که اثرات آنها در افزایش بازده مسلم شده اند عبارتند از: "جمع کردن "-"غیرفعال کردن"-"انعکاس حاملهای اقلیت"-"بهینه سازی لایه امیتر" و "جذب و محصور کردن نور" که برای سلول های خورشیدی با زیر لایه تک بلوری در صورتی که از روش های جدید استفاده شود بازده به میزان بیش از 30% افزایش خواهد یافت.

[ریپورتر]

صور مختلف سیستمهای قدرت نور ولتائی:
سیستمهای زمینی نور ولتائی می توانند در 3 دسته بر حسب انواع کاربردها به شرح ذیل می باشند: stand-alone (مستقل) Hybrid (مرکب) Grid-connected (قابل نصب به شبکه) در توانهای از حد چند میلی وات (در ساعت ها و ماشین های حساب) تا نیروگاه های چند مگاواتی مورد استفاده قرار می گیرند.
1. سیستم مستقل (Stand-alone) معمولاً همراه با باطری بطور مستقل در مناطق دور و نزدیک که فاقد برق شبکه ای هستند و یا بدون برق شبکه قابل تغذیه می باشند بکار گرفته می شوند.
2. سیستم مرکب (Hybrid ) معمولاً مشتمل است بر :
یک سیستم نور ولتائی با یک یا چند منبع کمکی همچون بادی یا دیزل ژنراتور لذا نیازمند یک سیستم پیچیده تری کنترلی نسبت به سیستم مستقل می باشد، و به دلیل این سیستم درصد بزرگتری (از نظر میزان قدرت، وسعت، و کیفیت برق دهی) نسبت به سیستم مستقل می باشد.
3. سیستم قابل نصب به شبکه (Grid-connected) بر حسبمصارفش در مواقعی که به شبکه متصل است باطری نداردو اینورتر سیستم دارای ظرفیت لازم برای اتصال به شبکه همراه با مشخصات شبکه می باشد، که در این حالت الکتریسیته تولید شده توسط این سیستم در کل شبکه وارد می شود، آسان ترین مدار این سیستم دارای؛ پانلهای چیده شده خورشیدی، یک اینورتر همانند آنکه برای مصارف ولتاژ ضعیف در منازل می باشد، و برای ولتاژهای بالاتر جهت اتصال به شبکه نیاز به ترانسفور ماتور تبدیل کننده همراه با کلیدهای قدرت و بخشهای حفاظت کننده مربوطه دارد، و این حالت اصلاح کننده ضریب قدرت و فیلترکننده هارمونیکهای تولید از جمله این لوازمات می باشد. بنابراین کاربرد آنها در حد وسیعتر برای مصارف داخلی با امکانات موردنیاز می باشد.
از عمده ترین فاکتورهای عام موثر در طراحی نورولتائی در هر موقعیت سرزمینی عبارتند از:
+ وضعیت تابش نور خورشید در آن موقعیت
+ درجه حرارت محیط و شرایط حرارتی به ویژه سلهای خورشیدی
+ میزان تمیزی یا گردوغبار و یا آلودگی محیط موثر در بازدهی خورشید روی سلهای خورشیدی
+ انواع کاربردها و مشخصات الکتریکی بارهای مصرفی
+ انواع سیستمهای قدرت نورولتائی
+ آرایه های مختلف ماژولها همراه با زوایای مختلف

[ریپورتر]

+ وضعیت مواد اولیه در سازه های سلها و ماژولها
+ میزان ذخائر باطریها و مولدهای کمکی در شرایط اضطرار با مشخصه های مطلوب برای هر طرح
+ سیستمهای کنترل، حفاظت، اندازه گیری و اعلام، و سایر سیستمهای کمکی دیگر.
+ کابل، سیم کشی، و دیگر تاسیسات الکتریکی و مکانیکی قابل کاربرد در طرح.
+ تطبیق پذیری با سایر منابع قدرت.
هر کدام از طرح ها و پروژه های مربوط به سیستم برق نورولتائی در یک موقعیت سرزمینی از لحاظ (مشروحه ذیل) می باشد که در همه این سیستمها برای محاسبات مهم می باشد که بایستی به دقت جهت برآورد انرژی تابش خورشیدی( در فصول چهارگانه و در عرض 24 ساعته روز) مشخص شود.
موقعیتهای ثابت:از لحاظ: کوهستانی، دشت و فلات، جنگلی، شوره زار، قابل کشت و زرع.
از لحاظ دما: گرمیسیری، سردسیری، معتدله.
از لحاظ رطوبتی: خشک، ملایم، مرطوب، شرجی، بارانی، با ریزش متوسط باران.
از لحاظ مدنیت: در محیط شهری( بزرگ، متوسط، کوچک) ، روستائی، عشایری، مناطق دور و پرت.
از لحاظ سکونت: قابل سکونت دائم، سکونت مقطعی، غیرقابل سکونت.
از لحاظ تجهیزات و امکانات: محیط تاسیسات و تجهیزاتی، محیط مسکونی، ترکیبی از مسکونی و تاسیساتی.
از لحاظ موقعیت جغرافیایی: شمالی، جنوبی، غربی، شرقی، و مابین آن ها با درجه بندی زاویه ای و طول و عرض و ارتفاع آنها.
از لحاظ نمای بیرونی: مرتعی و جنگلی، کشاورزی، زمین رهاشده و غیرقابل کشت و زرع، معادن.
موقعیت های متحرک: این موقعیت با حرکت ماژولها حاصل می شود.

آرایه ها:ماژولها بطور مجموعه بهم پیوسته مطابق اشکال زیر در وضعیت های ثابت و متحرک قرار گرفته اند و بر حسب نوع و میزان و تداوم و تضمین به کیفیت آنها اتصالات و ارتباطات الکتریکی ماژولها طراحی میگردند

[ریپورتر]

خلاصه ای از روش های طراحی و مهندسی
: مشخص نمودن نقاط لازم برای اجرای طرح.
: اعیین کردن اطلاعات لازم برای بار مصرفی، مقدار برق مورد نیاز، نوع برق، زمان تداوم مصرف.
: انتخاب زاویه شیب صفحات ماژولهای (پانلها) نورولتائی با توجه به تابش و مشخصات خورشید در جریان روزانه فصول مختلف و در دوره های پریودیک خود.
: تخمین حدود بالا و پائین ماژولهابر حسب حداقل یا متوسط خورشیدی روی ماژولهای موجود در سطح شیب دار.
: پیدا کردن میزان(اندازه) تهیه شده ماژولها با حفظ کردن باطری های طرح به میزان درصد معقولی از شارژ(بارگیری) و شارژ (تخلیه کردن) در سرتاسر تغییرات تابش خورشید بر اساس اوضاع جغرافیائی و اقلیمی.
: انتخاب سیستم مناسب برای بار مصرفی و اوضاع و احوال تابش خورشید در آن مکان جغرافیائی.
: تطبیق پذیر کردن مطلوب با سیستم برحسب تعداد ماژول ها، زاویه شیب صفحات، انتخاب باطری های مناسب.
: برآورد و تعیین باطری ها، ظرفیت ذخیره ها، وضعیت شارژ و دشارژه آن در زمان عمر برآوردی آنها.
: مشخص شدن ولتاژ ماژول ها بر حسب تعداد آنها در حداکثر درجه حرارت بهره برداری در هر کدام که آن ها بایستی بار مورد تقاضا (بر حسب w وات ، A آمپر، V ولت مورد نیاز) تغذیه نمایند.
: مشخص نمودن سیستم کنترل و حفاظت، سیستم اعلام کنندگی خبر، و اقدام کننده در شرایط بحران بویژه بطور اتوماتیک.
: اتصال زمینی و حفاظت در مقابل رعد و برق و برق گرفتگی.
: رعایت اصول در بهره برداری و نگهداری و سرویس و تعمیرات بطور ساده و با بهترین کارآیی ممکنه.
باطریها:
سیستمهای نورولتائی که آن را باقیهای فعلی قابل رقابت با دیگران می نمایند، به علت درجه بالای موفقیت آمیز بودن آنها و قیمت پائین نگهداری آنها می باشند، و بای نائل شدن بدانها، مشخصات این سیستم ها طوری طراحی می شود که انباره وسیع و کافی که بتواند جوابگوی تقاضاها در بدترین حالات قابل تصور در دوره فعالیتی خود باشد بهمراه و در مجموعه قرارداده باشند، و نگهداریباطریها در اصول از عمده تلاشهای موثر در ضمن نگهداری و بهره برداری از سیستم نورولتائی با آرایه مداری Stand-Alone می باشد.
این انباره وسیع و کافی باطریها، برای یک سیکل شارژ(پر کردن) و دشارژ(تخلیه کردن) تحمیلی به خاطر تغییرات ناشی از وضعیت تابش خورشید در دوره فصول مختلف سال می باشد. به طوری که استعداد پر کردن عموماً در تابستان و تخلیه آن ها در زمستان می باشد، و در همین فصول زمانهای بسیاری می باشند که روزانه درصد کمی از آن زمان (روز) عمل شارژ(پر کردن) و درصد زیادتری از آن زمان(هوای بدون خورشید و نور و یا در شب) عمل دشارژ(تخلیه کردن) بر اثر وضعیت تابش خورشید انجام می پذیرد.
باطری های اسید سربی:
از بیشترین مصارف مشترک برای سیستمهای خورشیدی، باطری های اسید سربی می باشند، زیرا انواع یاطری های سرب آنیمتوان ها مصرف مشترک عمدتاً در اتومبیلها دارند که عملاً مناسب برای سیستمهای خورشیدی نمی باشند. چون آن ها دارای میزان بالای شارژ خودبخودی (بالاتر از 30 درصد ظرفیت در هر ماه)، و عمرشان هم کم می باشد. از بیشترین انواع باطری های تجارتی که مناسب برای سیستم قدرت خورشیدی Stand-Alone می باشد، باطری هائی هستند که بیشتر از ایستگاه ها و شناورهای آبی و دریائی استفاده می شوندو

[ریپورتر]

کاربردی برای خدمات در وضعیت اضطراری و بدون قطع قدرت برق به طور مستمر دارند، به طوری که باطری ها در حالت عادی کاملاً (و حتی کمی بیشتر از میزان) شارژ می باشند و به محض قطع برق اصلی از بارشان برداشته و نتیجتاً تخلیه می شوند، و این باطری ها معمولاً در حد 8 تا 10 ساعت تخلیه می شود و آن ها دارای صفحات سربی خالصتر وسرب کلسیم دار می باشند، و اخیراً هم این نوع باطری ها با مشخصات موردنیاز نورولتائی توسعه داده شده اند.
باطریهای نیکل و کادمیوم:
باطری های نیکل- کادمیوم از نوع Pocket-Plate هم در سیستم های خورشید به کار گرفته می شود و مزایای عمده آن ها به شرح ذیل می باشند.
: دارای قابلیت به طور فوق العاده پر شدن(شارژ ) بدون لطمه و آسیبی می باشد.
: دارای قابلیت مصرف برای دوره های طولانی با پرشدن (شارژ) ملایم هست.
: دارای استحکام خوب مکانیکی، ساخته شده برای قابل حمل و نقل شدن.
: دارای قابلیت مقاومت بالا در برابر برودت (یخ زدگی) بدون لطمه و آسیبی می باشد.
و عمده مهایب آن ها عبارتند از:
: بالا بودن قیمت.
: کم بهره بودن پرشدن (شارژ) انباره (55 تا 60 درصد در ضمن بهره وری خورشیدی)
: به مفهومی دیگر : ظرفیت کمتر افزایش در موقع تخلیه (دشارژ) آرام برای مصارف خورشیدی می باشد. در نکته اخیر مزایای آن ها بیشتر از معایبشان در کاربردهای خورشیدی نیست.
تکنولوژی ذخیره سازی انرژی
همان طور که قبلاً ذکر شد انرژی تابشی خورشید به کمک سیستم های مختلف دریافت و به انرژی الکتریکی تبدیل می گردند. اما شدت تابش خورشید بسته به ساعات مختلف در طول شبانه روز، شرایط جوی و در طی فصول مختلف مرتبا در نوسان بوده و در نتیجه میزان انرژی دریافتی نیروگاه نیز متعاقباً تغییر می کند. لذا می بایست جهت رفع این نوع نوسانات و جلوگیری از اتلاف انرژی دریافتی مازاد، در ساعات آشنائی جهت کمبود انرژی در ساعات دیگر بهره گرفت. این مهم توسط سیستم های ذخیره سازی انرژی امکان پذیر می باشد.

[ریپورتر]

سیستم های ذخیره سازی انرژی از نظر نحوه زخیره انرژی در داخل یا خارج از سیکل نیروگاه به دو گروه اصلی سیستم های ذخیره سازی داخلی و سیستم های ذخیره سازی خارجی تقسیم می شوند.
الف- سیستم ذخیره سازی داخلی: در این سیستم انرژی دریافتی مازاد به صورت انرژی حرارتی در مواد واسطه مختلف و یا به صورت انرژی شیمیائی در واکنش های برگشت پذیر ذخیره می گردد. از این انرژی ذخیره شده برای تامین حرارت موردنیاز سیکل تولید بخار نیروگاه در ساعات پیک مصرف استفاده می شود. این نوع ذخیره سازی در نیروگاه های حرارتی خورشیدی توصیه می شود.
ب- سیستم ذخیره سازی خارجی: در این سیستم کلیه انرژی های دریافتی به انرژی الکتریکی تبدیل شده سپس مقدار انرژی الکتریکی مازاد بر مصرف به صورت های مختلف نظیر شارژ باطری، یا به صورت انرژی پتانسیل در آب، هوا و سیالات دیگر ذخیره می شود. سیستم های ذخیره سازی خارجی غالباً در نیروگاه های فتوولتائیک به کار می روند.

عوامل مؤثر در بازدهی یک جمع کننده خورشیدی مسطح:

1. افزایش میزان عبور نور از جداره شیشه بالای جمع کننده:
حدود 4% نور از سطح شیشه بالای جمع کننده بازتاب پیدا می کند. البته کاهش این میزان با استفاده از یک لایه ضد بازتاب امکان پذیر است، ولی شاید با توجه ملاحظات اقتصادی و درصد نسبتا کم انرژی تلف شده، استفاده از این نوع لایه ها مطلوب نباشد.
میزان جذب انرژی تابشی توسط شیشه بستگی به تمرکز اکسیدآهن در شیشه دارد. هر چه این تمرکز کمتر باشد، میزان جذب نور نیز کمتر خواهد بود.
طیف عبوری یک شیشه متداول در ایران نشان می دهد که میزان متوسط عبور نور از یک جداره 4 میلی متری شیشه در حدود 80% می باشد.
بدیهی است که انتخاب شیشه ای که حاوی مقدار کمتری اکسیدآهن باشد، می تواند نقش قابل ملاحظه ای را در افزایش بازدهی داشته باشد.

[ریپورتر]

گرچه درصد عبور نور از ورقه های پلاستیکی نازک بیشتر از شیشه است،
ولی این مواد اولاً به علت هدایت بیشتر حرارت و ثانیا به واسطه عمر نسبتا کوتاه (شکننده شدند در اثر پلیمریزاسیون ناشی از تابش نور UV مطلوب نمی باشد)
1. کاهش اتلاف حرارت از طریق هدایت:
بسته به دمای سطح جذب کننده و جنس جعبه نگهدارنده، قسمت نسبتاً قابل ملاحظه ای از انرژی جذب شده به وسیله هدایت به بیرون منتقل می شود. برای کاهش این اتلاف انرژی می توان از یک جعبه دوجداره چوبی با عایق پشم شیشه در بین دوجداره استفاده کرد.
2. کاهش اتلاف انرژی از طریق جابجائی:
مؤثرترین روشی که برای این کار مورد استفاده قرار گرفته است، ساخت یک سیستم کاملا بسته و ایجاد خلاء در فضای داخل جمع کننده می باشد؛ اما این کار مشکلات اجرایی متعددی را در بردارد. اولاً ایجاد خلاء در داخل جمع کننده های با سطوح بزرگ امکان پذیر نمی باشد (شیشه های بزرگ و مسطح نیروی وارد از طرف هوای بیرون را نمی توانند تحمل کنند)؛ در ثانی بستن جعبه جمع کننده برای جلوگیری از نفوذ هوا مشکلات اجرایی را به دنبال دارد؛ گذشته از این، به علت گاز پس دهی سطوح مختلف، حفظ این خلاء کار مشکلی خواهد بود.
راه ساده تری که در پروژه حاضر مورد بررسی قرار گرفته است، جایگزینی شیشه بالای جمع کننده با یک مجموعه شیشه ای دوجداره می باشد. برای جلوگیری از شکستن شیشه ها می توان در فواصل معینی بین آن ها یک فاصله نگه دار (از جنس شیشه و به پهنای حدود یک سانتی متر) قرار داد، و سپس در بین دوجداره خلاء ایجاد کرده و یا این فضا را با گازی که هدایت حرارتی پائینی دارد (مانند آرگون) پر نمود.
3. کاهش فرار حرارت از سطح جذب کننده با استفاده از یک سطح گزیننده طول موج:
یک "جسم سیاه" ایده آل در تمام گستره طول موج ها، جذب کننده و در عین حال پخش کننده کاملی می باشد. رنگ سیاه مات(که معمولاً برای رنگ کردن سطوح جذب کننده در جمع کننده های خورشیدی معمولی مورد استفاده قرار می گیرد) مانند یک جسم سیاه رفتار کرده و تقریباً تمامی امواج طیف نور خورشید را جذب کرده ، و پس از بالا رفتن دمای سطح جذب کننده ، تقریباً تمامی اشعه حرارتی فروسرخ (مربوط به دمای سطح جذب کننده را) گسیل می کند. قسمت اعظم این اشعه فروسرخ از طریق شیشه بالای جمع کننده به فضای بیرون تشعشع می شود؛ در نتیجه از این طریق، بخش قابل ملاحظه ای از انرژی فرودی مجددا به فضای خارج برگشته و از دست می رود.
یکی از راه های جلوگیری از فرار حرارت به طریق تشعشع، استفاده از سطوح گزیننده طول موج (Wavelength Selective Surfaces) می باشد. یک سطح گزیننده طول موج خوب در گستره طول موج

[ریپورتر]

های طیف خورشید مانند یک جسم سیاه رفتار کرده و جذب کننده خوبی می باشد؛ اما در گستره طول موج های بلند (امواج فروسرخ) مانند یک جسم به اصطلاح "سفید" رفتار کرده و دارای ضریب گسیل پائینی می باشد.
لایه های نازک از موادی مانند نیکل سیاه، مس سیاه، کروم سیاه، و چند ماده دیگر که مورد بررسی قرار گرفته اند، تا حدود زیادی در جلوگیری از فرار حرارت به طریق تشعشع از سطح جذب کننده موفق بوده اند.
لایه های گزیننده طول موج معمولا به روش های شیمیایی و یا الکتروشیمیایی در روی زیرلایه های فلزی جایگذاری می شوند.
1. کاهش فرار حرارت از جمع کننده با استفاده از لایه آیینه حرارتی:
لایه های آیینه حرارتی (Heat-Mirror Coatings) نیز به صورتی "گزیننده طول موج" هستند؛ این لایه ها قسمت عمده گستره طول موجهای نور خورشید را از خود عبور می دهند؛ اما در مقابل طول موجهای فروسرخ (که ا سطح جذب کننده داغ تشعشع می شوند) نقش آینه را بازی کرده و آن ها را منعکس می کنند .
لایه آیینه حرارتی با استفاده از مواد"هادی شفاف" (برای مثال اکسید ایندیوم- قلع) در روی شیشه بالای جمع کننده جایگذاری می شود. به علت شفافیت بالا در گستره طول موجهای نور خورشید، این امواج از لایه عبور کرده و وارد جمع کننده می شوند؛ اما تشعشعات فروسرخی که از سطح جذب کننده گسیل می شود. در نتیجه ، این لایه ها می توانند نقش مهمی را در جلوگیری از فرار انرژی به طرق تشعشع از یک جمع کننده خورشیدی بازی کنند.
2. افزایش ضریب انتقال حرارت از سطح جذب کننده به سیال مورد نظر:
با توجه به طول متوسط مسیری که حرارت باید از طریق هدایت به آب داخل لوله ها منتقل شود (نوعاً در حدود چند سانتی متر )، بازدهی این فرایند نسبتا پایین می باشد.
یک ورقه به صورت کرکره درآورده شده و در چند نقطه به یک ورقه مسطح دیگر جوش داده می شود . در انتهای دو طرف بالا و پایین این مجموعه، مسیرهای آب خروجی و ورودی ساخته شده اند. در این طرح در تمامی نقاط سطح جذب کننده مسیر انتقال حرارت از سطح به سیال مورد نظر فقط به اندازه ضخامت ورقه فلزی (حدود میلی متر) بوده، و در نتیجه بازدهی انتقال حرارت بالاتر می باشد.

اندازه سلول های خورشیدی
يک سلول فتوولتائيک واحد اصلي در يک سيستم فتوولتائيک است . سلول ها معمولاً ابعادي بين 1cm تا 10cm دارند (4/1 تا 4 اينچ) . يک سلول به تنهايي مي تواند تواني حدود 1 تا 2 وات و ولتاژ 4/0 تا 5/0 وات توليد کند که اين توان براي بيشتر کاربردها کافي نمي باشد . مي توان با اتصال سلول ها به صورت الکتريکي توان را افزايش داد که واحدهاي بزرگتري به نام مدول بوجود مي آيند و مدول ها نيز مي توانند به نوبه خود به هم متصل شده و با تشکيل واحدهاي بزرگتري به نام آرايه توان بسيار بالاتري را بوجود آورند . واژه آرايه براي کل سيستم به کار مي رود . يک آرايه براي تأمين توان مورد نياز مي تواند از 1 مدول تا چند هزار مدول تشکيل شده باشد .يک مدول معمولاً از 36 سلول ساخته مي شود که به صورت سري و موازي در رديف ها و ستون هاي مختلف قرار مي گيرند .
سلول هايي که به صورت سري قرار مي گيرند باعث افزايش ولتاژ و سلول هايي که به صورت موازي قرار مي گيرند باعث افزايش جريان مي شوند . سلول ها معمولاً در يک محفظه شفاف استات اتيل وينيل جاسازي مي شوند و يک قاب آلومينيمي و يا فولاد زد زنگ دور آنها و يک شيشه شفاف روي کل مدول قرار مي گيرند

[ریپورتر]

خاصيت مدولي و آرايه اي بدون يکي از خواص بسيار مهم سيستم هاي فتوولتائيک مي باشد . چون واحد اصلي که شناخته مي شود سلول ها هستند و با اتصال آنها مي توان هر توان دل خواهي را بدون توجه به بزرگي يا کوچکي آن بدست آورد . موادي مانند سيليکون آمورف و کادميم تولرايد که به صورت فيلم نازک ساخته مي شوند، مي توانند مستقيماً به صورت مدول ساخته شوند . اين مدول ها قادرند تواني حدود w50را توليد کنند . با استفاده از يک باطري ذخيره کننده 12 ولتي هر کدام از يک مدول ها مي توانند توان لازم براي چراغ هاي خيابان را به وجود آورند . از اتصال اين مدول ها، آرايه ها بوجود مي آيند . در عمل آرايه هاي بسيار بزرگ چند مگاواتي وجود دارد .
مدول ها و آرايه ها به تنهايي يک سيستم سلول هاي فتوولتائيک را تشکيل نمي دهند، بلکه بايد ساختاري وجود داشته باشد تا مدول ها و آرايه ها بر روي آن نصب شده و روبه آفتاب قرار گيرند . علاوه بر آن جريان توليد شده به صورت مستقيم يا DC مي باشد و بايد دستگاهايي وجود داشته باشند تا اين جريان را به صورت قابل استفاده در مصرف کننده ها در بياورند . مثلاً جريان بايد به صورت AC بوده و ولتاژ و جريان متابق با استانداردهاي مصرف کننده ها باشد علاوه بر اين ها باطري ها و ژنراتورهايي نيز استفاده مي شوند تا توان اضافي را ذخيره و هنگامي که مورد نياز است آن را عرضه کنند (مثلاً هنگام شب و يا در مواقع ابري) . به اين تجهيزات و ساختارها، بالانس سيستم[1] گفته مي شود .

بالانس سيستم : ساختارهاي نصب
آرايه هاي فتوولتائيک بايد بر روي يک ساختار پايدار و با دوام قرار گيرند تا بتوانند در وزش باد، باران، طوفان و ديگر ناسازگاري هاي محيط مقاومت کنند. به علاوه موقيعت آنها بايد به گونه اي باشد که بتوانند به بهترين شکل درمعرض تابش مستقيم نور خورشيد قرار گرفته و بالاترين جذب انرژي را در هنگام تابش مستقيم نور خورشيد داشته باشند .
اين پايه ها به دو شکل ثابت و متحرک ساخته مي شوند (شکل2-5) پايه هاي ثابت معمولاً ساختار ساده تري داشته و هزينه ساخت و نصب آنها کمتر است. اين ساختارها داراي زاويه خاصي هستند که اين زاويه ها با توجه به عرض جغرافيايي محل مورد نظر، شيب محل و زماني هايي که نور خورشيد بيشتر است و نيز با توجه به توان مورد نياز مصرف کننده به دست مي آيد . به طور کلي ماکزيمم جذب براي هر جسمي در هنگام ظهور خورشيد است. اگر جسم با زاويه عرض جغرافياي محلي که در آن قرار دارد، در مقابل خورشيد قرار گيرد، زاويه تابش خورشيد به جسم به صورت عمودي خواهد بودو ماکزيمم جذب را در طول سال در اين حالت خواهيم داشت . بنابراين زاويه آرايه هاي فتوولتائيک نيز بايد با عرض جغرافيايي محل مورد نظر برابر بوده و جهت آن ها روبه خورشيد باشد مثلاً در نيمکره شمالي بايد رو به جنوب قرار گيرند . در اين حالت ماکزيمم جذب خورشيد را خواهيم داشت و بيشترين جذب هنگام ظهر خورشيدي خواهد بود.

[1]- Balance of system