عرفان سلیم زاده
11th March 2012, 01:28 PM
پرسش و پاسخ
شاید برای خیلی از مردم ابهامهایی در مورد این سیستمها پیش آید و پرسشهایی مطرح بشود که ما سعی می کنیم که به اکثر این پرسشها به صورت بسیار ساده جواب دهیم :
1- به چه سیستمهایی ، سیستم فتوولتایی می گویند؟
به روشهای متعددی می توان از خورشید جهت دریافت انرژی برای مصارف مختلف استفاده کرد. یکی از روشها دریافت برق ( الکتریسیته ) از نور خورشید می باشد. به کلیه قطعات و تجهیزاتی که در جهت تولید و استفاده از برق تولید شده توسط نور خورشید بکار رفته را یک سیستم فتوولتایی می گویند.
2– بطور کلی هر جا که نور خورشید باشد می توان از انرژی خورشید ( فوتونها ) الکتریسیته تولید کرد اما نکته قابل توجهی که اینجا مطرح است این است که آیا در تمام مناطق کره زمین یا حتی ایران به طور یکسان می توان از نور خورشید انرژی الکتریسیته تولید کرد؟
جواب این پرسش منفی است. در مناطق مختلف کره زمین تابش خورشید و طول مدت روز با منطقه دیگر فرق دارد. زمانی ما می توانیم بیشترین انرژی الکتریسیته را ازسیستمهای فتوولتایی دریافت کنیم که نور خورشید به صورت عمود به پانلها بتابد تا بیشترین انرژی جذب گردد. حال بدیهی است که اگرنور خورشید به صورت مایل به پانلهای فتوولتایی برخورد کند بازده این سیستمها پایین می آید. از طرفی هم ساعات روز در یک منطقه در تولید انرژی الکتریسیته بسیار موثر است . به عنوان مثال کشوری مانند سوئد و آلمان که طول مدت روز در آنجا کم است در نتیجه انرژی کمتری توسط سیستم فتوولتایی تولید می شود و برعکس کشوری مثل ایران به خصوص در مناطق جنوبی آن که طول مدت روز بیشتر است ، پانلها برق بیشتری می توانند تولید کنند. بهره برداری در این مناطق از سیستمهای فتوولتایی پر ثمر تر می باشد. همچنین وضعیت جغرافیایی یک منطقه میتواند بر روی بازده و عملکرد این سیستم تاثیر بسزایی داشته باشد. ابری شدن هوا باعث میشود که بازده سیستم فتوولتایی پایین آید یا به عبارتی می توان بدین گونه گفت که در هوای ابری نور کمتری به سیستم فتوولتایی برخورد می کند و در نتیجه برق کمتری تولید میشود. با این تفاسیر به این نتیجه می رسیم که در تمام مناطق می توان از این سیستم استفاده نمود ولی دریافت انرژی الکتریسیته در دو نقطه از کره زمین مانند ایران و سوئد توسط دو سیستم مشابه بکار رفته باهم فرق دارد.
3- آیا برق تولید شده توسط سیستم فتوولتایی برای تمام وسایلی که با برق کار می کنند ( وسایل الکتریکی ) کاربرد دارد؟
برق تولیدی توسط سیستم فتوولتایی از نوع برق دی-سی می باشد. برق دی-سی همان برقی است که در اتومبیل برای روشن کردن چراغهای اتومبیل یا بقیه قسمتهای اتومبیل بکار میرود. باتریهای موجود در بازار هم از نوع برق دی-سی هستند. بنابراین کلیه وسایلی که با برق دی -سی کار کنند را می توان به این سیستم وصل کرد. مانند : رادیو- شارژ موبایل – چراغ قوه –برخی از پمپهای آب برای پمپاژ آب – برخی از موتورها که با برق دی-سی کار میکنند.
4- آیا تمامی وسایل برقی با برق دی سی ( مستقیم ) کار می کنند؟
خیر. بیشتر وسایل برقی مانند تلویزیون ، یخچال ، فریزر ، کامپیوتر ، با برق شهر کار میکنند. برق شهر از نوع برق دی- سی نمی باشد. نوع دیگر برق نوع برق متناوب یا ای-سی می باشد که امروزه برق ای-سی یا متناوب کاربرد بیشتری در زندگی بشر دارد به خاطر ویژگیهای منحصر به فرد خود. خیلی از دستگاههای الکتریکی هم فقط میتوانند با برق ای-سی کارکنند . ولی اکنون برخی از وسایل برقی به گونه ای طراحی و ساخته می شوند که بتوان در حالت معمول از برق شهر استفاده کرد ( برق متناوب ) و در شرایطی که برق شهر در دسترس نبود ( درهنگام مسافرت یا موارد دیگر ) بتوان با باتری ( برق دی-سی) این وسایل را بکار انداخت . به عنوان نمونه می توان به کامپیوترهای قابل حمل ( لپ تاپ ) ، رادیوهای کوچک ، دوربینهای فیلمبرداری ، وسایل جانبی اتومبیل مثل جاروبرقی اتومبیل و... نام برد که هم قابلیت استفاده با برق شهری را دارد و هم می توان باتری این وسایل را شارژ نمود و با برق باتری که همان نوع برق دی-سی است نیز کار کنند.
5- برخی از دستگاهها فقط می توانند با برق متناوب ( ای-سی ) کار کنند. حال از سیستمهای فتوولتایی برای بکار انداختن این دستگاهها می توان استفاده کرد؟
بله . همانطور که گفته شد برق تولیدی سیستمهای فتوولتایی از نوع برق دی- سی می باشد ولی می توان به وسیله دستگاهی برق دی- سی را به برق شهر یا برق ای- سی تبدیل نمود تا اینگونه وسایل هم بتوانند از برق تولیدی سیستمهای فتوولتایی استفاده کنند.
6- چه تجهیزاتی برای یک سیستم فتوولتایی بکار می رود؟
بطور کلی یک سیستم فتوولتایی از 4 عضو اصلی تشکیل یافته است. 1- پانلهای خورشیدی 2- بانک باتری 3- تبدیل کننده برق دی-سی به ای-سی ( اینورتر) 4- شارژکنترل .
7- پانل خورشیدی چه وظیفه ای در این سیستم بر عهده دارد؟
قسمتی از سیستم فتوولتایی می باشد که انرژی خورشید را به الکتریسیته تبدیل می کند . پانل (module ) از تعدادی قطعات کوچکتری به نام سلول خورشیدی تشکیل شده است که به مجموعه بهم متصل شده آنها یک پانل خورشیدی میگویند. به پانل خورشیدی گاه ماژول خورشیدی یا پانل فتوولتایی نیز می گویند.
حال به مجموعه بهم متصل شده ماژولهای خورشیدی یک آرایه خورشیدی می گویند.
8- چگونه یک سلول خورشیدی برق تولید می کند؟
نور خورشید حاوی بسته های انرژی به نام فوتون می باشد که با برخورد این فوتونها به سطح سلول خورشیدی انرژی الکتریکی تولید می گردد.
9- جنس سلولهای خورشیدی چیست؟
سلولهای خورشیدی از نیمه هادی به نام سیلیکون یا ژرمانیوم ساخته شده اند که با تحریک الکترونهای این نیمه هادی توسط فوتونهای نوری الکتریسیته تولید می شود.
10- در چه حالتی می توان بیشترین انرژی الکتریکی را از سلولهای خورشیدی دریافت نمود؟
بهترین شرایط برای دریافت بیشترین انرژی الکتریکی از یک سلول یا پانل فتوولتایی این است که هوا آفتابی باشد و پرتوهای خورشید به صورت عمودی به سطح سلولها بتابد.
11- برای آنکه بتوانیم بیشترین بازده را از پانلها بگیریم بایستی پانلها روبه تابش خورشید باشند. در مناطق مختلف باید پانلها را در چه جهت و زاویه ای نصب نمود که بتوان بهترین بهره برداری را از این سیستم ها کرد؟
کشورهای جهان یا در نیمکره شمالی خط استوا قرار دارند ویا در نیمکره جنوبی یا بر روی خط استوا. برای کشورهایی که در نیمکره شمالی قرار دارند مانند ایران بایستی پانلها رو به جنوب با زاویه بین 30 تا 40 درجه تنظیم و نصب گردند. زیرا در طول روز خورشید در جنوب ایران قرار دارد. در ظهر هم بیشترین انرژی دریافتی از پانلها را خواهیم داشت زیرا تابش خورشید عمود بر سطح پانلها خواهد بود . در هنگام نصب پانلها بایستی دقت کنیم که پانلها در مکانی نصب گردند که سایه جسمی از قبیل ساختمان ، برگ درختان و... در طول روز بر روی پانلها نیفتد که در این صورت بازده پانلها بسیار کاهش می یابد.
12- با توجه به قیمت بالای پانلهای خورشیدی ، چه تدابیری باید بکار برده شود تا بیشترین انرژی الکتریسیته را دریافت کنیم یا به عبارتی کمترین پانل را برای تامین انرژی الکتریسیته خریداری کنیم؟
پانلهای فتوولتایی در حال حاضر قیمت نسبتا بالایی دارند ولی با پیشرفت تکنولوژی و تولید انبوه این پانلها در سطح دنیا هر روزه قیمت آنها کاهش می یابد. حال با توجه به بالابودن هزینه پانلهای خورشیدی باید تدابیری اندیشیده شود تا با کمترین تعداد پانل بتوان انرژی مورد نیاز را برآورده کرد. یکی از موثر ترین روشها این است که پانلها را در مکانی نصب کنیم که سایه جسمی روی آنها در طول روز نیفتد . روش دیگر که البته در بعضی مواقع می تواند صرفه اقتصادی داشته باشد استفاده از یک سیستم رد یاب خورشیدی است. بدین صورت که پانلها در طول روز همیشه رو به خورشید خواهند بود و با تغییر موقعیت خورشید در آسمان پانلها هم تغییر موقعیت دهند به گونه ای که همیشه رو به تابش نور خورشید قرار گیرند. یا به عبارتی تابش نور خورشید همیشه عمود بر سطح پانلها می باشد. در این حالت تاثیر بسیار زیادی در بازده پانلها دارد.
13- در چه صورت می توان از پانلهای فتوولتایی انرژی پیک با ولتاژ و جریان ماکزیمم دریافت کنیم؟
پانلهای فتوولتایی زمانی می توانند بیشترین انرژی الکتریسیته را تولید کنند که دمای هوا 25 درجه سانتیگراد باشد، هوا آفتابی باشد ،پرتوهای خورشیدی به صورت عمودی به سطح پانلها برخورد کنند و تمامی سطح پانلها را پوشش دهند و جسم خارجی حتی گرد و خاک بر روی سطح پانلها نباشد. شرایط فوق را می توان شرایط مناسب برای تولید ماکزیمم انرژی الکتریسیته توسط پانلها دانست.
14- آیا درزمستان انباشته شدن برف بر روی سطح پانلها می تواند باعث اختلال دراین سیستم شود؟
نور خورشید از ضخامتهای نازک برف و یخ به راحتی عبور می کند و تاثیر چندانی بر روی راندمان ندارد ولی تا حدی راندمان را کاهش می دهد.
15- چرا در زمستان برف بر روی پانلهای فتوولتایی جمع نمی شود؟
در زمستان برف بر روی پانلها در هنگام روز جمع نمی شود . دلیل این امر هم این است که در هنگام برخورد فوتونها به سطح پانلها الکترونها بر روی سطح سلولها جاری شده که سبب گرم شدن سطح پانل شده و برفها را ذوب می کند. در ضمن قابل ذکر است که پانلهای فتوولتایی با شیب 30 تا 40 درجه نصب می شوند بنابراین برف از روی آنها لیز می خورد.
16- آیا در هنگام باریدن تگرگ یا برخورد یک جسم کوچک به سطح پانل ، پانلها از بین نمیروند؟
برای جلوگیری از آسیب سلولهای خورشیدی یک لایه پلاستیک یا شیشه ضخیم شفاف بر روی پانل گذاشته شده است که از برخورد اشیاء به سطح سلولها محافظت میکند.
17- آیا در هنگام شب که نورخورشید وجود ندارد می توان از این سیستم استفاده نمود؟
همانطور که در قسمتهای اصلی این سیستم گفته شد ، یکی از قسمتهای اصلی این سیستم بانک باتری میباشد . بانک باتری شامل تعدادی باتری می باشد که بهم متصل شده اند و کار آنها ذخیره انرژی الکتریکی تولید شده توسط پانلهای خورشیدی می باشد. از برق تولیدی پانلهای خورشیدی به 2 صورت میتوان استفاده نمود . 1- اگر در روز باشد می توان به طور مستقیم از انرژی تولیدی سلولها برای مصرف کننده ها استفاده نمود. 2- در مواقعی که هوا ابری است یا در شب هنگام ، می توان از انرژی ذخیره شده در باتریها جهت تامین انرژی الکتریکی وسایل برقی استفاده کرد.
18- آیا درهوای ابری نیزمی توان از پانلهای خورشیدی انرژی الکتریکی دریافت نمود؟
بله. ولی مقدار انرژی دریافت شده کمتر از حالتی است که هوا آفتابی است. در کشورهای اروپایی مانند آلمان که در اغلب مواقع هوا ابری است ، با این حال از سیستمهای فتوولتایی در مناطقی استفاده میشود.
19- کار شارژ کنترل در سیستم فتوولتایی چیست؟
یکی از ویژگیهای پانلهای خورشیدی این است که با ابری شدن هوا یا تغییر جهت خورشید ولتاژ خروجی پانل نیز تغییر می کند. گفته شد که بیشترین انرژی یا به عبارتی بیشترین ولتاژ و جریان را در زمانی می توانیم دریافت کنیم که پرتوهای خورشید به صورت عمودی به سطح سلولها برخورد کند. حال برای آنکه ما بتوانیم یک ولتاژ ثابتی از پانلهای خورشیدی جهت شارژ باتریها یا تغذیه مصرف کننده های دی-سی استفاده کنیم ، در خروجی پانلها دستگاهی به نام شارژ کنترل جهت تنظیم یک ولتاژ ثابت استفاده می کنیم. البته شارژ کنترل نظارت بر شارژ و دشارژ باتری ( پر و خالی شدن باتری ) را نیزبرعهده دارد.
20- کار اینورتر در سیستم فتوولتایی چیست؟
برای تبدیل برق دی-سی به برق متناوب یا ای-سی برای دستگاههایی که با برق ای-سی کار می کنند از دستگاهی به نام اینورتر ( تبدیل کننده دی-سی به ای-سی ) استفاده می گردد.
21- عمر پانلهای خورشیدی چقدر می باشد؟
از پانلها به مدت حدالقل 20 تا 25 سال می توان بهره برداری نمود ولی بعد از 25 سال بازده آنها کم میشود ولی هیچگاه یک پانل بعد از این مدت بطور کلی خراب نمی شود. حال بعد از این مدت در صورتی دیده شد که انرژی تولیدی پانلها به دلیل کاهش راندمان پانلها کاهش یافته است می توان با اضافه کردن چند پانل جدید ، از کل سیستم دوباره استفاده نمود بدون آنکه بخواهیم تمامی پانلها را عوض کنیم.
22- هزینه های جانبی سیستمهای فتوولتایی چقدر می باشد؟
یکی از ویژگیهای این سیستمها این است که بعد از نصب و راه اندازی هزینه های جانبی و تعمیرات خاصی ندارند و به عبارتی می توان گفت که در ابتدا شما هزینه پرداخت می کنید و حدالقل تا 25سال می توانید از سیستم بهره برداری کنید. در ضمن می توان از باتری های نوع solar استفاده نمود که که عمر بیشتری نسبت به سایر باتریها دارد.
23- پانلهای خورشیدی را در کجاها می توان نصب کرد؟
پانلها را می توان در نزدیکترین مکان به مصرف کننده یا حتی بر روی پشت بام خانه ها نصب نمود. بنابراین از مقدار قابل توجهی تلفات ناشی از سیم کشی و هزینه های مربوط به سیم کشی جلوگیری می شود. در ضمن با نصب این پانلها بر روی تیرهای چراغ برق و یا پشت بام می توان از اشغال فضا نیز جلوگیری کرد.
24- در صورتی که مصرف انرژی در طول مدت بهره برداری افزایش یافت آیا باید کل سیستم تعویض شود؟
جواب منفی است. یکی از ویژگیهای سیستمهای فتوولتایی این است که می توان با اضافه کردن چندین پانل فتوولتایی و اضافه کردن باتری و قطعات جانبی انرژی تولیدی را اضافه نمود بدون آنکه بخواهیم تغییرات اساسی در سیستم بوجود آوریم یا کل سیستم را تعویض نماییم. یا به عبارتی می توان گفت که انرژی تولیدی را به هر میزان می توان افزایش داد.
25 - آیا می توان از سیستمهای فتوولتایی جهت گرم کردن آب و هوای ساختمان استفاده کرد؟
پانلهای فتوولتایی دارای هزینه بالایی هستند و بایستی تدابیری اندیشیده شود تا بتوانیم بیشترین بهره و کمترین تلفات را داشته باشیم . سیستمهای گرمایی به طور کلی هیترها انرژی مصرفی بسیار بالایی دارند. از طریق سیستمهای دیگر خورشیدی مانند کلکتورخورشیدی می توان با هزینه بسیار کمتر آب و فضای داخل خانه را گرم کرد . زیرا کلکتور خورشیدی حرارت خورشید را مستقیما به آب منتقل کرده و از مکانیزم ساخت و تولید بسیار ساده تری نسبت به سیستم فتوولتایی برخوردار است و در نتیجه هزینه آن بسیار کمتر از سیستم فتوولتایی میباشد.
26- درجه حرارت محیط تا چه حدی بر روی تولید انرژی الکتریکی پانلها می تواند تاثیر داشته باشد؟
سیستمهای فتوولتایی انرژی خود را از فوتونهای موجود در نور تامین می کنند نه حرارت خورشید. بنابراین درجه حرارت محیط اثر چندانی بر تولید انرژی الکتریسیته ندارد. ولی بهترین عملکرد پانلهای خورشیدی در دمای استاندارد یعنی 25 درجه سانتیگراد می باشد ولی بالاتر رفتن درجه حرارت یا پایین تر آمدن آن در حد متعارف اثر چشمگیری بر بازده این سیستمها ندارد.
27- آیا می توان فقط ولتاژ خروجی 12 ولت دی-سی از باتریها دریافت کرد؟
خیر. با سری و موازی کردن پانلها و باتریها می توانید ولتاژهای متفاوتی بدست آورید. به عنوان مثال با سری کردن 2 عدد پانل و بکار بردن شارژ کنترل برای باتریهای 24 ولتی و همچنین سری کردن 2 عدد باتری 12 ولتی می توانید به ولتاژ 24 ولت دست یابید . و همچنین با موازی کردن آنها می توانید به جریان بیشتر با همان ولتاژ دست یابید. در ضمن با بکار بردن اینورتر در خروجی باتریها می توانید به برق جریان متناوب 220 یا 110 ولت ای-سی دست یابید. این هم یکی از ویژگیهای سیستمهای فتوولتایی می باشد.
28- سری و موازی کردن باتریها و پانلها به چه صورتی می باشد؟
باتریها و پانلها دارای 2 قطب مثبت و منفی می باشند. اگر قطبهای همنام را (مثبتها و منفیها ) را بهم متصل کنیم در آن صورت می گوییم که باتریها را باهم موازی کرده ایم و اگر قطبهای نا همنام را بهم متصل کنیم می گوییم که باتریها باهم سری شده اند. مشابه همین قضیه هم برای پانلهای فتوولتایی نیزصادق می باشد.
29- ولتاژ و جریان در حالتهای سری و موازی کردن پانلها چه تغییری می کند؟
وقتی دو پانل را باهم سری می کنیم در اصل با این کار داریم ولتاژ خروجی را زیاد می کنیم . مثلا اگر دو پانل 12 ولتی را باهم سری نماییم آنگاه ولتاژ خروجی 24 ولت خواهیم داشت. در این روش جریان خروجی هیچ تغیبری نمی کند و فقط ولتاژ است که افزایش یافته است. در حالت موازی نمودن دو پانل دقیقا حالت عکس سری کردن آنها بوجود می آید. در این حالت ولتاژ پانلها تغییری نمی کند و جریان خروجی افزایش می یابد. حال بنا به احتیاج می توانیم تعدادی پانل مشابه را باهم سری – موازی کنیم و به ولتاژ و جریان مورد نظرمان دست یابیم.
سری و موازی کردن باتریها هم مشابه عملکرد پانلها می باشد.
30- انرژی تولیدی پانلهای فتوولتایی با چه واحدی نام برده می شوند؟
به طور کلی واحد انرژی الکتریسیته تولیدی و مصرفی برحسب وات بر ساعت می باشد. مثلا وقتی می گویند که این لامپ 60 واتی است منظور این است که در یک ساعت 60 وات انرژی الکتریکی مصرف می کند. حال پانلهای خورشیدی هم با مقدار توانی که می توانند تولید کنند از هم متمایز می شوند. پانلها با توانهای مختلفی در بازار وجود دارند یا می توان سفارش داد. به طور کلی توان حاصلضرب جریان در ولتاژ می باشد. یعنی به هر دو عامل ولتاژ و جریان بستگی دارد. می توان دو پانل 12 ولتی را باهم سری یا موازی کرد. در این دو حالت توان هر دو حالت یکسان است و آن چیزی که در آن دو پانل سری شده و موازی شده باهم متفاوت است ، تفاوت در جریان و ولتاژ خروجی آنها است. در حالت سری کردن دو پانل 12 ولتی ، جریان ثابت است و ولتاژ افزایش می یابد ولی در حالت موازی کردن دو پانل 12 ولتی در این حالت ولتاژ ثابت است و جریان اضافه شده است. بنابراین چون توان از حاصلضرب این دو عامل می باشد ( جریان و ولتاژ ) بنابراین تغییری در مقدار توان در دو حالت نام برده رخ نمی دهد.
( وات ) توان = ولتاژ( ولت ) * جریان ( آمپر)
در سری و موازی کردن پانلها و باتریها همیشه توان ثابت می ماند و جریان و ولتاژ است که تغییر میکند.
31- بیشترین کاربرد استفاده از سیستمهای فتوولتایی در چه مناطقی می باشد؟
از سیستمهای فتوولتایی بیشتر در مناطقی استفاده می گردد که دسترسی به برق شهری امکان پذیر نمی باشد یا بسیار هزینه بر می باشد. این سیستم قابلیت آنرا دارد که بدون احتیاج به برق شهری به طور مستقل انرژی الکتریکی مورد نیاز یک خانه مسکونی در یک منطقه دور افتاده را تامین نماید.
32- آیا از سیستمهای فتوولتایی در مناطق کشاورزی یا دامپروری می توان استفاده کرد؟
بله . در مناطقی دور دست می توان با بکار بردن سیستم فتوولتایی برق مورد نیاز جهت پمپاژ آب و همچنین روشنایی و ... بکار برد و مشغول به کار شد بدون آنکه نگرانی از دور دست بودن آن منطقه از شبکه برق سراسری را داشته باشیم.
33- آیا می توان برای تامین برق علایم هشدار دهنده جاده ها در بین شهر و بر روی مناطق مرتفع از سیستمهای فتوولتایی استفاده نمود؟
بله. بیشترین کاربرد این سیستمها در مناطقی است که دور از دسترس باشند و انتقال انرژی برق به آن مناطق بسیار هزینه بر یا غیر ممکن باشد.
34- آیا برای روشنایی تونلهای بین شهری می توان از سیستم فتوولتایی بکار برد ؟
بله . می توان با نصب این سیستمها در کنار تونل روشنایی تونل را تامین نمود .
35- آیا می توان از سیستمهای فتوولتایی برای شارژ باتریهای لپ تاپ یا موبایل و.. استفاده نمود؟
بله . می توان با خریداری یک شارژر خورشیدی در هنگام مسافرت یا گردشهای گروهی یا فردی برق مورد نیاز برای تامین انرژی برق چراغ قوه ، لپ تاپ ، شارژ انواع باتری ، موبایل را تامین نمود.
36- آیا می توان سلولهای خورشیدی را بر روی کیف یا کاپشن نصب کرد و در هر جا از انرژی خورشید استفاده نمود ؟
نکته قابل توجه این است که می توان با نصب نوعی سلولهای خورشیدی قابل انعطاف بر روی کیف یا کاپشن میتوان در هنگام پیاده روی یا استقرار در مکانی که نور وجود دارد همزمان باتری موبایل یا رادیوی خود را شارژ نمود و این یکی از ویژگیهای منحصر به فرد سیستمهای فتوولتایی میباشد.
37- آیا می توان برای سیستمهای مخابراتی بین شهری و تقویت کننده های موبایل و رادیو و تلویزیون از سیستمهای فتوولتایی استفاده نمود؟
بله. در مناطق کوهستانی و مناطقی که سیستمهای تقویت کننده موبایل و رادیو – تلویزیون در آنجا قرار دارند می توان با نصب سیستمهای فتوولتایی در کنار آنها برق مورد نیاز این سیستمها را تامین نمود.
38- آیا می توان از سیستمهای فتوولتایی در اتومبیل بکار برد ؟
امروزه با توجه به آلودگی محیط زیست ناشی از سوختهای فسیلی ، دنیا به این فکر افتاده است که از انرژیهای پاک برای بکار انداختن اتومبیلها و سایر وسایلی که از سوختهای فسیلی استفاده می کنند بکار ببرد. یکی از این انرژیها خورشید می باشد که به عنوان یکی از انرژیهای پاک به شمار میرود . با بکار بردن پانلهای فتوولتایی بر روی سقف اتومبیلها میتوانند باتری بکار رفته در اتومبیلها را شارژ کند و اتومبیل به حرکت خود ادامه دهد.
39 – آیا می توان از سیستم فتوولتایی برای تامین برق تلفنهای جاده ای ( بین شهری ) استفاده نمود؟
می توان در جاده ها (فواصل بین شهر ها ) از تلفنهای خورشیدی جهت تماس ضروری با پلیس و اورژانس در صورت بروز حادثه استفاده نمود. در این صورت بدون هیچ گونه سیم کشی برای تامین برق تلفنها و چراغ بالا سر تلفن با بکار بردن یک سیستم فتوولتایی نسبتا کوچک در هر نقطه ای از جاده این تلفنها را نصب کرد.
40- آیا برای روشنایی محوطه ها مانند پارکها ، جاده ها می توان ازسیستم فتوولتایی استفاده کرد؟
با بکار بردن لامپهای فلورسنت فشرده ( لامپهای کم مصرف ) می توان برای روشنایی محوطه پارکها و حتی روشنایی جاده ها از سیستم فتوولتایی استفاده نمود.
41- آیا می توان از سیستمهای فتوولتایی برای توانهای بسیار کم ( میلی وات ) یا توانهای بالا ( کیلووات و مگاوات ) استفاده نمود؟
یکی دیگر از ویژگیهای منحصر به فرد این سیستمها این است که می توان با استفاده از این سیستمها هر توانی که احتیاج داریم را تامین کنیم. به عنوان مثال می توان به ساعتهای خورشیدی اشاره کرد که با یک سلول بسیار کوچک کار می کند یا ماشین حسابهای خورشیدی. همچنین می توان با بهم متصل کردن تعداد زیادی پانل فتوولتایی می توان برق مورد نیاز یک شهر یا روستا را به طور مستقل تامین نمود.
42- آیا در صنایع مختلف مانند صنایع هوا- فضا می توان از این سیستمها بکار برد ؟
بله . اتفاقا سیستمهای فتوولتایی در پروژهای فضایی و ماهواره ها بیشترین کاربرد را دارد. تمامی ماهواره هایی که در اطراف کره زمین پراکنده شده اند و شبانه روز درحال رد و بدل اطلاعات و ... هستند تمامی انرژی برق خود را از طریق پانلهای فتوولتایی تامین می کنند. همانگونه که شاهد آن هستیم ، ماهواره ها به صورت شبانه روزی در حال کار می باشند بدون آنکه اختلالی در سیستم تامین برق آنها بوجود آید. در تمامی پروژه های فضایی مانند کاوشگر مریخ از سیستم فتوولتایی استفاده شده است و میتوان گفت که در فضا فقط از طریق انرژی خورشید میتوان برق مورد نیاز آنها را تامین نمود.
43- سیستمهای فتوولتایی به طور کلی فقط در مناطق دور افتاده کاربرد دارد یا در شهر ها هم می توان برای تامین برق خانه ها استفاده نمود؟
از سیستمهای فتوولتایی در هر منطقه ای که نور خورشید بتابد کاربرد دارد . یکی دیگر از کاربرد های سیستمهای فتوولتایی تامین برق خانه های مسکونی می باشد.
44- آیا در خانه های مسکونی می توان همزمان از برق شبکه سراسری و همچنین برق تولید شده توسط پانلهای خورشیدی استفاده نمود؟
بله . می توان یک خانه را بطور همزمان هم به سیستم فتوولتایی متصل نمود و هم به برق شهر. در این حالت در زمان پیک بار شبکه ( شب هنگام که تعداد مصرف کننده های شبکه به شدت افزایش می یابد ) از برق ذخیره شده داخل باتریها توسط پانلهای خورشیدی استفاده نمود و در این مواقع کمک بزرگی به پایداری شبکه سراسری برق می شود.
45 – بطور کلی به چند صورت می توان ازسیستمهای فتوولتایی استفاده نمود ؟
به 2 طریق می توان سیستمهای فتوولتایی را نصب و به بهره برداری رساند.
یک : به صورت مستقل از سیستم بهره برداری نمود مانند مکانهایی که به شبکه سراسری برق دسترسی نداریم و مصرف کننده تمامی انرژی مورد نیاز خود را تنها از پانلهای فتوولتایی دریافت کند.
دو: با اتصال به شبکه سراسری برق . مانند نیروگاه های فتوولتایی متصل به شبکه که مقداری از برق مورد نیاز مصرف کننده هایی که به شبکه سراسری متصل هستند را تامین کند.
46- آیا می توان با استفاده از سیستم فتوولتایی برای تصفیه آب آشامیدنی استفاده نمود؟
بله . آب شیرین کن خورشیدی دستگاهی است که می تواند در ابعاد مختلف ساخته شده و برای تامین آب سالم یک خانه و حتی یک روستا یا در مواقع بحرانی مانند زلزله در یک منطقه از این دستگاه استفاده نمود. به دو صورت ایستگاهی یا قابل حمل ساخته می شود و در مناطق مختلف کاربرد دارد.
47- چگونه می توان متوجه شد که برای یک ساختمان مسکونی چه تعداد پانل فتوولتایی لازم است؟
برای نصب یک سیستم فتوولتایی برای یک خانه مسکونی باید برآورد کرد که در یک روز به طور متوسط هر وسیله الکتریکی چند ساعت در حال کار است و توان مصرفی هر وسیله الکتریکی چند وات بر ساعت می باشد. حال توان مصرفی هر وسیل برقی را در یک روز پیدا می کنیم و در نهایت توان مصرفی روزانه تمامی وسایل الکتریکی موجود در آن خانه را باهم جمع کرده و به شرکت مجری اعلام می کنیم. شرکت مربوطه نیز با توجه به موقعیت جغرافیایی و آفتاب موثردر آن منطقه و اتخاذ ضریب اطمینان مناسب برای پروژه تعداد پانلها و باتریها جهت ذخیره انرژی را محاسبه می کند.
48 – قیمت پانلهای خورشیدی بر چه معیاری محاسبه می گردد؟
پانلهای خورشیدی با توانهای متفاوتی تولید می گردند. قیمت پانلها بر اساس تولید وات بر ساعت پانل محاسبه میگردد. یعنی بدین صورت است که به ازاء هر وات انرژی تولیدی توسط پانل به عنوان مثال 10 دلار هزینه دربر دارد. حال اگر شما بخواهید یک پانل 10 واتی خریداری کنید بایستی بر حسب هر وات 10 دلار ، در مجموع 100 دلار هزینه کنید.
49- بازده پانلها چگونه محاسبه می شود؟
پانلها بنا به تکنولوژی که در آنها بکار رفته دارای بازده های متفاوتی هستند. انرژی تابشی ماکزیمم بر روی سطح زمین در شرایط مطلوب 1000 وات برساعت در ابعاد یک متر مربع می باشد. حال اگر در همان شرایط از یک متر مربع پانل فتوولتایی انرژی الکتریکی معادل 130 وات برساعت را دریافت کنیم بدین معنا است که بازده این پانل در حدود 13% می باشد.
50- ولتاژ تولیدی هر سلول چند ولت است و در یک پانل ، سلولهای خورشیدی چگونه بهم متصل شده اند؟
بسیاری از مردم به اشتباه به پانل خورشیدی ، سلول خورشیدی می گویند. سلول خورشیدی کوچکترین عضو یک پانل خورشیدی می باشد. به عبارتی یک پانل فتوولتایی ( ماژول ) میتواند از دهها سلول خورشیدی تشکیل شده باشد که به صورت سری و موازی بهم متصل شده اند. هر سلول فتوولتایی در حدود 5/0 ولت می تواند برق تولید کند با جریان بسیار کم .. با سری کردن تعدادی از این سلولها می توان به ولتاژ پیک پانل دست یافت .مثلا با سری کردن 30 تا 36 عدد سلول خورشیدی به ولتاژ خروجی 17 ولت در حالت پیک دست یافت. البته پانلها با ولتاژهای خروجی متفاوتی تولید می شوند. حال به مجموعه سلولهای سری و موازی شده که قادر خواهند بود یک توان معینی را تولید کنند را پانل خورشیدی گویند.
51 – اولین کاربرد سیستمهای فتوولتایی در چه صنعتی بوده ؟
اولین کاربرد سیستمهای فتوولتایی در پروژه های فضایی و ماهواره ها بود. ماهواره ها تمامی انرژی مورد نیاز خود را از سیستمهای فتوولتایی تامین می کنند .
52- بازده پانلهای فتوولتایی تقریبا چقدر می باشد ؟
سلولهای خورشیدی در سال 1883 کشف شد و از همان زمان تحقیقات جهت بالا بردن بازده این سلولها آغاز شد. در ابتدا بازده آنها در حدود 2% بوده ولی هم اکنون پانلهای تجاری در حدود 11 تا 15% بازده دارند. البته پانلهایی با بازده بیش از 30% نیز ساخته شده است که در مصارف تجاری فعلا بکار نمی رود.
53- آیا پانلهای قابل انعطاف هم می توان تولید کرد؟
بله. هم اکنون پانلهایی ساخته شده اند که به راحتی می توانند خم شوند و حتی دور مچ دست قرار بگیرند که البته قیمت آنها بیشتر از پانلهای معمولی می باشد و در مواردی خاص کاربرد دارند.
54- آیا پانل خورشیدی همان باتری خورشیدی است؟
در برخی از کتابها از این دو واژه به اشتباه بکار برده شده است . پانل خورشیدی یک صفحه مسطح می باشد که تعدادی سلول خورشیدی روی آن نصب شده است و بهم متصل شده اند . باتری خورشیدی نوعی خاص از باتری است که در یک سیستم قتوولتایی بکار می رود . تفاوت این باتریها با باتریهای رایج در بازار این است که دارای طول عمربیشتری است.
شاید برای خیلی از مردم ابهامهایی در مورد این سیستمها پیش آید و پرسشهایی مطرح بشود که ما سعی می کنیم که به اکثر این پرسشها به صورت بسیار ساده جواب دهیم :
1- به چه سیستمهایی ، سیستم فتوولتایی می گویند؟
به روشهای متعددی می توان از خورشید جهت دریافت انرژی برای مصارف مختلف استفاده کرد. یکی از روشها دریافت برق ( الکتریسیته ) از نور خورشید می باشد. به کلیه قطعات و تجهیزاتی که در جهت تولید و استفاده از برق تولید شده توسط نور خورشید بکار رفته را یک سیستم فتوولتایی می گویند.
2– بطور کلی هر جا که نور خورشید باشد می توان از انرژی خورشید ( فوتونها ) الکتریسیته تولید کرد اما نکته قابل توجهی که اینجا مطرح است این است که آیا در تمام مناطق کره زمین یا حتی ایران به طور یکسان می توان از نور خورشید انرژی الکتریسیته تولید کرد؟
جواب این پرسش منفی است. در مناطق مختلف کره زمین تابش خورشید و طول مدت روز با منطقه دیگر فرق دارد. زمانی ما می توانیم بیشترین انرژی الکتریسیته را ازسیستمهای فتوولتایی دریافت کنیم که نور خورشید به صورت عمود به پانلها بتابد تا بیشترین انرژی جذب گردد. حال بدیهی است که اگرنور خورشید به صورت مایل به پانلهای فتوولتایی برخورد کند بازده این سیستمها پایین می آید. از طرفی هم ساعات روز در یک منطقه در تولید انرژی الکتریسیته بسیار موثر است . به عنوان مثال کشوری مانند سوئد و آلمان که طول مدت روز در آنجا کم است در نتیجه انرژی کمتری توسط سیستم فتوولتایی تولید می شود و برعکس کشوری مثل ایران به خصوص در مناطق جنوبی آن که طول مدت روز بیشتر است ، پانلها برق بیشتری می توانند تولید کنند. بهره برداری در این مناطق از سیستمهای فتوولتایی پر ثمر تر می باشد. همچنین وضعیت جغرافیایی یک منطقه میتواند بر روی بازده و عملکرد این سیستم تاثیر بسزایی داشته باشد. ابری شدن هوا باعث میشود که بازده سیستم فتوولتایی پایین آید یا به عبارتی می توان بدین گونه گفت که در هوای ابری نور کمتری به سیستم فتوولتایی برخورد می کند و در نتیجه برق کمتری تولید میشود. با این تفاسیر به این نتیجه می رسیم که در تمام مناطق می توان از این سیستم استفاده نمود ولی دریافت انرژی الکتریسیته در دو نقطه از کره زمین مانند ایران و سوئد توسط دو سیستم مشابه بکار رفته باهم فرق دارد.
3- آیا برق تولید شده توسط سیستم فتوولتایی برای تمام وسایلی که با برق کار می کنند ( وسایل الکتریکی ) کاربرد دارد؟
برق تولیدی توسط سیستم فتوولتایی از نوع برق دی-سی می باشد. برق دی-سی همان برقی است که در اتومبیل برای روشن کردن چراغهای اتومبیل یا بقیه قسمتهای اتومبیل بکار میرود. باتریهای موجود در بازار هم از نوع برق دی-سی هستند. بنابراین کلیه وسایلی که با برق دی -سی کار کنند را می توان به این سیستم وصل کرد. مانند : رادیو- شارژ موبایل – چراغ قوه –برخی از پمپهای آب برای پمپاژ آب – برخی از موتورها که با برق دی-سی کار میکنند.
4- آیا تمامی وسایل برقی با برق دی سی ( مستقیم ) کار می کنند؟
خیر. بیشتر وسایل برقی مانند تلویزیون ، یخچال ، فریزر ، کامپیوتر ، با برق شهر کار میکنند. برق شهر از نوع برق دی- سی نمی باشد. نوع دیگر برق نوع برق متناوب یا ای-سی می باشد که امروزه برق ای-سی یا متناوب کاربرد بیشتری در زندگی بشر دارد به خاطر ویژگیهای منحصر به فرد خود. خیلی از دستگاههای الکتریکی هم فقط میتوانند با برق ای-سی کارکنند . ولی اکنون برخی از وسایل برقی به گونه ای طراحی و ساخته می شوند که بتوان در حالت معمول از برق شهر استفاده کرد ( برق متناوب ) و در شرایطی که برق شهر در دسترس نبود ( درهنگام مسافرت یا موارد دیگر ) بتوان با باتری ( برق دی-سی) این وسایل را بکار انداخت . به عنوان نمونه می توان به کامپیوترهای قابل حمل ( لپ تاپ ) ، رادیوهای کوچک ، دوربینهای فیلمبرداری ، وسایل جانبی اتومبیل مثل جاروبرقی اتومبیل و... نام برد که هم قابلیت استفاده با برق شهری را دارد و هم می توان باتری این وسایل را شارژ نمود و با برق باتری که همان نوع برق دی-سی است نیز کار کنند.
5- برخی از دستگاهها فقط می توانند با برق متناوب ( ای-سی ) کار کنند. حال از سیستمهای فتوولتایی برای بکار انداختن این دستگاهها می توان استفاده کرد؟
بله . همانطور که گفته شد برق تولیدی سیستمهای فتوولتایی از نوع برق دی- سی می باشد ولی می توان به وسیله دستگاهی برق دی- سی را به برق شهر یا برق ای- سی تبدیل نمود تا اینگونه وسایل هم بتوانند از برق تولیدی سیستمهای فتوولتایی استفاده کنند.
6- چه تجهیزاتی برای یک سیستم فتوولتایی بکار می رود؟
بطور کلی یک سیستم فتوولتایی از 4 عضو اصلی تشکیل یافته است. 1- پانلهای خورشیدی 2- بانک باتری 3- تبدیل کننده برق دی-سی به ای-سی ( اینورتر) 4- شارژکنترل .
7- پانل خورشیدی چه وظیفه ای در این سیستم بر عهده دارد؟
قسمتی از سیستم فتوولتایی می باشد که انرژی خورشید را به الکتریسیته تبدیل می کند . پانل (module ) از تعدادی قطعات کوچکتری به نام سلول خورشیدی تشکیل شده است که به مجموعه بهم متصل شده آنها یک پانل خورشیدی میگویند. به پانل خورشیدی گاه ماژول خورشیدی یا پانل فتوولتایی نیز می گویند.
حال به مجموعه بهم متصل شده ماژولهای خورشیدی یک آرایه خورشیدی می گویند.
8- چگونه یک سلول خورشیدی برق تولید می کند؟
نور خورشید حاوی بسته های انرژی به نام فوتون می باشد که با برخورد این فوتونها به سطح سلول خورشیدی انرژی الکتریکی تولید می گردد.
9- جنس سلولهای خورشیدی چیست؟
سلولهای خورشیدی از نیمه هادی به نام سیلیکون یا ژرمانیوم ساخته شده اند که با تحریک الکترونهای این نیمه هادی توسط فوتونهای نوری الکتریسیته تولید می شود.
10- در چه حالتی می توان بیشترین انرژی الکتریکی را از سلولهای خورشیدی دریافت نمود؟
بهترین شرایط برای دریافت بیشترین انرژی الکتریکی از یک سلول یا پانل فتوولتایی این است که هوا آفتابی باشد و پرتوهای خورشید به صورت عمودی به سطح سلولها بتابد.
11- برای آنکه بتوانیم بیشترین بازده را از پانلها بگیریم بایستی پانلها روبه تابش خورشید باشند. در مناطق مختلف باید پانلها را در چه جهت و زاویه ای نصب نمود که بتوان بهترین بهره برداری را از این سیستم ها کرد؟
کشورهای جهان یا در نیمکره شمالی خط استوا قرار دارند ویا در نیمکره جنوبی یا بر روی خط استوا. برای کشورهایی که در نیمکره شمالی قرار دارند مانند ایران بایستی پانلها رو به جنوب با زاویه بین 30 تا 40 درجه تنظیم و نصب گردند. زیرا در طول روز خورشید در جنوب ایران قرار دارد. در ظهر هم بیشترین انرژی دریافتی از پانلها را خواهیم داشت زیرا تابش خورشید عمود بر سطح پانلها خواهد بود . در هنگام نصب پانلها بایستی دقت کنیم که پانلها در مکانی نصب گردند که سایه جسمی از قبیل ساختمان ، برگ درختان و... در طول روز بر روی پانلها نیفتد که در این صورت بازده پانلها بسیار کاهش می یابد.
12- با توجه به قیمت بالای پانلهای خورشیدی ، چه تدابیری باید بکار برده شود تا بیشترین انرژی الکتریسیته را دریافت کنیم یا به عبارتی کمترین پانل را برای تامین انرژی الکتریسیته خریداری کنیم؟
پانلهای فتوولتایی در حال حاضر قیمت نسبتا بالایی دارند ولی با پیشرفت تکنولوژی و تولید انبوه این پانلها در سطح دنیا هر روزه قیمت آنها کاهش می یابد. حال با توجه به بالابودن هزینه پانلهای خورشیدی باید تدابیری اندیشیده شود تا با کمترین تعداد پانل بتوان انرژی مورد نیاز را برآورده کرد. یکی از موثر ترین روشها این است که پانلها را در مکانی نصب کنیم که سایه جسمی روی آنها در طول روز نیفتد . روش دیگر که البته در بعضی مواقع می تواند صرفه اقتصادی داشته باشد استفاده از یک سیستم رد یاب خورشیدی است. بدین صورت که پانلها در طول روز همیشه رو به خورشید خواهند بود و با تغییر موقعیت خورشید در آسمان پانلها هم تغییر موقعیت دهند به گونه ای که همیشه رو به تابش نور خورشید قرار گیرند. یا به عبارتی تابش نور خورشید همیشه عمود بر سطح پانلها می باشد. در این حالت تاثیر بسیار زیادی در بازده پانلها دارد.
13- در چه صورت می توان از پانلهای فتوولتایی انرژی پیک با ولتاژ و جریان ماکزیمم دریافت کنیم؟
پانلهای فتوولتایی زمانی می توانند بیشترین انرژی الکتریسیته را تولید کنند که دمای هوا 25 درجه سانتیگراد باشد، هوا آفتابی باشد ،پرتوهای خورشیدی به صورت عمودی به سطح پانلها برخورد کنند و تمامی سطح پانلها را پوشش دهند و جسم خارجی حتی گرد و خاک بر روی سطح پانلها نباشد. شرایط فوق را می توان شرایط مناسب برای تولید ماکزیمم انرژی الکتریسیته توسط پانلها دانست.
14- آیا درزمستان انباشته شدن برف بر روی سطح پانلها می تواند باعث اختلال دراین سیستم شود؟
نور خورشید از ضخامتهای نازک برف و یخ به راحتی عبور می کند و تاثیر چندانی بر روی راندمان ندارد ولی تا حدی راندمان را کاهش می دهد.
15- چرا در زمستان برف بر روی پانلهای فتوولتایی جمع نمی شود؟
در زمستان برف بر روی پانلها در هنگام روز جمع نمی شود . دلیل این امر هم این است که در هنگام برخورد فوتونها به سطح پانلها الکترونها بر روی سطح سلولها جاری شده که سبب گرم شدن سطح پانل شده و برفها را ذوب می کند. در ضمن قابل ذکر است که پانلهای فتوولتایی با شیب 30 تا 40 درجه نصب می شوند بنابراین برف از روی آنها لیز می خورد.
16- آیا در هنگام باریدن تگرگ یا برخورد یک جسم کوچک به سطح پانل ، پانلها از بین نمیروند؟
برای جلوگیری از آسیب سلولهای خورشیدی یک لایه پلاستیک یا شیشه ضخیم شفاف بر روی پانل گذاشته شده است که از برخورد اشیاء به سطح سلولها محافظت میکند.
17- آیا در هنگام شب که نورخورشید وجود ندارد می توان از این سیستم استفاده نمود؟
همانطور که در قسمتهای اصلی این سیستم گفته شد ، یکی از قسمتهای اصلی این سیستم بانک باتری میباشد . بانک باتری شامل تعدادی باتری می باشد که بهم متصل شده اند و کار آنها ذخیره انرژی الکتریکی تولید شده توسط پانلهای خورشیدی می باشد. از برق تولیدی پانلهای خورشیدی به 2 صورت میتوان استفاده نمود . 1- اگر در روز باشد می توان به طور مستقیم از انرژی تولیدی سلولها برای مصرف کننده ها استفاده نمود. 2- در مواقعی که هوا ابری است یا در شب هنگام ، می توان از انرژی ذخیره شده در باتریها جهت تامین انرژی الکتریکی وسایل برقی استفاده کرد.
18- آیا درهوای ابری نیزمی توان از پانلهای خورشیدی انرژی الکتریکی دریافت نمود؟
بله. ولی مقدار انرژی دریافت شده کمتر از حالتی است که هوا آفتابی است. در کشورهای اروپایی مانند آلمان که در اغلب مواقع هوا ابری است ، با این حال از سیستمهای فتوولتایی در مناطقی استفاده میشود.
19- کار شارژ کنترل در سیستم فتوولتایی چیست؟
یکی از ویژگیهای پانلهای خورشیدی این است که با ابری شدن هوا یا تغییر جهت خورشید ولتاژ خروجی پانل نیز تغییر می کند. گفته شد که بیشترین انرژی یا به عبارتی بیشترین ولتاژ و جریان را در زمانی می توانیم دریافت کنیم که پرتوهای خورشید به صورت عمودی به سطح سلولها برخورد کند. حال برای آنکه ما بتوانیم یک ولتاژ ثابتی از پانلهای خورشیدی جهت شارژ باتریها یا تغذیه مصرف کننده های دی-سی استفاده کنیم ، در خروجی پانلها دستگاهی به نام شارژ کنترل جهت تنظیم یک ولتاژ ثابت استفاده می کنیم. البته شارژ کنترل نظارت بر شارژ و دشارژ باتری ( پر و خالی شدن باتری ) را نیزبرعهده دارد.
20- کار اینورتر در سیستم فتوولتایی چیست؟
برای تبدیل برق دی-سی به برق متناوب یا ای-سی برای دستگاههایی که با برق ای-سی کار می کنند از دستگاهی به نام اینورتر ( تبدیل کننده دی-سی به ای-سی ) استفاده می گردد.
21- عمر پانلهای خورشیدی چقدر می باشد؟
از پانلها به مدت حدالقل 20 تا 25 سال می توان بهره برداری نمود ولی بعد از 25 سال بازده آنها کم میشود ولی هیچگاه یک پانل بعد از این مدت بطور کلی خراب نمی شود. حال بعد از این مدت در صورتی دیده شد که انرژی تولیدی پانلها به دلیل کاهش راندمان پانلها کاهش یافته است می توان با اضافه کردن چند پانل جدید ، از کل سیستم دوباره استفاده نمود بدون آنکه بخواهیم تمامی پانلها را عوض کنیم.
22- هزینه های جانبی سیستمهای فتوولتایی چقدر می باشد؟
یکی از ویژگیهای این سیستمها این است که بعد از نصب و راه اندازی هزینه های جانبی و تعمیرات خاصی ندارند و به عبارتی می توان گفت که در ابتدا شما هزینه پرداخت می کنید و حدالقل تا 25سال می توانید از سیستم بهره برداری کنید. در ضمن می توان از باتری های نوع solar استفاده نمود که که عمر بیشتری نسبت به سایر باتریها دارد.
23- پانلهای خورشیدی را در کجاها می توان نصب کرد؟
پانلها را می توان در نزدیکترین مکان به مصرف کننده یا حتی بر روی پشت بام خانه ها نصب نمود. بنابراین از مقدار قابل توجهی تلفات ناشی از سیم کشی و هزینه های مربوط به سیم کشی جلوگیری می شود. در ضمن با نصب این پانلها بر روی تیرهای چراغ برق و یا پشت بام می توان از اشغال فضا نیز جلوگیری کرد.
24- در صورتی که مصرف انرژی در طول مدت بهره برداری افزایش یافت آیا باید کل سیستم تعویض شود؟
جواب منفی است. یکی از ویژگیهای سیستمهای فتوولتایی این است که می توان با اضافه کردن چندین پانل فتوولتایی و اضافه کردن باتری و قطعات جانبی انرژی تولیدی را اضافه نمود بدون آنکه بخواهیم تغییرات اساسی در سیستم بوجود آوریم یا کل سیستم را تعویض نماییم. یا به عبارتی می توان گفت که انرژی تولیدی را به هر میزان می توان افزایش داد.
25 - آیا می توان از سیستمهای فتوولتایی جهت گرم کردن آب و هوای ساختمان استفاده کرد؟
پانلهای فتوولتایی دارای هزینه بالایی هستند و بایستی تدابیری اندیشیده شود تا بتوانیم بیشترین بهره و کمترین تلفات را داشته باشیم . سیستمهای گرمایی به طور کلی هیترها انرژی مصرفی بسیار بالایی دارند. از طریق سیستمهای دیگر خورشیدی مانند کلکتورخورشیدی می توان با هزینه بسیار کمتر آب و فضای داخل خانه را گرم کرد . زیرا کلکتور خورشیدی حرارت خورشید را مستقیما به آب منتقل کرده و از مکانیزم ساخت و تولید بسیار ساده تری نسبت به سیستم فتوولتایی برخوردار است و در نتیجه هزینه آن بسیار کمتر از سیستم فتوولتایی میباشد.
26- درجه حرارت محیط تا چه حدی بر روی تولید انرژی الکتریکی پانلها می تواند تاثیر داشته باشد؟
سیستمهای فتوولتایی انرژی خود را از فوتونهای موجود در نور تامین می کنند نه حرارت خورشید. بنابراین درجه حرارت محیط اثر چندانی بر تولید انرژی الکتریسیته ندارد. ولی بهترین عملکرد پانلهای خورشیدی در دمای استاندارد یعنی 25 درجه سانتیگراد می باشد ولی بالاتر رفتن درجه حرارت یا پایین تر آمدن آن در حد متعارف اثر چشمگیری بر بازده این سیستمها ندارد.
27- آیا می توان فقط ولتاژ خروجی 12 ولت دی-سی از باتریها دریافت کرد؟
خیر. با سری و موازی کردن پانلها و باتریها می توانید ولتاژهای متفاوتی بدست آورید. به عنوان مثال با سری کردن 2 عدد پانل و بکار بردن شارژ کنترل برای باتریهای 24 ولتی و همچنین سری کردن 2 عدد باتری 12 ولتی می توانید به ولتاژ 24 ولت دست یابید . و همچنین با موازی کردن آنها می توانید به جریان بیشتر با همان ولتاژ دست یابید. در ضمن با بکار بردن اینورتر در خروجی باتریها می توانید به برق جریان متناوب 220 یا 110 ولت ای-سی دست یابید. این هم یکی از ویژگیهای سیستمهای فتوولتایی می باشد.
28- سری و موازی کردن باتریها و پانلها به چه صورتی می باشد؟
باتریها و پانلها دارای 2 قطب مثبت و منفی می باشند. اگر قطبهای همنام را (مثبتها و منفیها ) را بهم متصل کنیم در آن صورت می گوییم که باتریها را باهم موازی کرده ایم و اگر قطبهای نا همنام را بهم متصل کنیم می گوییم که باتریها باهم سری شده اند. مشابه همین قضیه هم برای پانلهای فتوولتایی نیزصادق می باشد.
29- ولتاژ و جریان در حالتهای سری و موازی کردن پانلها چه تغییری می کند؟
وقتی دو پانل را باهم سری می کنیم در اصل با این کار داریم ولتاژ خروجی را زیاد می کنیم . مثلا اگر دو پانل 12 ولتی را باهم سری نماییم آنگاه ولتاژ خروجی 24 ولت خواهیم داشت. در این روش جریان خروجی هیچ تغیبری نمی کند و فقط ولتاژ است که افزایش یافته است. در حالت موازی نمودن دو پانل دقیقا حالت عکس سری کردن آنها بوجود می آید. در این حالت ولتاژ پانلها تغییری نمی کند و جریان خروجی افزایش می یابد. حال بنا به احتیاج می توانیم تعدادی پانل مشابه را باهم سری – موازی کنیم و به ولتاژ و جریان مورد نظرمان دست یابیم.
سری و موازی کردن باتریها هم مشابه عملکرد پانلها می باشد.
30- انرژی تولیدی پانلهای فتوولتایی با چه واحدی نام برده می شوند؟
به طور کلی واحد انرژی الکتریسیته تولیدی و مصرفی برحسب وات بر ساعت می باشد. مثلا وقتی می گویند که این لامپ 60 واتی است منظور این است که در یک ساعت 60 وات انرژی الکتریکی مصرف می کند. حال پانلهای خورشیدی هم با مقدار توانی که می توانند تولید کنند از هم متمایز می شوند. پانلها با توانهای مختلفی در بازار وجود دارند یا می توان سفارش داد. به طور کلی توان حاصلضرب جریان در ولتاژ می باشد. یعنی به هر دو عامل ولتاژ و جریان بستگی دارد. می توان دو پانل 12 ولتی را باهم سری یا موازی کرد. در این دو حالت توان هر دو حالت یکسان است و آن چیزی که در آن دو پانل سری شده و موازی شده باهم متفاوت است ، تفاوت در جریان و ولتاژ خروجی آنها است. در حالت سری کردن دو پانل 12 ولتی ، جریان ثابت است و ولتاژ افزایش می یابد ولی در حالت موازی کردن دو پانل 12 ولتی در این حالت ولتاژ ثابت است و جریان اضافه شده است. بنابراین چون توان از حاصلضرب این دو عامل می باشد ( جریان و ولتاژ ) بنابراین تغییری در مقدار توان در دو حالت نام برده رخ نمی دهد.
( وات ) توان = ولتاژ( ولت ) * جریان ( آمپر)
در سری و موازی کردن پانلها و باتریها همیشه توان ثابت می ماند و جریان و ولتاژ است که تغییر میکند.
31- بیشترین کاربرد استفاده از سیستمهای فتوولتایی در چه مناطقی می باشد؟
از سیستمهای فتوولتایی بیشتر در مناطقی استفاده می گردد که دسترسی به برق شهری امکان پذیر نمی باشد یا بسیار هزینه بر می باشد. این سیستم قابلیت آنرا دارد که بدون احتیاج به برق شهری به طور مستقل انرژی الکتریکی مورد نیاز یک خانه مسکونی در یک منطقه دور افتاده را تامین نماید.
32- آیا از سیستمهای فتوولتایی در مناطق کشاورزی یا دامپروری می توان استفاده کرد؟
بله . در مناطقی دور دست می توان با بکار بردن سیستم فتوولتایی برق مورد نیاز جهت پمپاژ آب و همچنین روشنایی و ... بکار برد و مشغول به کار شد بدون آنکه نگرانی از دور دست بودن آن منطقه از شبکه برق سراسری را داشته باشیم.
33- آیا می توان برای تامین برق علایم هشدار دهنده جاده ها در بین شهر و بر روی مناطق مرتفع از سیستمهای فتوولتایی استفاده نمود؟
بله. بیشترین کاربرد این سیستمها در مناطقی است که دور از دسترس باشند و انتقال انرژی برق به آن مناطق بسیار هزینه بر یا غیر ممکن باشد.
34- آیا برای روشنایی تونلهای بین شهری می توان از سیستم فتوولتایی بکار برد ؟
بله . می توان با نصب این سیستمها در کنار تونل روشنایی تونل را تامین نمود .
35- آیا می توان از سیستمهای فتوولتایی برای شارژ باتریهای لپ تاپ یا موبایل و.. استفاده نمود؟
بله . می توان با خریداری یک شارژر خورشیدی در هنگام مسافرت یا گردشهای گروهی یا فردی برق مورد نیاز برای تامین انرژی برق چراغ قوه ، لپ تاپ ، شارژ انواع باتری ، موبایل را تامین نمود.
36- آیا می توان سلولهای خورشیدی را بر روی کیف یا کاپشن نصب کرد و در هر جا از انرژی خورشید استفاده نمود ؟
نکته قابل توجه این است که می توان با نصب نوعی سلولهای خورشیدی قابل انعطاف بر روی کیف یا کاپشن میتوان در هنگام پیاده روی یا استقرار در مکانی که نور وجود دارد همزمان باتری موبایل یا رادیوی خود را شارژ نمود و این یکی از ویژگیهای منحصر به فرد سیستمهای فتوولتایی میباشد.
37- آیا می توان برای سیستمهای مخابراتی بین شهری و تقویت کننده های موبایل و رادیو و تلویزیون از سیستمهای فتوولتایی استفاده نمود؟
بله. در مناطق کوهستانی و مناطقی که سیستمهای تقویت کننده موبایل و رادیو – تلویزیون در آنجا قرار دارند می توان با نصب سیستمهای فتوولتایی در کنار آنها برق مورد نیاز این سیستمها را تامین نمود.
38- آیا می توان از سیستمهای فتوولتایی در اتومبیل بکار برد ؟
امروزه با توجه به آلودگی محیط زیست ناشی از سوختهای فسیلی ، دنیا به این فکر افتاده است که از انرژیهای پاک برای بکار انداختن اتومبیلها و سایر وسایلی که از سوختهای فسیلی استفاده می کنند بکار ببرد. یکی از این انرژیها خورشید می باشد که به عنوان یکی از انرژیهای پاک به شمار میرود . با بکار بردن پانلهای فتوولتایی بر روی سقف اتومبیلها میتوانند باتری بکار رفته در اتومبیلها را شارژ کند و اتومبیل به حرکت خود ادامه دهد.
39 – آیا می توان از سیستم فتوولتایی برای تامین برق تلفنهای جاده ای ( بین شهری ) استفاده نمود؟
می توان در جاده ها (فواصل بین شهر ها ) از تلفنهای خورشیدی جهت تماس ضروری با پلیس و اورژانس در صورت بروز حادثه استفاده نمود. در این صورت بدون هیچ گونه سیم کشی برای تامین برق تلفنها و چراغ بالا سر تلفن با بکار بردن یک سیستم فتوولتایی نسبتا کوچک در هر نقطه ای از جاده این تلفنها را نصب کرد.
40- آیا برای روشنایی محوطه ها مانند پارکها ، جاده ها می توان ازسیستم فتوولتایی استفاده کرد؟
با بکار بردن لامپهای فلورسنت فشرده ( لامپهای کم مصرف ) می توان برای روشنایی محوطه پارکها و حتی روشنایی جاده ها از سیستم فتوولتایی استفاده نمود.
41- آیا می توان از سیستمهای فتوولتایی برای توانهای بسیار کم ( میلی وات ) یا توانهای بالا ( کیلووات و مگاوات ) استفاده نمود؟
یکی دیگر از ویژگیهای منحصر به فرد این سیستمها این است که می توان با استفاده از این سیستمها هر توانی که احتیاج داریم را تامین کنیم. به عنوان مثال می توان به ساعتهای خورشیدی اشاره کرد که با یک سلول بسیار کوچک کار می کند یا ماشین حسابهای خورشیدی. همچنین می توان با بهم متصل کردن تعداد زیادی پانل فتوولتایی می توان برق مورد نیاز یک شهر یا روستا را به طور مستقل تامین نمود.
42- آیا در صنایع مختلف مانند صنایع هوا- فضا می توان از این سیستمها بکار برد ؟
بله . اتفاقا سیستمهای فتوولتایی در پروژهای فضایی و ماهواره ها بیشترین کاربرد را دارد. تمامی ماهواره هایی که در اطراف کره زمین پراکنده شده اند و شبانه روز درحال رد و بدل اطلاعات و ... هستند تمامی انرژی برق خود را از طریق پانلهای فتوولتایی تامین می کنند. همانگونه که شاهد آن هستیم ، ماهواره ها به صورت شبانه روزی در حال کار می باشند بدون آنکه اختلالی در سیستم تامین برق آنها بوجود آید. در تمامی پروژه های فضایی مانند کاوشگر مریخ از سیستم فتوولتایی استفاده شده است و میتوان گفت که در فضا فقط از طریق انرژی خورشید میتوان برق مورد نیاز آنها را تامین نمود.
43- سیستمهای فتوولتایی به طور کلی فقط در مناطق دور افتاده کاربرد دارد یا در شهر ها هم می توان برای تامین برق خانه ها استفاده نمود؟
از سیستمهای فتوولتایی در هر منطقه ای که نور خورشید بتابد کاربرد دارد . یکی دیگر از کاربرد های سیستمهای فتوولتایی تامین برق خانه های مسکونی می باشد.
44- آیا در خانه های مسکونی می توان همزمان از برق شبکه سراسری و همچنین برق تولید شده توسط پانلهای خورشیدی استفاده نمود؟
بله . می توان یک خانه را بطور همزمان هم به سیستم فتوولتایی متصل نمود و هم به برق شهر. در این حالت در زمان پیک بار شبکه ( شب هنگام که تعداد مصرف کننده های شبکه به شدت افزایش می یابد ) از برق ذخیره شده داخل باتریها توسط پانلهای خورشیدی استفاده نمود و در این مواقع کمک بزرگی به پایداری شبکه سراسری برق می شود.
45 – بطور کلی به چند صورت می توان ازسیستمهای فتوولتایی استفاده نمود ؟
به 2 طریق می توان سیستمهای فتوولتایی را نصب و به بهره برداری رساند.
یک : به صورت مستقل از سیستم بهره برداری نمود مانند مکانهایی که به شبکه سراسری برق دسترسی نداریم و مصرف کننده تمامی انرژی مورد نیاز خود را تنها از پانلهای فتوولتایی دریافت کند.
دو: با اتصال به شبکه سراسری برق . مانند نیروگاه های فتوولتایی متصل به شبکه که مقداری از برق مورد نیاز مصرف کننده هایی که به شبکه سراسری متصل هستند را تامین کند.
46- آیا می توان با استفاده از سیستم فتوولتایی برای تصفیه آب آشامیدنی استفاده نمود؟
بله . آب شیرین کن خورشیدی دستگاهی است که می تواند در ابعاد مختلف ساخته شده و برای تامین آب سالم یک خانه و حتی یک روستا یا در مواقع بحرانی مانند زلزله در یک منطقه از این دستگاه استفاده نمود. به دو صورت ایستگاهی یا قابل حمل ساخته می شود و در مناطق مختلف کاربرد دارد.
47- چگونه می توان متوجه شد که برای یک ساختمان مسکونی چه تعداد پانل فتوولتایی لازم است؟
برای نصب یک سیستم فتوولتایی برای یک خانه مسکونی باید برآورد کرد که در یک روز به طور متوسط هر وسیله الکتریکی چند ساعت در حال کار است و توان مصرفی هر وسیله الکتریکی چند وات بر ساعت می باشد. حال توان مصرفی هر وسیل برقی را در یک روز پیدا می کنیم و در نهایت توان مصرفی روزانه تمامی وسایل الکتریکی موجود در آن خانه را باهم جمع کرده و به شرکت مجری اعلام می کنیم. شرکت مربوطه نیز با توجه به موقعیت جغرافیایی و آفتاب موثردر آن منطقه و اتخاذ ضریب اطمینان مناسب برای پروژه تعداد پانلها و باتریها جهت ذخیره انرژی را محاسبه می کند.
48 – قیمت پانلهای خورشیدی بر چه معیاری محاسبه می گردد؟
پانلهای خورشیدی با توانهای متفاوتی تولید می گردند. قیمت پانلها بر اساس تولید وات بر ساعت پانل محاسبه میگردد. یعنی بدین صورت است که به ازاء هر وات انرژی تولیدی توسط پانل به عنوان مثال 10 دلار هزینه دربر دارد. حال اگر شما بخواهید یک پانل 10 واتی خریداری کنید بایستی بر حسب هر وات 10 دلار ، در مجموع 100 دلار هزینه کنید.
49- بازده پانلها چگونه محاسبه می شود؟
پانلها بنا به تکنولوژی که در آنها بکار رفته دارای بازده های متفاوتی هستند. انرژی تابشی ماکزیمم بر روی سطح زمین در شرایط مطلوب 1000 وات برساعت در ابعاد یک متر مربع می باشد. حال اگر در همان شرایط از یک متر مربع پانل فتوولتایی انرژی الکتریکی معادل 130 وات برساعت را دریافت کنیم بدین معنا است که بازده این پانل در حدود 13% می باشد.
50- ولتاژ تولیدی هر سلول چند ولت است و در یک پانل ، سلولهای خورشیدی چگونه بهم متصل شده اند؟
بسیاری از مردم به اشتباه به پانل خورشیدی ، سلول خورشیدی می گویند. سلول خورشیدی کوچکترین عضو یک پانل خورشیدی می باشد. به عبارتی یک پانل فتوولتایی ( ماژول ) میتواند از دهها سلول خورشیدی تشکیل شده باشد که به صورت سری و موازی بهم متصل شده اند. هر سلول فتوولتایی در حدود 5/0 ولت می تواند برق تولید کند با جریان بسیار کم .. با سری کردن تعدادی از این سلولها می توان به ولتاژ پیک پانل دست یافت .مثلا با سری کردن 30 تا 36 عدد سلول خورشیدی به ولتاژ خروجی 17 ولت در حالت پیک دست یافت. البته پانلها با ولتاژهای خروجی متفاوتی تولید می شوند. حال به مجموعه سلولهای سری و موازی شده که قادر خواهند بود یک توان معینی را تولید کنند را پانل خورشیدی گویند.
51 – اولین کاربرد سیستمهای فتوولتایی در چه صنعتی بوده ؟
اولین کاربرد سیستمهای فتوولتایی در پروژه های فضایی و ماهواره ها بود. ماهواره ها تمامی انرژی مورد نیاز خود را از سیستمهای فتوولتایی تامین می کنند .
52- بازده پانلهای فتوولتایی تقریبا چقدر می باشد ؟
سلولهای خورشیدی در سال 1883 کشف شد و از همان زمان تحقیقات جهت بالا بردن بازده این سلولها آغاز شد. در ابتدا بازده آنها در حدود 2% بوده ولی هم اکنون پانلهای تجاری در حدود 11 تا 15% بازده دارند. البته پانلهایی با بازده بیش از 30% نیز ساخته شده است که در مصارف تجاری فعلا بکار نمی رود.
53- آیا پانلهای قابل انعطاف هم می توان تولید کرد؟
بله. هم اکنون پانلهایی ساخته شده اند که به راحتی می توانند خم شوند و حتی دور مچ دست قرار بگیرند که البته قیمت آنها بیشتر از پانلهای معمولی می باشد و در مواردی خاص کاربرد دارند.
54- آیا پانل خورشیدی همان باتری خورشیدی است؟
در برخی از کتابها از این دو واژه به اشتباه بکار برده شده است . پانل خورشیدی یک صفحه مسطح می باشد که تعدادی سلول خورشیدی روی آن نصب شده است و بهم متصل شده اند . باتری خورشیدی نوعی خاص از باتری است که در یک سیستم قتوولتایی بکار می رود . تفاوت این باتریها با باتریهای رایج در بازار این است که دارای طول عمربیشتری است.