مقدمه
در سال های اخیر، انرژی های تجدید پذیر و نوین به دلیل مزیت های بسیار زیاد از جمله پاک بودن و در دسترس بودن به شدت مورد توجه قرار گرفته اند. این انرژی ها عبارتند از :
انرژی بادی انرژی زمین گرمائی
انرژی توده زیستی انرژی خورشیدی
بر اساس اطلاعات و پیشی بینی موجود روند استفاده از این نوع انرژی تا سال 2030 میلادی قابل توجه خواهد بود. اطلاعات مذکور به صورت جدول (1) ارائه شده است.
جدول :(1) مصرف جهانی انرژی برق آبی و سایر انرژی های تجدید پذیر تا سال 2030
| شرح |
|
مصرف سالهای گذشته |
|
پیش بینی مصرف |
|
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| سال میلادی |
1990 |
|
2002 |
2003 |
2010 |
2015 |
2020 |
2025 |
2030 |
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| مصرف انرژی |
26/3 |
|
32/2 |
32/7 |
45/2 |
49/1 |
53/1 |
57/8 |
62/4 |
در این میان انرژی خورشیدی نیز با توجه به منابع در دست بسیار فراوان مورد توجه ویژه قرار دارد به طوریکه طی سالیان اخیر بیشترین رشد مصرف سالانه در حوزه انرژی های تجدید پذیر متعلق به انرژی خورشیدی و معادل 35 درصد می باشد. براساس اطلاعات موجود منابع در دست انرژی خورشیدی در جهان بالغ بر ) 86000TW تراوات) می گردد که تنها %2 از این مقدار انرژی می تواند به طور کامل جایگزین مصرف سوخت های فسیلی و اتمی به عنوان منبع انرژی مورد نیاز جهان شود. میزان منابع انرژی های نوین به تفکیک نوع در جدول((2 ارائه گردیده است. مقدار مصرف نسبی جهان و نیاز به انرژی 15TW د نظر گرفته شده است. با توجه به این موضوع که کشور ایران از نظر میزان دسترسی به منابع انرژی خورشیدی از نظر شدت و میزان تابش و همچنین بازه زمانی در دست بودن تابش جزء
کشورهای بسیار مستعد است لازم است به منظور بهره برداری از روند رو به رشد مصرف این نوع انرژی و بازارهای مرتبط با آن تصمیمات مناسب اتخاذ گردد
جدول ( 2) انواع انرژی های تجدید پذیر و میزان هر یک بر حسب تراوات
| نوع انرژی |
میزان در دست |
| |
|
| انرژی زمین گرمائی |
32 |
| انرِژی برق آبی |
2-Jul |
| انرژی خورشیدی |
86000 |
| انرژی بادی |
870 |
| |
|
| جمع |
86909/2 |
1 معرفی محصول
سلول خورشیدی ( (Solar Cell قطعه ای از یک نیمه هادی با اتصال الکتریکی تشکیل شده است. این قطعه، انرژی خورشیدی را جذب نموده و به انرژِی الکتریکی تبدیل می نماید. پرتوهای نوری که توسط سلول خورشیدی جذب می شوند باعث آزاد شدن کووالانت ( اتصالات اتمی در نیمه هادی ها
) و سپس ایجاد الکترون های منفی آزاد و حفره های مثبت آزاد می گردند. این موضوع باعث جابجائی بارهای مثبت و منفی می گردد. با استفاده از الکترود در طرفین نیمه هادی جریان الکتریکی برقرار می شود که قدرت الکتریکی ( ( P= I× V حاصله به بارداده می شود.
سلول های خورشیدی با فتوسل ها متفاوت هستند. در فتوسل ها با استفاده از خواص رسانائی نوری مواد شدت نور قابل اندازه گیری است. این قطعات نه برای تولید الکتریسیته بلکه برای اندازه گیری شدت نور در تجهیزات عکاسی مورد استفاده قرار می گیرند
اندازه سلول های خورشیدی با توجه به نوع کاربرد مورد نظر انتخاب می شود. اندازه این سلول ها معمولا 10×10 و 15×15 سانتیمتر مربع است. شکل هندسی این سلول ها مربع مستطیل است ولی می توان آنها را به اشکال دیگری مانند دایره و نیم دایره نیز تولید نمود.
سلول های خورشیدی از یک لایه بسیار نازک ( چند میکرون) سیلیکون نوع N و لایه ضخیم تری از سیلیکون نوع P تشکیل شده اند. سلول های خورشیدی از سیلیکون تک بلور ساخته می شوند علاوه بر این ماده مواد دیگر مانند سیلیکون های چند بلوره سیلیکون آمورف ، آرسفید گالیوم و سولفید کارمیم نیز در ساخت سلول های جدید تر مورد استفاده قرار می گیرند. تحت شرایط مناسب یک سلول خورشیدی با ابعاد 10×10 سانتیمتر در معرض تابش مستقیم خورشید می تواند 1/5 ولت برق تولید نماید.از پیوستن تعدادی از سلول های خورشیدی یک ماژول ( مدول ) ایجاد می گردد و از اتصال تعدادی از ماژول ها یک آرایه ساخته می شود.
مزایا و معایب سلول های خورشیدی
مزایا
منبع انرژی خورشیدی فراگیر و تمام نشدنی است.
اشعه ندارد ، نمی سوزد ، نیاز به سوخت رادیو اکتیو ندارد.
هزینه عملیاتی آن پائین است.
قطعات متحرک ندارد.
قابلیت اطمینان بالا در ماژول های خورشیدی ( تابش بیش از 20 سال )
دارای انرژی حرارتی محدودی برای عمل هستند
(استهلاک کم و ایمنی بالا )
ماژولار هستند ( اندازه متفاوت )
سریع نصب می شوند.
می توانند سیستم موجود اعم از ساختمانی و غیره سریعاً یکپارچه شوند
قابل نصب در نزدیک محل مصرف انرژی هستند.
مورد قبول عموم مردم است.
از نظر ایمنی عالی هستند.
معایب
منبع انرژی پراکنده است.
هزینه های نصب و خرید آنها بالاست.
قطعات جانبی یک سیستم انرژی خورشیدی شامل باتری های عمر طولانی ندارد.
خدمات تجاری در دسترس گسترده ای برای نصب و راه راه اندازی آنها وجود ندارد.
ذخیره انرژی در سیستم های انرژی خورشیدی با کارائی بالا از نظر اقتصادی دارای محدودیت هائی است