اهواز کوی ملت(کوروش) نبش خیابان19 اقبال مجتمع اداری ملت طبقه 2 واحد 4


از دوران قدیم تامین انرژی مسئله بسیار مهمی برای جوامع بشری بوده است.درعصرحاضر با توجه به پیشرفتهای صنعتی و تکنولوژیک که جایگاه بسیار مهمی رادرزندگی روزمره انسانهادارد،اهمیت مسئله بنحو بارزتری تجلی می نماید.اما منابع رایج تولید انرژی که اکثرا تجدیدناپذیر می باشند، بنابر تحقیقات دانشمندان تا اواخرقرن21 به اتمام می رسند. لذا ازدهه های پایانی قرن20 منابع تجدیدپذیرانرژی موردتوجه خاصی قرار گرفت.ازجمله دلایل دیگر توجه به منابع نوین انرژی اثرات مخرب منابع تجدیدناپذیر (سوختهای فسیلی و ...) بر محیط زیست بود.
با توجه به دلایل فوق دانشمندان درپی کشف راههای جدید،به منابع نوین وتجدیدپذیرانرژی روی آوردند.باید اشاره کردکه انرژیهای تجدیدپذیر بنوعی بصورت مستقیم یاغیر مستقیم ازانرژی خورشید ﻧﺸﺄت می گیرندو می توان آنها را تحت نام انرژیهای خورشیدی نیز بکار بردو ویژگی بارزآنهادرنامحدود بودنشان می باشد.یادآور می شود که فرایند تولید انرژی از باد یا امواج نیز بگونه ای در ارتباط با وجود خورشید بوده و انرژی گرمایشی ترازهای زیرین زمین نیز بهمین ترتیب می باشد.
نکته مهم اینجاست که فنآوریهای عصر حاضر باید بتوانند از انرژی خورشیدی استفاده کنند.بنابراین باید بتوان انرژی خورشیدی (منابع تجدیدپذیر) را به انواع انرژی مورد استفاده تبدیل کرده و یا اینکه فن آوریها توانایی تولید انرژی مورد نیاز از خورشید را داشته باشند.
یکی از راه های مناسب برای استفاده از منابع تجدیدپذیر انرژی، سیستم فتوولتاییک می باشد.این سیستم مبتنی بر تبدیل مستقیم انرژی خورشیدی به انرژی الکتریکی است. مقاله حاضر به شرح و بررسی کلی این سیستم می پردازد.

مراحل پیشرفت سیستمهای فتوولتاییک
سیستمهای فتوولتاییک،سیستمهای انرژی زایی هستند که بدون بهره گیری از مکانیزمهای متحرک و شیمیایی ازتابش نور خورشید،الکتریسیته تولید میکنند.بعبارت دیگر،این سیستمها بدون مصرف سوختهای فسیلی انرژی تمیز و قابل اطمینانی را تولید می کنند.
تحقیقات مرتبط با تکنولوژی فتوولتاییک از یکصد سال قبل آغاز شد.در سال 1873 م. "ویلوگبی اسمیت"[1] دانشمند انگلیسی به حساسیت سلنیم نسبت به نور پی برد. وی در آزمایشهای خود به این نتیجه رسید که توانایی سلنیم برای هدایت الکتریسیته با میزان تابش نور به آن رابطه ای مستقیم دارد. درسال 1880 م. "چارلز فریتس"[2] توانست که با استفاده از سلنیم اولین سلول الکتریکی خورشیدی را بسازد. این محصول بدون مصرف مواد اولیه و بدون تولید گرما و صدا، الکتریسیته تولید می کرد.اما این تحقیقات تا سال 1905 م. که "آلبرت انیشتین"[3] نظریه خود را در باب اثرفتوولتاییک ارائه کرد، راکد ماند.نظریات انیشتین تحولی در مراحل تولید الکتریسیته ایجاد نمود.اما بدلیل هزینه های بالا و بازدهی کم تولید،پیشرفتهای کندی دراین زمینه بدست می آمد.تا اینکه دراوایل سالهای1950م.،دانشمندان آزمایشگاه "بل"[4] درجریان تحقیقات خود درمورد سیستمهای ارتباطی راه دوروکشف منابع جدید انرژی به حساسیت سیلیکون،دومین عنصر فراوان روی زمین، به نور خورشید پی بردند و متوجه شدند که هنگامیکه این ماده با یک ناخالصی معینی بکار رود،در مقابل تابش نور، انرژی با ولتاژ قابل توجهی تولید می کند.در سال 1954 م. آنها اولین سلول خورشیدی سیلیکونی را با راندمان 60% تولید کردند و برای نخستین بار از این تکنولوژی درایستگاه مخابراتی روستایی درایالت جورجیا استفاده شد.درسازمان هوافضای آمریکا(ناسا) ، دانشمندان برای تولید انرژی فراوان،سبک،مطمئن و مناسب در فضای خارج از جو زمین، در اوایل 1960 سیستمی را مشتمل بر 108 سلول خورشیدی بر روی ماهواره "ونگارد"[5] نصب کردند.ازآن زمان به بعد سیستمهای فتوولتاییک بر روی بیشتر ماهواره ها و فضاپیماها بکار گرفته شد. پس ازآن سیستمهای فتوولتاییک درگستره وسیعی ازنیازها مورداستفاده قرارگرفتند.امروزه بیش از200000 باب خانه در آمریکا ازاین تکنولوژی استفاده می کنند و در سایر نقاط جهان نیز از این سیستمها در مقیاس وسیعی استفاده می شود.این روش تولید انرژی در انواع ارتباطات،آبیاری، تصفیه آب،تولید روشنایی،راهبری هوایی و دریایی و... بکار می رود.

چشم اندازها
منابع عادی سوخت (منابع تجدیدناپذیر) مشکلات زیست محیطی فراوانی را همچون افزایش گرمای زمین، بارانهای اسیدی، آلودگی آبها، افزایش سریع زباله ها، تخریب محیط زیست، اتلاف منابع طبیعی و... ایجاد کرده اند.
اما سیستمهای فتوولتاییک این پیامدهای منفی زیست محیطی راندارند.ازطرفی ماده اولیه برای ساخت مدولهای فتوولتاییک، سیلیکون است که به فراوانی در دسترس می باشد.سلولهای سیلیکونی که از 1 تن ماسه ساخته می شوند، طی دوره حیات خود، می توانند الکتریسیته ای معادل سوزاندن 500000 تن ذغالسنگ تولید نمایند.
تکنولوژی فتوولتاییک قادر به ایجاد مشاغل فراوانی می باشد. بخشی ازاین مشاغل بطور مستقیم با ساخت این سیستم مرتبط است وتعداد زیادی از مشاغل نیز بطور غیر مستقیم با آن ارتباط دارد. مثلا در ساخت شیشه و فلز، سیم کشی، فعالیت های الکتریکی، ساخت تجهیزات جانبی، ساخت و ساز معماری و ... .
دریک برآوردکلی درازای هرصدمیلیون دلارفروش محصولات فتوولتاییک3800 شغل ایجاد میشود .پیش بینی می شود که تاسال 2010 م. استفاده از انرژی خورشیدی دوبرابر شود و تاسال2030 فروش محصولات آن به مرز 100 میلیارد دلار برسد.
آنچه که گسترش استفاده ازاین سیستم را درآینده تضمین می کند،تمیزی،تجدیدپذیر بودن و قابلیت اطمینان این نوع از انرژی است.

ایمنی،سلامت و مسائل مرتبط با محیط زیست
مراحل تولید الکتریسیته در سیستم فتوولتاییک نسبت به سایر منابع معمول انرژی، ساده تروبرای محیط زیست کم ضررتر است. در فرایند فتوولتاییک، ذرات نور که فوتون نام دارند به داخل سلولها نفوذ کرده و با آزاد کردن الکترون از اتمهای سیلیکون،جریان الکتریکی تولید می کنند.تا زمانیکه تابش نور به داخل سلول در جریان باشد،الکتریسیته تولید می شود.این سلولها الکترونهای خود را مانند باتریها تمام نمی کنند.بلکه آنها مبدلهایی هستند که انرژی خورشیدی را به الکتریسیته تبدیل می کنند.تولید الکتریسیته توسط مدولهای فتوولتاییک کاملا بی خطر است.لیکن در مراحل تولید مدولهای فتوولتاییک خطراتی وجود دارد.در این مراحل تولید برخی گازهای انفجاری نظیر فسفین، دیبوران، دسیلینید هیدروژن وترکیبات کادمیوم، مواردی هستند که باید مورد توجه قرار گیرند.سازندگان این مدولها بمنظور به حداقل رساندن خطرهای مرتبط با نیروی کار و خطرات زیست محیطی تحقیقات فراوانی را انجام داده و تمهیداتی در نظر گرفته شده است. همچنین لازم است که در هنگام راه اندازی سیستمهای فتوولتاییک از تکنسین های کارآزموده و مجهز استفاده شود.

دوام اجزاء فتوولتاییک
مدت کارکرد مدولهای خورشیدی،در سالهای گذشته بطور متوسط 10 سال در نظر گرفته می شده لیکن با پیشرفتهای فنی میانگین زمان کارکرد مدولها به 25 سال رسیده است.بسیاری از اجزاء و مواد اولیه این مدولها قابل بازیافت و استفاده اند.مثلا شیشه ها،جعبه های پلاستیکی و کلافهای فلزی نصب و ... قابل استفاده مجدداند.اما بازیافت برخی از اجزا چون نیمه هادیها و ... امکانپذیر نیست.

اجزای سیستمهای فتوولتاییک

1-سلولهای فتوولتاییک
این سلولها مربعهای نازک،دیسک ها یا فیلمهایی از جنس نیمه هادی هستند که ولتاژ و جریان کافی را در زمان قرار گرفتن در معرض تابش نور خورشید،تولید می کنند.
2-مدول
مجموعه ای از سلولهای فتوولتاییک که لایه لایه در محفظه ای از شیشه قرار گرفته اند.
3-پانل
مجموعه چند مدول را پانل می گویند.
4- آرایه
تعدادی از پانلها که توسط سیم کشی های با ولتاژ معین بهم متصل شده اند، آرایه نامیده می شود.
5- کنترل کننده شارژ
تجهیزاتی هستند که ولتاژ باتریها را تنظیم و کنترل می کنند و از آسیبهای احتمالی وارد بر باتریها جلوگیری می کنند.
6- ذخیره کننده باتری (باتری بانک)
وسیله ایست که انرژی الکتریکی تولیدیDC را در خود ذخیره می کند.
7- مبدل
وسیله ایست که جریان DC را به جریان AC برای مصرف،تبدیل می کند.
8- بار DC ( (DC LOADS
ابزارآلات، موتورها و تجهیزاتی هستند که از جریان DC تغذیه می شوند.
9- بار AC ( (AC LOADS
ابزارآلات، موتورها و تجهیزاتی هستند که از جریان AC تغذیه می شوند.

انواع سیستمهای فتوولتاییک
سیستمهای فتوولتاییک انواع مختلفی دارند.ساده ترین سلول فتوولتاییک نیروی مورد نیاز ساعتهای مچی و ماشینهای حساب را تامین می کند. سیستمهای پیچیده تر با اتصال به شبکه مصرف، برق مورد نیاز منزلها،کارخانه ها و فضاهای دیگر را تامین می کنند.
بطور کلی از این سیستمها در شکلهای مختلف استفاده می شود.مثلا برخی سامانه های خانگی مجهز به باتریهای ذخیره کننده انرژی جهت استفاده در شب هستند. در برخی سیستمها از تجهیزات DC استفاده می شود و نیازی به مبدل نیست. برخی از سیستمهای دیگر نیز دارای مبدل بوده و از هردو جریانAC, DC استفاده می کنند. انواع مبدلهای فتوولتاییک بشرح زیر می باشند:

1- سیستمهای فتوولتاییک ساخته شده با باتری شارژی
فانوسهای خورشیدی و شارژرهای فتوولتاییک مورد استفاده در باتریهای رادیو،ازاین نمونه بوده و بازار فروش مناسبی دارند.دراین سیستم همه اجزاء یکپارچه شده و بجای باتریهای یکبار مصرف،از باتریهای قابل شارژ استفاده می شود.

2- سیستمهای استفاده در روز
ساده ترین و ارزانترین سیستمهای فتوولتاییک برای استفاده در روز طراحی شده اند.این سیستمها معمولا شامل مدولهایی می شوند که ابزار ذخیره سازی ندارند و مستقیما با تابش خورشید، الکتریسیته تولید می کنند.برخی فن ها،دمنده ها یا پره های توزیع انرژی حرارتی در سیستم های گرمایش آب،و نیز وسیله های استفاده کننده،از انرژی خورشیدی چون ماشینهای حساب و ساعتهای مچی از این دسته اند.

3- سیستم جریان مستقیم (DC) با باتری ذخیره
برای استفاده از سیستمهای فتوولتاییک در شب یا مواقع ابری،از سیستمهای مجهز به باتری ذخیره استفاده می شود.در تصویر شماره 2 نمونه ای از این سیستم را مشاهده می کنیم.اجزای اصلی این سیستم یک مدول فتوولتاییکPV))،کنترل کننده های شارژ،باتریهای ذخیره و سایر وسایل است.
سیستمهای با باتری ذخیره می توانند شامل وسایل کوچکی مانند چراغ قوه با یک باتری تا ابزار آلات بزرگ با تعداد زیادی باتری صنعتی باشند.
نکته مهم در مورد باتریهای شارژی آنست که باید بمنظور دوام بیشتر، بطور کامل تخلیه شوند و سپس کاملا شارژ گردند. اندازه و شکل منبع باتری باید متناسب با عملکرد ولتاژ سیستم، مقدار استفاده در شب، شرایط آب و هوایی محل و ... طراحی گردند. در برخی از این سیستمها یک کنترل کننده شارژ، طراحی شده است که از شارژ بیش از حد باتریها یا تخلیه غیرعادی آنها با قطع اتصال مدول از منبع باتری، جلوگیری می کند و این موضوع در حفظ کیفیت و دوام باتری موثر است

- سیستم جریان مستقیم تغذیه کننده جریان متناوب
مدولهای فتوولتاییک در اثر تابش آفتاب انرژی الکتریکی DC را تولید می کنند.اما اکثر لوازم الکتریکی به انرژی AC نیازمندند. لذا سیستمهای فتوولتاییک باید مبدلی را جهت تبدیل جریان DC به AC داشته باشند،این مبدلها انعطافپذیری سیستم را افزایش داده و تسهیلاتی را ایجاد می کنند. اما افزایش هزینه را نیز در پی دارند.


5- سیستمهای متصل به شبکه برق شهری
این سیستمها به باتری ذخیره نیازی ندارند.چون خود شبکه برق عمل ذخیره سازی انرژی را انجام می دهد. انرژی اضافی تولید شده را مالک سیستم به شبکه شهری می فروشد و درصورت نیاز از شبکه شهری دریافت می کند.بر این اساس شرایطی باید فراهم شود تا خرید و فروش انرژی بین مالک و شبکه شهری امکانپذیر باشد.بدین منظور برخی از کمپانی های شبکه برق شهری کنتورهایی را به مشتریان خود می دهند که مقدار خرید و فروش الکتریسیته را معین می کند.

6- سیستمهای هیبریدی (مختلط)
اکثر مردم تمام انرژی الکتریکی مورد نیاز خود را فقط توسط سیستم فتوولتاییک تامین نمی کنند و معمولا روش دیگری از تامین انرژی را بکار می برند.
معمولترین راه در سیستمهای هیبریدی،یک موتور دیزلی یا گازی تولید کننده انرژی است که می تواند در کاهش هزینه های ابتدایی موثر باشد.در سیستمهای فتوولتاییک باید تمهیداتی را برای شرایط بد آب و هوایی در نظر گرفت.بدین منظور باید از باتریهایی استفاده کرد که به مقدار کافی بزرگ بوده و بتوانند انرژی لازم را در موقع نیاز فراهم کند.
از فواید سیستم های هیبریدی آنست که دارای حداقل دو سیستم شارژ مستقل هستند. از نمونه های این سیستم، مدولهای فتوولتاییکی است که دارای توربین های بادی می باشند. افزودن یک توربین بادی به این سیستم می تواند در مواقعی که خورشید تابش نداشته لیکن باد وزش داشته باشد، انرژی لازم تهیه شود.حتی می توان یک تولید کننده الکتریسیته را درون سیستم فتوولتاییک بادی قرار داد.این سیستم فتوولتاییک بادی تولید کننده، علاوه بر مزایای سیستمهای فتوولتاییک و تولید کننده، از منبع شارژ سوم باتریها نیز برخوردار است.

نتیجه گیری
بی تردید یکی از مهمترین فعالیتهای کشورهای پیشرفته در کاهش مصرف انرژیهای ناپاک،گسترش تکنولوژیهایی است که از منابع تجدیدپذیر و نامحدود انرژی استفاده می کنند. این موضوع تاثیر فراوانی را هم بر اقتصاد و هم بر محیط زیست در پی خواهد داشت.بدین معنی که با استفاده از منابع تجدید پذیر انرژی از پایان منابع فسیلی سوخت جلوگیری شده و مضرات زیست محیطی آنها نیز ایجاد نخواهد شد.تا زمانیکه از منابع انرژی تجدیدپذیر استفاده شود،سیستمهای فتوولتاییک یکی از بهترین راههای تولید انرژی از خورشید خواهند بود.ﺿﻤﻨﴼ بایستی به سود و زیان این سیستم نیز به شرح زیر توجه داشت.

الف- مزایای تکنولوژی فتوولتاییک
دوام:
تکنولوژی بکار رفته در ساخت مدولهای فتوولتاییک از مصالح بادوامی است.در گذشته دوام سیستمها را حدود 10 سال در نظر می گرفتند.اما با پیشرفتهای انجام شده،متوسط عمر مفید این سیستمها به 25 سال رسیده است.
هزینه های پایین حفظ و نگهداری
در سیستم منابع تجدیدناپذیر،هزینه های حمل و نقل مواد و نیروی کار بسیار بالا است.اما درسیستمهای فتوولتاییک چنین هزینه هایی در چرخه تولید وجود ندارد.زیرا سیستم به بازرسی های دوره ای و نگهداری های گهگاهی با هزینه اندک نیاز دارد.
عدم نیاز به مواد سوختی
در سیستمهای فتوولتاییک نیازی به منابع سوختی فسیلی و ... نمی باشد.بنابراین مضرات زیست محیطی ناشی از این منابع و هزینه های حمل و نقل و انبارداری آنها حذف می شود.
کاهش آلودگی صوتی
سیستمهای فتوولتاییک بدون حرکت و کاملا بی صدا بوده و آلودگی صوتی ندارد.
قابلیت نصب و راه اندازی سیستمهای فتوولتاییک در ظرفیتهای گوناگون:
با توجه به مدولهای پیش ساخته در این سیستمها می توان الکتریسیته را در مقیاسهای مختلف تولید کرد.چنانچه با سیستمهای فتوولتاییک می توان از چند میلی وات تا چندین مگاوات انرژی بدست آورد.اگر این سیستم را بصورت مدولهای کوچک و منفرد استفاده کنیم،برای نیازهای بسیارناچیز و اگر در مزرعه ای مجموعه ای از آرایشهای گسترده فتوولتاییک را بکار بریم، نیروگاهی عظیم را ایجاد کرده ایم.
عدم وابستگی به شبکه برق شهری
در مواقعی که انتقال برق شهری امکانپذیر نباشد،می توان از این سیستم ها بهره گیری کرد.زیرا بصورت مستقل الکتریسیته تولید کرده و نیازی به نگهداری فراوان ندارند.پس در مناطق دورافتاده و صعب العبور،استفاده از این سیستمها گزینه مناسبی خواهد بود.

ب- معایب تکنولوژی فتوولتاییک
1- هزینه های راه اندازی
مهمترین ایرادی که به این سیستمها وارد است،هزینه های بالای نصب و راه اندازی آنهاست.در حالیکه با نگاه کارشناسانه و دقیق،این سیستمها در درازمدت بصرفه خواهند بود.
2- وابستگی به شدت تابش خورشید
باتوجه به نیاز این سیستمها به نور خورشید،تغییرات جوی بر مقدار انرژی تولید شده در این سیستمها،موثر است.پس لازم است که این موضوع را در طراحی سیستمها مورد توجه قرار دهیم.
3- نیاز به ذخیره سازی انرژی
در بیشتر مواقع لازم است از باتریهایی بمنظور ذخیره انرژی استفاده شود که این موضوع سبب افزایش هزینه ها می شود.
4- عدم آشنایی مردم با سیستم فتوولتاییک
با توجه به نو بودن کاربرد تکنولوژی فتوولتاییک در ساختمان،تنها بخشی از مردم با امکانات و ارزشهای آن آشنا هستند و این موضوع در توسعه بازار آن تاثیر منفی دارد.

درباره

گروه ساتنو مجموعه ای تخصصی است که با در اختیار داشتن کادر مجرب و ارتباط خوب با تامین کنندگان تجهیزات خورشیدی در سراسر دنیا این اطمینان را به شما می دهد که همواره اساس عملکرد خود رو سود متقابل و رضایت مندی مشتری قرار داده است.

تماس

آدرس :
اهواز کوی ملت(کوروش)-نبش خیابان 19 اقبال مجتمع اداری ملت طبقه 2 واحد 4
 
تلفن:
 344 64 344 (061)   
 343 64 344 (061)
 فکس :
723 62 344 (061)
 همراه:
 6065  600  0910
bluebrowncustomgreenorangepinkredturquoiseyellow