abaršekari električno

چراغ خورشیدی که از تابش مستقیم نور خورشید بر سلول‌های فتوولتائیک تولید می‌شود، به آن برق خورشیدی گفته می‌شود.

برق خورشیدی

وقتی نور خورشید بر روی سلول‌های خورشیدی تابیده می‌شود، برق خورشیدی تولید می‌شود. به همین دلیل، این نوع انرژی را همچنین با نام فتوولتائیک خورشیدی یا PV Solar نیز می‌شناسند.

اصول برق خورشیدی

تولید برق با استفاده از انرژی خورشیدی به وسیلهٔ اثر فتوولتائیک صورت می‌گیرد. در اثر فتوولتائیک، پیوند شبه‌رسانا p-n وقتی به نور خورشید مواجه می‌شود، پتانسیل الکتریکی تولید می‌کند. برای این منظور، لایه‌ی شبه‌رسانا n از پیوند را بسیار نازک درست می‌کنیم. این لایه کمتر از ۱ میکرون ضخامت دارد. لایه بالایی n است که معمولاً به آن امیتر سلول گفته می‌شود.

لایه پایینی شبه‌رسانا p است و بسیار ضخیم‌تر از لایه n بالایی است. ممکن است بیش از ۱۰۰ میکرون ضخامت داشته باشد. این لایه پایینی را معمولاً پایه سلول می‌نامند. ناحیه خالی در محل پیوند این دو لایه به دلیل یون‌های غیرقابل حرکت ایجاد می‌شود.

وقتی نور خورشید بر سلول تابیده می‌شود، به راحتی به پیوند p-n می‌رسد. پیوند p-n فوتون‌های نور خورشید را جذب کرده و در نتیجه، جفت‌های الکترون-حفره در پیوند تولید می‌کند. در واقع، انرژی مرتبط با فوتون الکترون‌های والانس شبه‌رسانا را برانگیخته و بنابراین الکترون‌ها از باند والانس به باند هدایت کننده پرش می‌کنند و حفره‌ای را در پشت خود می‌گذارند.

الکترون‌های آزاد که در ناحیه خالی قرار گرفته‌اند به راحتی به لایه n بالایی می‌روند زیرا نیروی جاذبه یون‌های مثبت در ناحیه خالی وجود دارد. به همین ترتیب، حفره‌ها که در ناحیه خالی قرار گرفته‌اند به راحتی به لایه p پایینی می‌روند زیرا نیروی جاذبه یون‌های منفی در ناحیه خالی وجود دارد. این پدیده اختلاف بار بین لایه‌ها را ایجاد می‌کند و در نتیجه یک اختلاف پتانسیل کوچک بین آنها به وجود می‌آید.

واحدی که از ترکیب مواد شبه‌رسانا n و p برای ایجاد اختلاف پتانسیل الکتریکی در نور خورشید تشکیل شده است را سلول خورشیدی می‌نامند. سیلیکون معمولاً به عنوان ماده شبه‌رسانا برای تولید این سلول‌ها استفاده می‌شود.

نوارهای فلزی هدایت‌کننده که به سلول‌ها متصل شده‌اند، سلول خورشیدی یا سلول فتوولتائیک را قادر به تولید برق مورد نظر نمی‌کنند بلکه مقدار بسیار کمی برق تولید می‌کنند. بنابراین برای استخراج سطح مورد نظر برق، تعداد مورد نیاز از این سلول‌ها به طور موازی و سری به هم متصل می‌شوند تا یک ماژول خورشیدی یا ماژول فتوولتائیک تشکیل شود. در واقع، فقط نور خورشید عامل اصلی نیست. عامل اصلی نور یا پرتو فوتون برای تولید برق در سلول خورشیدی است. بنابراین یک سلول خورشیدی می‌تواند حتی در آب و هوای ابری و نور ماه نیز کار کند، اما سرعت تولید برق کمتر می‌شود زیرا به شدت پرتو نور وابسته است.

کاربردهای برق خورشیدی

سیستم تولید برق خورشیدی برای تولید مقدار متوسط برق مفید است. این سیستم تا زمانی که شدت نور خورشید طبیعی خوب است کار می‌کند. مکانی که ماژول‌های خورشیدی نصب شده‌اند باید از موانعی مانند درختان و ساختمان‌ها خالی باشد، در غیر این صورت سایه‌ای بر روی پانل خورشیدی ایجاد می‌شود که عملکرد سیستم را تحت تأثیر قرار می‌دهد. یک دیدگاه عمومی این است که برق خورشیدی یک جایگزین غیرعملی برای منبع متعارف برق است و باید زمانی استفاده شود که هیچ جایگزین متعارفی برای منبع متعارف برق در دسترس نباشد. اما این دقیقاً حالت واقعی نیست. اغلب به نظر می‌رسد که برق خورشیدی یک جایگزین ارزان‌تر از جایگزین‌های متعارف دیگر برق است.

به عنوان مثال: همیشه اقتصادی است که یک چراغ خورشیدی یا منبع برق خورشیدی را در مکان‌هایی که دسترسی به شبکه برق محلی مشکل و گران است، مانند باغ دورافتاده، انبار یا گاراژ نصب کنیم. سیستم برق خورشیدی قابل اعتمادتر و بدون وقفه‌تر است زیرا از قطعات برق ناخواسته‌ای که توسط شرکت تأمین برق ایجاد می‌شود رنج نمی‌برد. برای ساخت منبع برق متحرک با نیازهای متوسط برق، ماژول خورشیدی یک انتخاب خوب است. این می‌تواند در حالاتی مانند کمپینگ یا کار در مکان‌های باز مفید باشد. این بهترین روش برای ایجاد انرژی سبز برای استفاده شخصی و ممکن است برای فروش انرژی اضافه به مشتریان است، اما برای تولید برق در مقیاس تجاری سرمایه‌گذاری و حجم سیستم به میزان قابل توجهی بزرگ می‌شود. در این صورت مساحت پروژه بسیار بزرگ‌تر از متعارف خواهد بود. اگرچه برای راه‌اندازی چندین چراغ و دستگاه‌های الکتریکی کم‌مصرف مانند کامپیوتر لپ‌تاپ، تلویزیون کوچک، یخچال کوچک و غیره، سیستم برق خورشیدی بسیار مناسب است، شرط آن است که فضای کافی بر روی زمین یا سقف برای نصب پانل‌های خورشیدی وجود داشته باشد. اما اصلاً اقتصادی نیست که دستگاه‌های مصرف‌کننده برق بالا مانند مراوح سریع، گرمکن‌ها، ماشین‌های لباسشویی، کولرها و ابزارهای برقی با استفاده از برق خورشیدی راه‌اندازی شوند زیرا هزینه تولید انرژی بالا بسیار بیشتر از آن است که انتظار می‌رود. علاوه بر این، ممکن است فضای کافی برای نصب پانل خورشیدی بزرگ در محل شما وجود نداشته باشد.
کاربردهای مناسب پانل‌های خورشیدی کم‌هزینه شامل شارژ باتری‌ها در کاروان‌ها و وسایل تفریحی یا قایق‌ها در حالت ثابت است، با این شرط که در حالت حرکت از داینامو شارژ کننده تنبلی وجود داشته باشد.

Statement: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.