سیستمهای فتوولتاییک
به پدیدهای که در اثر تابش نور بدون استفاه از مکانیزمهای محرک، الکتریسیته تولید کند پدیده فتوولتائیک و به هر سیستمی که از این پدیدهها استفاده کند سیستم فتوولتائیک گویند. سیستمهای فتوولتائیک یکی از پر مصرفترین کاربرد انرژیهای نو میباشند و تاکنون سیستمهای گوناگونی با ظرفیتهای مختلف (۵/۰ وات تا چند مگاوات) در سراسر جهان نصب و راه اندازی شدهاست و با توجه به قابلیت اطمینان و عملکرد این سیستمها هر روزه بر تعداد متقاضیان آنها افزوده میشود. از سری و موازی کردن سلولهای آفتابی میتوان به جریان و ولتاژ قابل قبولی دست یافت. در نتیجه به یک مجموعه از سلولهای سری و موازی شده پنل (Panel) فتوولتائیک میگویند. امروزه اینگونه سلولها عموماً از ماده سیلیسیم تهیه میشود و سیلیسیم مورد نیاز از شن و ماسه تهیه میشود که در مناطق کویری کشور، به فراوانی یافت میگردد. بنابراین از نظر تأمین ماده اولیه این سلولها هیچگونه کمبودی در ایران وجود ندارد. سیستمهای فتوولتائیک را میتوان بطور کلی به دو بخش اصلی تقسیم نمود که بطور خلاصه به توضیح آنها میپردازیم.
چراغ راهنمایی خورشیدی LED
۱ – پنلهای خورشیدی:
این بخش در واقع مبدل انرژی تابشی خورشید به انرژی الکتریکی بدون واسطه مکانیکی میباشد. لازم به این بخش در واقع کلیه مشخصات سیستم را کنترل کرده وتوان ورودی پنلها را طبق طراحی انجام شده و نیاز مصرف کننده به بار یا باتری تزریق و کنترل میکند لازم به ذکر است که در این بخش مشخصات و عناصر تشکیل دهنده با توجه به نیازهای بار الکتریکی و مصرف کننده و نیز شرایط آب و هوایی محلی تغییر میکند.
۲ – مصرف کننده یا بار الکتریکی:
با توجه به خروجی DC پنلهای فتوولتائیک، مصرف کننده میتواند دو نوع DC یا AC باشد، همچنین با آرایشهای مختلف پنلهای فتوولتائیک میتوان نیاز مصرف کنندگان مختلف را با توانهای متفاوت تأمین نمود. با توجه به کاهش روز افزون ذخائر سوخت فسیلی و خطرات ناشی از بکارگیری نیروگاههای اتمی، گمان قوی وجود دارد که در آیندهای نه چندان دور سلولهای خورشیدی به انرژی برق بهعنوان جایگزین مناسب و بی خطر برای سوختهای فسیلی و نیروگاههای اتمی توسط بشر بکار گرفته شود.
مصارف و کاربردهای فتوولتائیک
• مصارف فضانوردی و تأمین انرژی مورد نیاز ماهوارهها جهت ارسال پیام
چراغ روشنایی خورشیدی LED
•روشنایی خورشیدی:
در حال حاضر روشنایی خورشیدی بالاترین میزان کاربرد سیستمهای فتوولتائیک را در سراسر جهان دارد و سالانه دهها هزار نمونه از این سیستم در سراسر جهان نصب و راه اندازی میگردد، مانند برق جادهها و تونلها بخصوص در مناطقی که به شبکه برق دسترسی ندارند، تأمین برق پاسگاههای مرزی که دور از شبکه برق هستند، تأمین برق مناطقی شکاربانی و مناطق حفاظت شده نظیر جزیرههای دور افتاده که جنبه نظامی دارند.
• سیستم تغذیه کننده یک واحد مسکونی:
انرژی مورد نیاز کلیه لوازم برقی منازل (شهری و روستایی) و مراکز تجاری را میتوان با استفاده از پنلهای فتوولتائیک و سیستمهای ذخیره کننده و کنترل نسبتاً ساده، تأمین نمود.
• سیستم پمپاژ خورشیدی:
سیستم پمپهای فتوولتائیک قابلیت استحصال آب از چاهها، قنوات، چشمهها، رودخانهها و ….. را جهت مصارف متنوعی دارا میباشد.
• سیستم تغذیه کننده ایستگاههای مخابراتی و زلزله نگاری:
اغلب ایستگاههای مخابراتی و یا زلزله نگاری در مکانهای فاقد شبکه سراسری و صعب العبور و یا در محلی که احداث پست فشار قوی به فشار ضعیف و تأمین توان الکتریکی ایستگاه مذکور صرفه اقتصادی و حفاظت الکتریکی ندارد نصب شدهاند.
• ماشین حساب، ساعت، رادیو، ضبط صوت و وسایل بازی کودکانه یا هر نوع وسیلهای که تاکنون با باطری خشک کار میکردهاست یکی دیگر از کاربردهای این سیستم میباشد.
مثلاً ژاپن در سال ۱۹۸۳ حدود ۳۰ میلیون ماشین حساب خورشیدی تولید کردهاست که سلولهای خورشیدی بکار گرفته در آنها مساحتی حدود ۰۰۰/۲۰ متر مربع و توان الکتریکی معادل ۵۰۰ کیلووات داشتهاند.
• نیروگاههای فتوولتائیک:
همزمان با استفاده از سیستمهای فتوولتائیک در بخش انرژی الکتریکی مورد نیاز ساختمانها اطلاعات و تجربیات کافی جهت احداث واحدهای بزرگتر حاصل گردید و همه اکنون در بسیاری از کشورهای جهان نیروگاه فتوولتائیک در واحدهای کوچک و بزرگ و به صورت اتصال به شبکه و یا مستقل از شبکه نصب و راه اندازی شدهاست ولی این تأسیسات دارای هزینه ساخت، راه اندازی و نگهداری بالایی میباشند که فعلاً مقرون به صرفه و اقتصادی نیست.
• یخچالهای خورشیدی:
از یخچالهای خورشیدی جهت سرویس دهی و ارائه خدمات بهداشتی و تغذیهای در مناطق دور افتاده و صعب العبور استفاده میگردد. عملکرد مناسب یخچالهای خورشیدی تا حدی بودهاست که در طی ۵ سال گذشته بیش از ۱۰۰۰۰ یخچال خورشیدی برای کاربردهای بهداشتی و درمانی در سراسر آفریقا راه اندازی شدهاست.
• سیستم تغذیه کننده پرتابل یا قابل حمل:
قابلیت حمل و نقل و سهولت در نصب و راه اندازی از جمله مزایای این سیستمها میباشد بازده توان این سیستمها از ۱۰۰ وات الی یک کیلو وات تعریف شدهاست. از جمله کاربردهای آن میتوان به تأمین برق اضطراری در مواقع بروز حوادث غیر مترقبه، سیستم تغذیه کننده یک چادر عشایری و کمپهای جنگلی اشاره نمود.
