آشنایی با تکنولوژی پرک و هف سل در پنل خورشیدی

راندمان یا بازده پنل خورشیدی یکی از مهم ترین پارامترهای مدنظر تولید کنندگان پنل خورشیدی در سراسر جهان است. با افزایش راندمان پنل خورشیدی، ابعاد پنل نیز کوچکتر و در نتیجه حجم نیروگاه خورشیدی نیز کمتر می شود. امروزه راندمان پنل خورشیدی موجود در بازار در حدود 15 تا 25 درصد است که تولیدکنندگان تلاش می کنند تا روز به روز این مقدار را افزایش دهند. ایده آل ترین عدد برای راندمان پنل خورشیدی 100 درصد است که در این صورت یک پنل 1000 وات دارای مساحت یک متر مربع است و به نظر نمی رسد در چند سال آینده چنین تکنولوژی در دسترس قرار بگیرد. جهت آشنایی بیشتر با بازده پنل خورشیدی می توانید به نوشته راندمان یا بازده پنل خورشیدی مراجعه نمایید.

افزایش بازده یا راندمان پنل خورشیدی

راهکارهای بسیاری جهت افزایش راندمان پنل خورشیدی توسط تولید کنندگان مورد استفاده قرار می گیرد که مهم ترین این راهکارها در زمینه کاهش تلفات توان در هر سلول و یک صفحه خورشیدی است. هر چه تلفات توان در یک سلول یا پنل خورشیدی کاهش یابد، تولید افزایش می یابد و در نتیجه یک سلول یا پنل خورشیدی با ابعاد ثابت، خروجی با توان بالاتری ارائه می کند. بخشی از تلفات در سلول و بخشی دیگر در مسیر انتقال انرژی از سلول به خروجی پنل خورشیدی اتفاق می افتد که در چند سال گذشته از دو تکنولوژی معروف به نام های Perc و Half Cell که اولی تلفات را در سلول و دومی تلفات را در مسیر انتقال انرژی کاهش می دهد. در این نوشته قصد داریم به زبان ساده به معرفی این دو تکنولوژی معروف بپردازیم.

گفتنی است این دو تکنولوژی در سال های گذشته امکان تولید پنل خورشیدی در توان های 380 تا 680 وات را در ابعاد حدود 2 تا 2.5 متر مربع فراهم نموده اند که راندمان در این حالت در حدود 19 تا 22 درصد محاسبه می شود.

تکنولوژی پرک PERC در پنل خورشیدی

یکی از معروف ترین تکنولوژی های تولید سلول خورشیدی و در نتیجه پنل خورشیدی در سال های اخیر، تکنولوژی پرک است که این نام مخفف واژه Passivated Emitter and Rear Contact بوده و این تکنولوژی در سال 1989 اختراع شده است. در سلول خورشیدی قدیمی، نور خورشید پس از برخورد به سلول خورشیدی، باعث آزاد شدن یک الکترون و در نتیجه تبدیل انرژی می شد. اما درصدی از فوتون های برخورد کننده با سلول خورشیدی توانایی آزاد کردن الکترون را نداشته و پس از عبور از کنار الکترون با لایه پشتی سلول برخورد و باعث ایجاد حرارت در سلول خورشیدی می شد.

در تکنولوژی پرک، از یک لایه رفلکتور در قسمت پشت سلول استفاده می شود که در صورتی که فوتون های موجود در نور خورشید، در تلاش اول نتوانستند الکترون را آزاد نمایند، پس از برخورد با لایه انتهایی، منعکس شوند و در نتیجه در برگشت احتمال آزاد شدن الکترون افزایش یابد که در این صورت تلفات سلول خورشیدی به طرز چشمگیری افزایش و در نتیجه باعث افزایش راندمان سلول می شود.

امروزه بیشتر پنل های خورشیدی تولید شده به خصوص از نوع مونوکریستال همگی از نوع پرک هستند. تکنولوژی پرک صرفا تلفات را در محدوده سلول خورشیدی کاهش می دهد اما همچنان بخشی از انرژی در مسیر انتقال انرژی الکتریکی از سلول به به خروجی پنل خورشیدی تلف می شود که در اینجا از تکنولوژی Halfcell استفاده می شود و در ادامه این نوشته به آن پرداخته خواهد شد.

تکنولوژی سلول نیمه یا هف سل Halfcell

یکی از جدیدترین تکنولوژی های اضافه شدن به صنعت تولید پنل خورشیدی، تکنولوژی سلول نیمه یا همان هف سل Halfcell است. برای فهم دقیق تر این تکنولوژی لازم است ابتدا با ساختار سلول ها در یک پنل خورشیدی آشنا شوید. هر پنل خورشیدی مشابه شکل زیر از تعدادی سلول خورشیدی تشکیل شده است که این سلول ها به منظور افزایش توان همگی با یکدیگر سری شده اند. برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد نحوه اتصال سلول ها به یکدیگر و حفاظت از آن می توانید به نوشته آشنایی با دیود بای پس در پنل خورشیدی مراجعه نمایید.

همانطور که در شکل مشخص است، جریان الکتریکی برای خروج از پنل خورشیدی باید از تمام این مسیر گذر کند و در نتیجه به دلیل وجود مقاومت الکتریکی اندک در مسیر عبور جریان که شامل خطوط باس بار در پنل خورشیدی می شود، موجب به وجود آمدن تلفات توان می شود. بنابر این در سلول های قدیمی بخشی از توان در مسیر انتقال جریان از سلول به خروجی پنل تلف می شود.

به منظور کاهش طول مسیر انتقال از پایین پنل خورشیدی تا بالاترین نقطه که در ان قسمت اتصال خروجی قرار گرفته است، از تکنولوژی سلول نیمه یا Halfcell استفاده می شود. در این تکنولوژی سلول ها از وسط نصف شده و پنل خورشیدی به دو بخش بالایی و پایینی تقسیم می شود. در هر قسمت سلول ها دارای سیم کشی مجزا هستند و اتصال خروجی پنل خورشیدی در وسط صفحه قرار گرفته است. به همین دلیل مسیر عبور جریان برای سلول های هر بخش نصف شده و بخش قابل توجهی از تلفات سلول کاهش پیدا می کند. در تصویر زیر می توانید تفاوت سلول قدیمی و سلول های هف سل را مشاهده نمایید.

علاوه بر کاهش تلفات و همچنین دمای پنل خورشیدی در ساعات آفتابی، تکنولوژی Halfcell ویژگی مهم دیگری را به پنل خورشیدی اضافه کرده و آن هم کاهش تلفات سلول خورشیدی در سایه است. در سلول خورشیدی قدیمی، در صورتی که بر روی تمامی ردیف سلول ها، سایه قرار بگیرد، توان خروجی پنل صفر می شود اما در تکنولوژی سلول نیمه یا همان هف سل، توان خروجی نصف می شود. برای فهم بهتر می توانید تصویر زیر را مشاهده نمایید.

در این نوشته تلاش کردیم تا به زبان ساده و غیر تخصصی شما عزیزان را با تکنولوژی های پرک و هاف سل آشنا کنیم زیرا پنل های خورشیدی جدید همگی با این دو تکنولوژی تولید می شوند و داشتن دانش و آگاهی بیشنر می تواند باعث خرید بهتر برای شما شود. در صورتی که به موضوعات مشابه در این زمینه علاقه دارید می توانید به مجله خبری و آموزشی برق خورشیدی سولارنیرو مراجعه نمایید.