برسی پنل خورشیدی مونوکریستال و پلی کریستال در شرایط مختلف آب و هوایی

انرژی موجود در نور خورشید توسط سلول خورشیدی دریافت و به انرژی الکتریکی تبدیل می شود. فرایند تبدیل اشعه خورشیدی به الکتریسیته به اثر فتوولتاییک معروف است که در آن خورشید یک منبع پایدار انرژی است و این فرایند می تواند جلوی تولید کربن و همچنین تغییرات آب و هوایی را بگیرد.

یکی از نگرانی ها و سوالات کاربران قبل از تهیه پنل خورشیدی و برق خورشیدی، تاثیر وضعیت آب و هوا در تولید انرژی الکتریکی توسط پنل خورشیدی است. قبل از برسی تاثیرات آب و هوا در عملکرد پنل خورشیدی لازم است تا شما را با دو نوع مهم پنل خورشیدی یعنی پلی کریستال و مونوکریستال آشنا نماییم. لطفا در ادامه با مجله خبری و آموزشی سولارنیرو همراه باشید.

پنل خورشیدی مونوکریستال و پلی کریستال

صنعت برق خورشیدی در حال حاضر از دو نوع سلول خورشیدی برای ساخت پنل خورشیدی استفاده می کند که به پلی کریستال و مونوکریستال معروف است. در این نوشته قصد داریم به صورت خلاصه به تفاوت عملکرد پنل خورشیدی پلی کریستال و مونوکریستال در شرایط آب و هوایی متفاوت بپردازیم اما قبل از آن لازم است به تفاوت این دو پنل خورشیدی و سلول خورشیدی آن بپردازیم.

هر دو پنل خورشیدی مونوکریستال و پلی کریستال صورت ذاتی یک عملکرد مشخص دارند و آن هم تبدیل انرژی موجود در نور خورشید به انرژی الکتریکی است. تفاوت کلیدی بین این دو پنل خورشیدی، نوع ساختار سیلیکونی سلول خورشیدی داخل آن است. شکل یک بیانگر تفاوت ساختاری بین سیلیکون سلول مونوکریستال و پلی کریستال است.

سلول خورشیدی مونوکریستال همانند شکل زیر از یک کریستال سیلیکونی یکپارچه ساخته شده است که الکترون های داخل سلول به دلیل این یکپارچگی به راحتی حرکت می کنند و در نتیجه جریان الکتریکی بیشتری تولید می شود که به سبب آن راندمان پنل خورشیدی به طرز چشمگیری افزایش می یابد.

اما در سلول خورشیدی پلی کریستال، به دلیل عدم استفاده از کریستال سیلیکونی یکپارچه و استفاده از کریستال های متفاوت، الکترون ها به راحتی حرکت نمی کنند و در نتیجه توان الکتریکی کاهش و راندمان پنل خورشیدی کم می شود. به همین دلیل توان خروجی در سلول مونوکریستال بیشتر از پلی کریستال است و همین امر منجر به کاهش ابعاد پنل در توان های بالا است.

بهترین روش تشخیص نوع سلول خورشیدی، تشخیص رنگ آن است. سلول پلی کریستال مطابق تصاویر زیر به رنگ آبی و یا سرمه ای و سلول مونوکریستال به رنگ مشکی با گوشه های بریده است. همچنین سلول های مونوکریستال به دلیل یکپارچکی کریستال سیلیکون و همچنین شرایط دشوار تر ساخت دارای قیمت نسبتا بالاتری نسبت به سلول های پلی کریستال هستند.

عملکرد پنل خورشیدی در آب و هوای گرم و سرد

یک برداشت غلط در بین مردم وجود دارد که پنل خورشیدی در دمای بالا، بهتر کار می کند. اما در واقعیت افزایش دما منجر به کاهش راندمان خروجی پنل خورشیدی می شود. به طور معمول بازه دمای ایده آل پنل خورشیدی بین 15 تا 35 درجه سانتی گراد است. اگر به کاتالوگ یک پنل خورشیدی توجه کنید، متوجه پارامتری به نام ضریب حرارتی پنل خورشیدی می شود که آهنگ تغییرات توان خروجی نسبت به تغییرات دمای محیط را نشان می دهد.

به طور مثال اگر ضریب حرارتی یک پنل خورشیدی برابر با منفی 0.5% باشد، و دمای سلول خورشیدی بیشتر از 25 درجه سانتی گراد شود، به ازای هر درجه سانتی گراد افزایش دما از 25 درجه مرجع، توان خروجی 0.5 درصد کاهش پیدا می کند.

در شرایط آب و هوای آفتابی، پنل خورشیدی مونوکریستال می تواند بهتر از پلی کریستال ها عمل کند زیرا ضریب حرارتی آن کمتر است. آب و هوای سرد نیز تاثیر چندانی بر روی عملکرد پنل خورشیدی نداشته مگر سطح پنل خورشیدی با برق پوشیده شود.

عملکرد پنل خورشیدی در آب و هوای ابری و مه

برخلاف تصور غلط حاکم بر بازار عملکرد هر دو پنل خورشیدی مونوکریستال و پلی کریستال در آب و هوای ابری و مه با اختلال روبه روی می شود.

شرایط طوفان گرد و غبار

در نقاطی از جهان مانند خاورمیانه که طوفان های گرد و غبار وجود دارد، شیشه پنل خورشیدی سرتاسر توسط گرد و غبار و خاک پوشیده می شود و در نتیجه نور کمتری از شیشه عبور می کند و توان تولیدی کاهش می یابد. در این شرایط باید از آب برای شستشوی شیشه پنل خورشیدی استفاده نمود. در این حالت نیز تفاوتی بین پنل خورشیدی مونوکریستال و پلی کریستال وجود ندارد.

هوای بارانی و بارش تگرگ

در برخی نقاط جهان مانند آمریکای شمالی قسمت های مرکزی و جنوب اروپا، شدت بارندگی زیاد بوده و در برخی موارد شاهد تگرگ با شدت زیاد هستیم. مهم ترین چالش پیش رو عدم آسیب پذیری شیشه پنل خورشیدی در مقابل برخورد دانه های تگرگ است. خوشبختانه بسیاری از شرکت های تولید کننده مانند AE SOLAR قبل عرضه پنل خورشیدی به بازار آن را زیر تست قرار می دهند که شرایط تست شامل تگرگ به قطر 1 اینچ با سرعت 50 مایل در ساعت است.

به طور معمول و بر اساس میانگین، دانه های تگرگ دارای حداکثر قطر نیم اینچ و سرعتی معادل 20 مایل در ساعت هستند. بنابر این بر اساس تست های انجام شده، پنل خورشیدی با کیفیت به راحتی در مقابل باران و تگرگ مقاوم است.

آب و هوای طوفانی و رعد و برق

به دلیل اینکه در برخی نقاط به صورت فصلی در هر سال طوفان های شدیدی اتفاق می افتد، پنل خورشیدی تا سرعت باد 170 مایل در ساعت ( 270 کیلومتر در ساعت ) مقاوم می شود. در این مواقع به طور معمول ضایعات و زباله های فلزی تحت تاثیر طوفان، به سطح پنل برخورد می کند که در این شرایط ممکن است شیشه پنل شکسته شود.

در رعد و برق که 32 درصد از آسیب های پنل خورشیدی مربوط به آن است، از قطعاتی چون راد ها و ارستر های فوتوولتاییک استفاده می شود تا انرژی الکتریکی ناشی از تخلیه رعد و برق را به زمین منتقل نماید.

تغییر فصل ها

به طور معمول و در بیشتر نقاط کره زمین، تغییر فصل موجب تغییر آب و هوا می شود که این تغییرات موجب تغییر کارایی پنل خورشیدی می شود. با استفاده از نرم افزار های مرتبط همانند تصویر زیر می توان تاثیرات تغییر فصل را در خروجی سیستم برق خورشیدی مشاهده نمود.

بدون شک پنل خورشیدی که در جهت مناسب نصب و از سازه خورشیدی متحرک استفاده کند می تواند در بیشتر زمان ها خروجی مفیدی بدهد اما از تاثیرات فصل نیز نمی توان چشم پوشی نمود.

جمع بندی

به صورت کلی در دیتاشیت هر پنل خورشیدی پارامتر هایی وجود دارد که بیانگر وضعیت عملکرد پنل خورشیدی در شرایط آب و هوایی مختلف است. به طور مثال ضرایب و جداول عملکرد نشان دهنده عملکرد پنل خورشیدی در دما های متفاوت و شرایط تابشی است و پارامتر های فیزیکی بیانگر عملکرد پنل در طوفان، تگرگ و بارندگی است.

لینک مرجع نوشته: پنل خورشیدی در شرایط آب و هوایی مختلف

در این نوشته سعی شد تا شما را با عملکرد پنل خورشیدی در شرایط آب و هوایی مختلف آشنا کنیم. در صورتی که این نوشته براتون کاربردی بوده می تونید مطالب مفید تری در مجله خبری و آموزشی سولارنیرو مطالعه نمایید.