Loading...
مشاوره، طراحی، ساخت و نظارت اتاق تمیز و نوسازی و بازسازی، نگهداری و تعمیرات، بهینه سازی کارخانجات (دارویی، ملزومات دارویی، تجهیزات پزشکی، آرایشی و بهداشتی، ضدعفونی کننده ها، شوینده ها، مواد غذایی و صنعتی)

بررسی و نحوه عملکرد سیستم های فتوولتاییک

بررسی و نحوه عملکرد سیستم های فتوولتاییک

سیستم فتوولتاییک

کلمهﻯ "فتوولتائیک" از دو قسمت "فتو" به معنی نور و "ولتائیک" به معنی ولتاژ تشکیل شده است. 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 فتوولتائیک گویند. سیستم‌های فتوولتائیک یکی از پر مصرف‌ترین کاربرد انرژی‌های نو می‌باشند و تاکنون سیستم‌های گوناگونی با ظرفیت‌های مختلف (۵/٠ 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. عاملي كه در اين فرآيند بكار مي‌رود سلول خورشيدي ناميده مي‌شود. حدود 35 سال پيش براي اولين بار و به عنوان مولد الكتريكي در سفينه‌هاي فضائي از اين سلول‌ها استفاده گرديد و مدتي است كه بهره‌گيري از آنها در زمين نيز تداول شده است. سلول‌هاي خورشيدي قادرند انرژي خورشيدي را بازدهي معادل 5 تا 20 درصد مستقيماً به الكتريسته تبديل كنندبا استفاده از انرژي خورشيد و سلول‌هاي خورشيدي و با ايجاد اختلاف پتانسيل فشار الكتريكي در نيمه‌ هادي كه بطور مناسب ساخته شده‌اند الكتريسته توليد مي‌شود. امروزه مؤثرترين و ارزان ترين سلول هاي خورشيدي از ماده‌اي به نام سيليسيم ساخته می شوند. ماسه يكي از منابع مهم سيليسيم بوده كه پس از پالايش آن كريستالهاي سيليسيم بدست مي‌آيد و پس از بريده شدن بصورت صفحه آماده مي‌شود. بنابراین از نظر تأمین ماده اولیه این سلولها هیچگونه کمبودی در ایران وجود ندارد.

 

نحوهﻱ عملکرد یک سلول فتوولتائیک

سيسليسيم يك نيمه هادي است كه به طور خالص از نظر هدايت الكتريكي هادي ضعيفي است. ولي اگر در موقع پالايش به آن فسفر اضافه شود بار منفي (الكترون) پيدا كرده و در صورتيكه بور اضافه شود بار مثبت (حفره) پيدا مي‌كند. نوع اول را سيليسيم «نوع N » و نوع دوم را سيليسيم «نوع P » مي‌نامند مي‌دانيم كه سيليسيم داراي 4 الكترون در مدار خارجي خود مي‌باشد. هنگامي كه تعدادي اتم فسفر به داخل كريستال سيليسيم وارد شود با توجه به اينكه فسفر داراي 5 الكترون در مدار خارجي خود دارد، 4 الكترون مدار خارجي فسفر با 4 الكترون مدار خارجي سيليسيم يك مدار بوجود آورده و به اين ترتيب يك الكترون به صورت آزاد باقي مانده يعني سيليسيم با بار منفي باردار شده و نيمه‌هادي نوع N بوجود مي‌آيد. از طرفي اگر بجاي فسفر از اتم بور كه سه الكترون در مدار خارجي دارد استفاده شود حفره‌هائي كه مثل الكترون قابليت حركت دارند ايجاد شده و سيليسيم بطور مثبت باردار مي‌شود يعني نيمه‌هادي نوع P بوجود مي‌آيد.حال اگر يك فوتون (ذره‌اي از نور) به اتصال P-N برخورد كند، الكترون از اتم سيليسيم جدا كرده و در نتيجه حفره بوجود آورد. حفره‌هاي مزبور تحت تأثير ميدان موجود به سمت ناحيه P و الكترون به سوي ناحيه N حركت كرده و اين دو حركت مخالف با بارهاي مختلف، يك جريان الكتريكي بوجود مي‌آورند. با اتصال كنتاكت هایي به رويه‌هاي قطعات نيمه هادي، مداري تشكيل مي‌شود كه اجازه برگشت الكترون‌ها را به اتصال نوع ‌ P از ميان يك بار خارجي مي‌دهد.

 

 عملکرد یک سلول فتوولتائیک

ماژول وآرایه ی فتوولتائیک

از کنار هم قرار گرفتن چند سلول، ماژول فتوولتائیک تشکیل می شود. ماژول ها برای تامین برق در ولتاژی معین (مانند سیستم های ۱۲ ولت رایج) طراحی می شوند. تعدادی از ماژول ها می توانند به یکدیگر متصل شده و تشکیل یک آرایه دهند. به طور کلی مساحت آرایه ها با میزان ولتاژ تولیدی نسبت مستقیم دارد. ماژول ها و آرایه های فتوولتائیک جریان مستقیم (dc) تولید می کنند. با سری و موازی کردن آنها می توان به ولتاژ و جریان مورد نیاز دست یافت.

ماژول و آرایه یک سیستم فتوولتائیک

نظرات