اثر عوامل طبیعی بر راندمان پنل های خورشیدی

اثر عوامل طبیعی بر راندمان پنل های خورشیدی

قبل از بررسی اثر عوامل طبیعی بر پنل های خورشیدی باید بدانید که خورشید یک راکتور هسته ای بسیار بزرگ است که در درون آن مواد بر اثر هم جوشی هسته ای به انرژی هسته ای تبدیل می شوند. در هر ثانیه 4/7 میلیون تن از جرم خورشید به انرژی تبدیل می شود. خورشید یک منبع عظیم انرژی است که تا 5 میلیارد سال آینده می تواند قابل استفاده باشد. تقریبا 6000 میلیون سال از متولد شدن این گوی آتشین بزرگ می گذرد و سوخت های فسیلی ذخیره شده در اعماق زمین، انرژی های باد و آب های جاری و سایر انرژی ها از جمله نتیجه های همین مقدار انرژی دریافتی از خورشید است.

از جمله مهم ترین کاربردهای این انرژی تجدیدپذیر تولید نیروی برق است که این عمل با استفاده از سیستم های خورشیدی انجام می شود.

راندمان سلول های خورشیدی عبارتست از نسبتی از نور خورشید که به پنل برخورد کرده و به برق تبدیل میشود. کارایی یک پنل خورشیدی به اندازه ی ضعیف ترین حلقه ی آن یعنی سلول هایش است. این سلول ها از سیلیکون ساخته شده اند، فوتون ها را جذب می کنند و در نتیجه انرژی تولید می کنند.

متداول ترین فناوری های خورشیدی برای خانه ها و شرکت ها، فناوری آب گرم خورشیدی، طراحی خورشیدی passive برای سرمایش و گرمایش محیط و فناوری فتوولتائیک خورشیدی برای برق هستند.

رایج ترین نوع انرژی خورشیدی، انرژی فتوولتائیک است . سیستم فتوولتائیک خورشیدی یک سیستم الکتریکی است که از پنل های خورشیدی معکوس کننده و چند مولفه ی دیگر تشکیل شده است.

1- تاثیر شدت تابش نورخورشید بر عملکرد پنل های خورشیدی

جریان الکتریسیته ی تولید شده توسط پنل های خورشیدی فتوولتائیک در حد زیادی وابسته به فوتون های دریافتی از خورشید توسط مواد نیمه رسانا می باشد. از آنجایی که این فوتون ها به شدت نورخورشید وابسته هستند، افزایش شدت تابش خورشید، انرژی تولید شده توسط پنل های خورشیدی نیز افزایش می یابد. همچنین این افزایش بازدهی تا زمانی ادامه پیدا می کند که با بالا رفتن دمای سطح پنل های خورشیدی باعث کاهش راندمان تولید برق پنل ها نشود.

2- اثر دمای محیطی بر عملکرد پنل های خورشیدی

پنل های خورشیدی از طریق پدیده ای به نام اثر فتوولتائیک (PV) نور خورشید را به الکتریسیته تبدیل می کنند. هرچه نور خورشید بیشتری دریافت کنند، انرژی بیشتری می توانند تولید کنند. در مقابل، اگر پانل ها بیش از حد داغ شوند، در واقع برق کمتری تولید می کنند.

گرمای بیش از حد راندمان پنل خورشیدی را کاهش می دهد و بر درصد نور خورشید که پانل می تواند به انرژی تبدیل شود، تأثیر می گذارد.

بنابراین هر چه دمای محیط سلول ها بیشتر باشد، در نتیجه میزان رسانایی کریستال های آن کم شده و از راندمان آن تا حدود 25درصد کم می شود.

از جمله روش هایی که میتوان با استفاده از آن از کاهش راندمان پنل های خورشیدی در اثر گرما جلوگیری کرد می توان به جریان هوای طبیعی، جریان هوای اجباری، پاشش آب بر روی سطح پنل های خورشیدی و روش نوین و کارآمد استفاده از مواد تغییر فاز اشاره کرد.

3- تاثیر گرد و غبار بر عملکرد پنل های خورشیدی

تجمع گرد و خاک، ریز گردها و آلودگی ها بر روی پنل های خورشیدی، منجر به کاهش بازدهی نیروگاه های خورشیدی می شود و بر عملکرد سیستم خورشیدی بصورت مستقیم اثر خواهد گذاشت. تاثیر تلفات ناشی از آلودگی هایی نظیر گرد و خاک به شدت به محیط سیستم و شرایط بارندگی وابسته می باشد، برای مثال در آب و هوای بارانی مثل مناطق شمالی و در مناطق مسکونی، تلفات ناشی از آلودگی کمتر از 1 درصد در نظر گرفته می شود، این بدان معناست که از مقدار انرژی که توسط نور خورشید به سطح پنل ها می رسد، 1 درصد آن توسط آلودگی های روی سطح جذب و طبیعتا تلف می شود.

همچنین در مناطقی که سیستم های خورشیدی در نزدیکی درختان نصب شده است، بعلت فضله های پرندگان باعث تلف شدن انرژی رسیده به روی سطح پنل های خورشیدی می شود و همچنین در مناطق بیابانی به علت گرد و غبار و طوفان انرژی تلف می شود،  لذا باید طبق برنامه ریزی معینی، پنل های خورشیدی تمیز شوند، در غیر اینصورت پنل های خورشیدی دچار آسیب می شوند و عملکرد سیستم خورشیدی بشدت افت می کند.

در محیط هایی مانند نزدیکی مناطق صنعتی، کارخانه ها، اتوبان ها و مسیرهای پر تردد، تلفات ناشی از آلودگی وجود داشته و این باعث کاهش راندمان سیستم های خورشیدی می شود .

4- اثر رطوبت بر عملکرد پنل خورشیدی

رطوبت به‌عنوان میزان آب موجود در هوا تعریف می‌شود. براساس نتایج چندین پژوهشگر، دو سناریو برای ارزیابی اثر رطوبت بر عملکرد پنل خورشیدی باید تعریف می شود. اول، اثر ذرات بخار آب روی اشعه خورشید و دیگری اثر رطوبت در صورت نفوذ به داخل پنل خورشیدی. با تغییر دما در طی روز، رطوبت نسبی نیز متناسب با آن تغییر می‌کند. بدین معنی که با افزایش دما، رطوبت نسبی هوا افزایش و با کاهش دما، میزان آن نیز کم می‌شود.

زمانی‌که نور خورشید به قطرات بخار در هوا برخورد می‌کند، می‌تواند دچار شکست، انعکاس و یا پراش (تفرق) شود. این رخدادها باعث کاهش برخورد تابش مستقیم به سطح پنل خورشیده شده و در نتیجه جریان اتصال کوتاه آن به‌طور چشمگیری کاهش می‌یابد. بااین‌حال، رطوبت اثر چندانی بر ولتاژ مدار باز پنل خورشیدی نخواهد داشت.

5- اثر باد بر عملکرد پنل های خورشیدی

در مورد تاثیر باد هم می توان گفت، برای اجتناب از اثر سایه روی کارایی و عمر پنل‌ها سعی بر این است که مکان نصب پنل‌ها در فضا‌های باز بدون سایه انتخاب شود از طرفی نصب پنل در کنار توربین‌های بادی جهت افزایش کارایی و استفاده از انرژی پاک در محیط‌های باد خیز باعث می‌شود که تاثیر باد برروی پنل‌ها زیاد باشد و اهمیت پرداختن به آنرا بیشتر می‌کند.

یکی از را‌هایی که برای حل این دو مساله کارایی نسبتا خوبی دارد ایجاد فضا‌های خالی بین پنل‌ها است که باعث کاهش اثر باد و کمک در خنک شدن سطح پنل می‌کند. از جمله کار‌های دیگر می‌توان به دقت در انتخاب پنل و استراکچر اشاره کرد.

6- اثر سایه اجسام محیطی بر عملکرد پنل های خورشیدی

در شرایط عادی هر سلول متناسب با نور و دمای محیط جریان تولید و به شاخه اصلی تزریق می کند. جریان کل ماژول از مجموع جریان های شاخه ها تشکیل شده است. از آنجایی که سلول ها با یکدیگر سری هستند، جریان در هر شاخه برابر با جریان هر سلول است. اگر به دلیل تغییر در تابش سطح سلول ها، جریان های تولیدی سلول ها متفاوت باشد، جریان پایین ترین سلول، جریان این شاخه در نظر گرفته می شود. در نتیجه، اگر تابش خورشید بر روی یک سلول با اثرات سایه افتادن کاهش یابد، جریان از آن سلول و در نهایت جریان از شاخه ای که سلول در آن قرار دارد به شدت کاهش می یابد. بنابراین، هنگامی که تنها یک سلول تحت تأثیر سایه قرار می گیرد، در عمل، بخش قابل توجهی از ظرفیت پنل کاهش می یابد.

اما مشکل دیگری که در سایه ایجاد می شود، ایجاد نقاط داغ روی پنل فتوولتائیک است. در اوقات سایه افتادن، سلول به جای تولید جریان تبدیل به یک مقاومت مصرف کننده توان می گردد.

هنگامی که می خواهید موقعیت صفحه خورشیدی را انتخاب کنید همچنین باید به خاطر داشته باشید که ساعات اوج نور خورشید (معمولا بین ساعت 9:00 تا 16:00) نباید بر روی پنل ها سایه بیاندازد. زیرا می تواند کارایی پنل را کاهش دهد و یا حتی به پنل آسیب برساند.

شرکت آریا خورشید با بیش از ده سال سابقه در زمینه ی سیستم های امنیتی و برق خورشیدی آماده ارائه انواع پکیج خورشیدی با کیفیت بالا و قیمت مناسب به شما عزیزان می باشد.

شرکت بازرگانی آریاخورشید مرکز طراحی و اجرای انواع پکیج  های برق خورشیدی در تربت حیدریه

جهت استفاده از مشاوره رایگان در زمینه پکیج های خورشیدی توسط تیم تخصصی آریا خورشید به شماره های ذیل در واتساپ، تلگرام، روبیکا و … پیام ارسال نمائید، مشاوران ما در اسرع وقت پاسخگوی شما خواهند بود.

09151312500- 09158707500 -09377400157- 05152221335