پيام نفت -رسانه خبري تحليلي نفت، گاز و انرژي : خورشيد يك راكتور هسته اي طبيعي بسيار عظيم است/انرژي خورشيدي و عوامل مؤثر در راندمان سيستم خورشيدي
یکشنبه، 13 آذر 1401 - 17:36 کد خبر:50233
پيام نفت:
خورشيد يك راكتور هسته اي طبيعي بسيار عظيم است كه در آن مواد بر اثر هم جوشي هسته اي به انرژي هسته اي تبديل مي شوند و در هر ثانيه ۴/۲ ميليون تن از جرمش به انرژي تبديل مي شود. ميزان دما در مركز خورشيد حدود ۱۰ تا ۱۴ ميليون درجۀ سانتيگراد است و از سطح آن حرارتي نزديك به ۵۶۰۰ درجه به صورت امواج الكترومغناطيس در فضا منتشر مي شود، ميزان انرژي اي كه به اين ترتيب به شكل نور مرئي، فروسرخ و فرابنفش به ما مي رسد يك كيلو وات بر متر مربع است.

خورشيد به توپ بزرگي آتشيني شباهت دارد كه قطر و وزن آن حدود ۳۳۳ هزار برابر وزن زمين است. اين ستاره از گازهايي نظير هيدروژن (۸۶/۸ ٪)، هليوم (۳٪) و ۶۳ عنصر ديگر مثل اكسيژن، كربن، نئون و نيتروژن تشكيل شده است كه انفجارهاي بزرگي را به وجود مي آورند و پرتوهاي قوي گرما و نور را توليد مي كنند. ۱/۳ پرتوها در راه رسيدن به زمين در فضا پخش مي شوند و بقيه به زمين مي رسند. از آنجائي كه زمين در فاصلۀ ۱۵۰ ميليون كيلومتري خورشيد واقع است، ۸ دقيقه و ۱۸ ثانيه طول مي كشد تا نور خورشيد به زمين برسد.

پس خورشيد يك منبع عظيم انرژي است كه تا ۵ ميليارد سال آينده قابل استفاده است. حدود ۶۰۰۰ ميليون سال از تولد اين گوي آتشين مي گذرد و سوخت هاي فسيلي ذخيره شده در اعماق زمين، انرژي هاي باد و آب هاي جاري و امواج درياها و ساير انرژي ها از جمله نتايج همين مقدار انرژي دريافتي زمين از خورشيد است. پس مي توان اين انرژي تجديدپذير را به روش هاي مختلف به كار گرفت كه مهم ترين كاربرد آن توليد نيروي برق است. اين كار با استفاده از سيستم هاي خورشيدي انجام مي شود. 

در اين مقاله در راستاي بررسي عوامل مؤثر در راندمان سيستم خورشيدي ابتدا بررسي مي كنيم كه انرژي خورشيدي از كجا تامين مي شود، در كشور ما پتانسيل انرژي خورشيدي چقدر است و انرژي خورشيدي چطور در پنل هاي خورشيدي به نيروي برق تبديل مي شود. سپس عوامل مؤثر در اين زمينه را معرفي مي كنيم. 

انرژِي خورشيدي

انرژي خورشيدي يا Solar Energy چيست ؟ 

 انرژي خورشيدي يا Solar Energy ، تلفيقي از قدرت تابش خورشيد و تعداد ساعات قابل دريافت آن در محل موردنظر است. اندازۀ اين پارامتر متغير بوده و به موقعيت مكاني محل و زمان موردنظر (چه ماهي از سال) بستگي دارد. اين پارامتر مركب كه ساعت هاي تابش نور خورشيد و شدت آن را شامل مي شود، آفتاب گيري يا شدت تابش خورشيد ناميده شده و بر حسب وات بر متر مربع (W/m2) بيان مي شود. واحد معمول تر و عملي تري به صورت «كيلووات ساعت بر متر مربع در روز» (kWh/day/m2) نيز استفاده مي شود. 

خورشيد به عنوان منبع انرژي شناخته مي شود كه توان آن  ۱۰۲۰ * ۳٫۸ MW، شار انرژي خورشيدي برابر ۶۳  MW/m2 و آن چه زمين دريافت مي كند ۱۰۱۱ * ۱٫۷ MW است.

۸۴ دقيقه انرژي خورشيد كه به زمين مي تابد برابر كل مصرف زمين در يك سال است.

منبع عظيم انرژي خورشيدي از كجا تامين مي شود ؟

همان طور كه گفتيم در اعماق خورشيد و قسمت مركزي اين كره سوزان، واكنش هاي هسته اي عظيمي رخ مي دهند كه موجب انتشار تابش هاي شديدي از آن مي گردد. اين تابش ها به نوبۀ خود باعث ايجاد فوتون ها يعني حامل هاي انرژي نوري مي گردند. فوتون ها فاقد جرم فيزيكي بوده ولي مقادير قابل توجهي از انرژي را با خود حمل كرده و بالطبع ، از تكانه با اندازۀ حركت بالايي برخوردارند. فوتون هاي مختلف، حامل انرژي هاي نوري با طول موج هاي گوناگوني هستند. برخي از آنها حامل نور نامرئي (مادون قرمز و ماوراء بنفش) بوده و گروهي ديگر نورهاي مرئي (سفيد) را انتقال مي دهند.

فوتون ها به تدريج و از مركز خورشيد، راهي سطح خارجي آن مي شوند. گاهي اوقات اين نقل و انتقال و جابه جايي ممكن است چيزي در حدود يك ميليون سال به طول بيانجامد! ذرات ياد شده پس از رسيدن به سطح خارجي خورشيد با سرعتي در حدود يك ميليارد كيلومتر بر ساعت در فضا منتشر مي شوند. با همۀ اين ها، هر فوتوني كه از سطح خورشيد در فضا پراكنده مي شود، در حدود هشت دقيقه بعد به سطح سياره ما، يعني زمين مي رسد.

در اين مسير طولاني، يعني فاصلۀ خورشيد تا زمين، پاره اي از فوتون ها به ساير ذرات موجود، در فضا برخورد كرده و از مسير خود منحرف مي شوند و در تصادم با هر چيزي كه جاذب تابش هاي خورشيدي باشد، گرما توليد مي كنند. علت اين كه در يك روز آفتابي گرمتان مي شود اين است كه بدن شما فوتون هاي ساطع شده از خورشيد را جذب مي نمايد. اتمسفر يا جو زمين، بسياري از اين فوتون ها را قبل از رسيدن به سطح خود جذب مي نمايد.

اين، يكي از دو علتي است كه باعث مي شود در اواسط روز، خورشيد را گرم تر احساس كنيم. در اين ساعات، خورشيد تقريباً در بالاي سرمان واقع شده و فوتون ها براي رسيدن به سطح زمين، مسير كوتاه تر يا به عبارت ديگر، لايه نازك تر و دقيق تري از جو اطراف زمين را مي پيمايند، در حالي كه در حوالي غروب و ساعات پاياني روز، چون خورشيد در حال غروب كردن بوده و اشعۀ آن به صورت مايل به زمين مي تابد، فوتون ها مسير طولاني تر، غليظ تر و  متراكم تري را طي مي كنند.

تأثير زاويه خورشيد در ميزان گرمايش زمين

تأثير زاويه خورشيد در ميزان گرمايش زمين

برهان مزبور دربارۀ سرد بودن نسبي يك روز آفتابي زمستاني در قياس با يك روز آفتابي تابستاني نيز صادق است. در اين حالت و با توجه به آنكه در فصل زمستان، به خاطر انحراف محور گردش زمين از وضعيت عمودي، از خورشيد دور مي شود، فوتون ها ناچارند مسير طولاني تر و به تبع آن، غليظ تري را طي نمايند.

دليل ديگري كه در توجيه گرم تر بودن خورشيد در ساعات مياني روز نسبت به ساعات پاياني مي توان ارائه داد اين است كه شدت و ميزان تراكم فوتون ها در ميانۀ روز بسيار بيشتر است. وقتي به دليل زاويۀ موقعيت شما در روي زمين نسبت به خورشيد، خورشيد در ارتفاع پايين تري قرار مي گيرد، فوتون ها در فواصل طولاني تري پراكنده مي گردند.

توزيع-تابش-خورشيد-در-سطح-زمين
                                                                                      توزيع تابش خورشيد در سطح زمين

بيشتر بخوانيد:

اينورتر خورشيدي چه كاربردي دارد ؟

سيم كشي سيستم برق خورشيدي

ساختار سلول و پنل خورشيدي


انرژي خورشيدي چطور در سيستم خورشيدي به برق تبديل مي شود ؟

برق خورشيدي از تابش نور خورشيد به سلول هاي خورشيدي تعبيه شده در پنل هاي خورشيدي توليد مي گردد. اين پديده با سيستم هاي تأمين آب گرم و يا گرمايش خورشيدي كه در آنها از انرژي خورشيد براي بالا بردن دماي آب يا هوا بهره گرفته مي شود، كاملاً متفاوت است.

اگر هدفتان اين است كه براي تأمين گرمايش از انرژي خورشيد استفاده كنيد، در نظر داشته باشيد كه بازده سيستم هاي گرمايش خورشيدي بسيار بهتر از نمونه هاي توليد كنندۀ برق خورشيدي بوده و براي تأمين يك ميزان انرژي مشخص، به پنل ها يا به عبارت ديگر، كلكتورهاي كوچكتري نياز خواهيد داشت. هرگاه صحبت از برق خورشيدي مي شود، پاي سلول هاي فتوولتائيك (يا اختصاراً PV) كه در قالب پنل هاي خورشيدي به توليد برق مي پردازند هم به ميان كشيده مي شود. در اين مقاله، هر جا كه به پنل هاي خورشيدي اشاره مي شود، منظور، مجموعه يا سيستم هايي است كه با داشتن سلول هاي فتوولتائيك قادر به توليد برق از انرژي خورشيد بوده و با سيستم هاي گرمايش خورشيدي هيچ سنخيتي ندارند.

يك پنل خورشيدي براي توليد برق، از پديده اي كه اثر فتوولتائيك ناميده مي شود، استفاده مي كند. اين پديده در اوايل قرن نوزدهم و به توسط دانشمنداني كشف گرديد كه با تحقيقات مستمر و گوناگون متوجه شدند كه مواد خاصي وجود دارند كه وقتي در معرض تابش نور قرار مي گيرند، باعث جاري شدن يك جريان الكتريكي در مدار خود مي گردند. براي خلق اين پديده، دو لايه از مواد نيمه هادي خاص را بايد با يكديگر تلفيق كرد.

يك سلول خورشيدي كه با استفاده از يك پيوند PN ايجاد شده است
يك سلول خورشيدي كه با استفاده از يك پيوند PN ايجاد شده است

اساس-عملكرد-سلول-خورشيدي

وقتي يكي از اين لايه ها بايد با كمبود الكترون ها مواجه باشد. لايه هاي مزبور در مواجه با نور خورشيد، فوتون ها را جذب مي كنند. با اين عمل، الكترون ها تحريك شده و برخي از آنها از يك لايه به لايه بعدي جهيده و با اين كار خود، باعث ايجاد يك جريان الكتريكي مي گردند.

مادۀ نيمه هادي كه در ساخت سلول خورشيدي به كار مي رود، سيليكون بوده و به صورت پولك هاي بسيار نازكي بريده و آماده سازي مي شود. براي ايجاد يك حالت عدم توازن الكتروني در اين لايه ها، به برخي از آن ها يك ناخالصي شيميايي اضافه مي گردد. پس از ايجاد اين لايه ها، آن ها با نظم خاصي در كنار هم قرار گرفته و از مجموعه آن ها، يك سلول خورشيدي ايجاد مي گردد. وقتي اين مجموعه در معرض تابش نور خورشيد واقع مي شود، جريان الكتريسيته اي در آن توليد مي گردد كه از سرسيم هاي ظريفي كه به دو طرفش متصل شده، قابل دريافت است.

هنگامي كه يك فوتون به سلول خورشيدي برخورد مي كند: يا بايد جذب آن شود، يا با برخورد با سلول، منحرف و باز تابيده گردد و يا به طور مستقيم از آن عبور كرده و راه خود را ادامه دهد.

وقتي يك جريان الكتريكي از دو ترمينال يا سرسيم هاي سلول نوري اخذ مي شود، زماني است كه فوتون، جذب سيليكون سلول شده است. هر چه شدت نور و در نتيجه تعداد فوتون ها بيشتر باشد، ميزان بيشتري از آنها جذب سلول خورشيدي شده و جريان الكتريكي شديدتري توليد مي گردد.

دياگرام-پنل-فتوولتائيك

سلول هاي خورشيدي قسمت عمده اي از برق توليدي خود را از تابش مستقيم نور خورشيد تأمين مي كنند هرچند كه وسايل مزبور در روزهاي ابري هم به توليد جريان الكتريسيته ادامه مي دهند و حتي برخي از نمونه ها، در نور موجود در شب هاي مهتابي هم كار توليد برق را متوقف نساخته و به عبارت ديگر مي توان اين گونه نتيجه گرفت كه اين سلول ها، با دريافت نور غير مستقيم هم برق توليد مي كنند. هركدام از سلول هاي خورشيدي مجزا فقط قادر به توليد مقدار اندكي انرژي الكتريكي هستند. در اين صورت و براي كسب يك انرژي الكتريكي قابل توجه، بايد تعدادي از اين سلول ها را در كنار هم و به دنبال يكديگر، بهم متصل ساخت. از تجمع تعدادي از اين سلول ها به دنبال يكديگر، يك ماژول با پنل خورشيدي ايجاد مي گردد كه گاهي اوقات به آن ماژول فتوولتائيك هم اطلاق مي شود.

برق خورشيدي و محيط زيست

فرآيند توليد برق در پنل هاي خورشيدي با هيچ گونه سوخت و احتراق مواد فسيلي همراه نبوده، توان لايزال خورشيد يك نعمت رايگان به حساب آمده و بالاخره، هزينه نگهداري هم بسيار اندك است.

پنل خورشيدي و محيط زيست

البته نمي توان مدعي شد كه ساخت پنل هاي خورشيدي كاملاً و صددرصد فاقد آلودگي هاي زيست محيطي است. قبلا ميزان اين آلايش بسيار بيشتر بود و قسمت عمده آن متوجه فرآيند افزودن ناخالصي هاي شيميايي به بلور مذاب مادۀ نيم رسانا (سيليكون) در حين ساخت قسمت هاي كوچكي از پنل ها مي گرديد.

خوشبختانه با پيشرفت فناوري و اصلاحاتي كه در اين زمينه به عمل آمده، ميزان اين آلودگي ها به نحو بي سابقه اي كاهش يافته است. با نصب يك سيستم برق خورشيدي و با در نظر گرفتن برق توليدي در يك دورۀ ۲ الي ۵ ساله، آثار نامطلوب همين آلايش اندك هم جبران مي شود.

به اين ترتيب و با توجه به آنكه يك سيستم برق خورشيدي به گونه اي كاملاً خودكفا و مستقل عمل مي كند، آلودگي هاي زيست محيطي منتجه بسيار اندك و در حد قابل اغماض هستند.

برق-خورشيدي-و-محيط-زيست

از ديدگاه مزاياي زيست محيطي و عوارض جانبي، سيستم هاي برق خورشيدي متصل به شبكه، متناسب با ناحيه استفاده شده، با هم متفاوت بوده و عملكردشان به عواملي كه برخي از آنها در زير معرفي شده اند بستگي پيدا مي كند:

به اين لحاظ مشاهده مي گردد كه در مورد اين گونه سيستم ها نمي توان به رقم دقيق و خاصي در ارتباط با جبران زيان هاي وارده به محيط زيست، اشاره نمود.

استفاده-از-انرژي هاي-تجديد پذير

واقعيت اين است كه برخي از افرادي كه منازلشان را به سيستم هاي برق خورشيدي متصل به شبكه مجهز ساخته اند، اصولاً براي آلودگي هاي زيست محيطي ناشي از مصرف برق شبكه در محل هاي مزبور ، اهميتي قائل نيستند. در نواحي سردسير ، بيشترين ساعات مصرف برق به شب منحصر مي شود.

در اين صورت اگر منزل شما به چنين سيستمي مجهز بوده ولي قسمت عمده ي برق توليدي خود را در ساعات روز به شركت هاي محلي مي فروشيد و پس از غروب آفتاب و در ساعات اوليه ي شب، مجدداً آن را از شركت هاي ياد شده مي خريد، نمي توانيد مدعي شويد كه شما و خانه تان در آلوده سازي محيط زيست هيچ نقشي ندارند.

به واقع در ساعات اوليه ي روز و با افزايش توان پنل ها، برق توليدي مازاد خود را به شركت هاي محلي فروخته و شب هنگام، كه كل ناحيه با خنك شدن هوا با بالا رفتن تقاضاي مصرف برق مواجه مي گردد، اقدام به خريد برق كرده و مؤسسات مزبور را تشويق مي كنيد كه با تمام ظرفيت نيروگاه هاي خود را وادار به توليد انرژي لازم نمايند.

در مناطق گرمسير وضعيت عوض شده و انرژي خورشيد به گونه ي متفاوتي ظاهر مي گردد. در اين نواحي، بيشترين تقاضاي مصرف برق در ساعات روز و براي تأمين سرمايش ساختمان ها و راه اندازي دستگاه هاي تهويه مطبوع صورت مي پذيرد.

به اين ترتيب، ساعات اوج يا پيك مصرف با اوقات حداكثر توليد انرژي برق از سيستم هاي برق خورشيدي متصل به شبكه منطبق گرديده و تأثير قابل توجه و صددرصد مفيد خود را نمايان مي سازد.

سيستم-سولار-متصل-به-شبكه-و-محيط-زيست

البته اين به آن معني نيست كه اگر در يك ناحيه سردسير سكونت داريد، نصب يك سيستم برق خورشيد متصل به شبكه هيچ فايده اي ندارد، بلكه مفهومش آن است كه در اين گونه موارد بايد چگونگي و زمان مصرف برق را با نگاه تيزبينانه تري مورد بررسي قرار داد. 

از نقطه نظر زيست محيطي، بهترين روش بهره گيري از سيستم هاي برق خورشيدي متصل به شبكه  شرايطي است كه:


نكته:

– وقتي ميزان مصرف برق شما در حد پاييني قرار داشته، منبع برق سهل الوصول و ارزان قيمت  ديگري در دسترس نبوده و مكان موردنظر از آفتابگيري قابل قبول و مناسبي برخوردار باشد، برق خورشيدي مي تواند نقش يك مولد برق لايزال و رايگان را ايفا نمايد.

– فراموش نكنيد كه برق خورشيدي و گرمايش خورشيدي با هم تفاوت دارند. پنل هاي خورشيدي براي توليد برق، فوتون هاي نور خورشيد را جذب مي كنند.

– تابش مستقيم نور خورشيد، باعث ايجاد بيشترين مقدار الكتريسيته مي شود هرچند كه در روزهاي ابري هم، پنل ها به هر حال اندكي برق توليد مي كنند.

– برق خورشيدي قادر به تأمين نيازهاي كامل يك خانۀ متوسط نيست مگر اينكه در ابتدا و با وضع يك سري سياست هاي ويژه و تحمل اندكي سختي، صرفه جويي، سرلوحه كار قرار گيرد.

–  با وجودي كه هزينۀ اوليۀ نصب سيستم هاي برق خورشيدي بزرگتر نسبتاً زياد است ولي مخارج نگهداري آن ها بسيار اندك است.

– در قياس با برق شهر، نصب و بهره برداري از سيستم هاي برق خورشيدي كوچك و جمع و جور، بسيار مقرون به صرفه و اقتصادي است.

– تأمين برق مصرفي و روشنايي يك انباري، گاراژ، اصطبل و ديگر سرپناه هاي مشابه اي كه در فاصلۀ نسبتاً دوري از ساختمان اصلي واقع شده اند، با بهره گيري از سيستم برق خورشيدي، به مراتب ارزان تر از اتصال آن ها به شبكۀ برق شهر است.

پتانسيل انرژي خورشيدي در ايران

ايران با وجود ۳۰۰ روز آفتابي در بيش از دو سوم آن و متوسط تابش ۵٫۵ – ۴٫۵ كيلو وات ساعت بر متر مربع در روز يكي از كشورهاي با پتانسيل بالا در زمينه انرژي خورشيدي است. اگر مساحتي معادل ۱۰۰ × ۱۰۰ كيلومتر مربع زمين را به ساخت نيروگاه خورشيدي فتوولتائيك اختصاص دهيم، برق توليدي آن معادل كل توليد برق كشور در يك سال خواهد بود.

پتانسيل-انرژي-خورشيدي-در-ايران
پتانسيل انرژي خورشيدي در ايران

شدت تابش خورشيدي

 از عوامل مهم در راندمان سيستم خورشيدي، شدت تابش خورشيدي دريافتي توسط پنل هاست. در قسمتي از بدنه يا جعبۀ پنل هاي خورشيدي به عددي اشاره مي شود كه معرف تواني است كه انتظار مي رود يك چنين پنلي قادر به توليد آن باشد (برحسب وات) البته مشروط بر آنكه تابش خورشيد در هر متر مربع از محل مورد نظر، ۱۰۰۰ وات در نظر گرفته شود.

اين شدت تابش يعني ۱۰۰۰ وات بر متر مربع، رقمي است كه در ساعات مياني و به خصوص ظهر هنگام اواسط تابستان مي توان به آن دست يافت. بنابراين توقع نداشته باشيد كه با احتساب يك ميانگين روزانه، به چنين رقمي برسيد.

با دانستن شدت تابش خورشيد در مكان مورد نظر و با در نظر گرفتن ميانگين روزانۀ آن يعني «تعداد كيلووات ساعت ها بر متر مربع در روز»، و با ضرب كردن اين رقم در توان پنل هاي خورشيدي (بر حسب وات)، مي توان حدود انرژي دريافتي روزانه توسط پنل ها را مشخص كرد.

محاسبۀ شدت تابش خورشيد

از عوامل مؤثر در محاسبه انرژي در پنل هاي خورشيدي، شدت تابش خورشيد است. شدت تابش خورشيد از يك جا تا جاي ديگر متغير بوده و ميزان آن در ايام مختلف سال نيز عوض مي شود. اگر مي خواهيد يك برآورد تقريبي منطقي داشته باشيد بايد براي هر مكان خاص و هر موقعيت زماني مشخص، شدت تابش ويژه اي را در نظر بگيريد.

با تسهيلاتي كه سازمان فضايي و هوانوردي ملي آمريكا (ناسا) فراهم آورده، يافتن شدت تابش نور خورشيد در نواحي مختلف، بسيار ساده شده است. ماهواره هاي هواشناسي ناسا، شدت تابش نور خورشيد را در همۀ نقاط كره زمين، استخراج كرده و در اختيار كاربران قرار داده اند.

به عنوان مثال مي توان با مراجعه به سايت پشتيبان، اطلاعات درج شده براي شهر و كشور مورد نظر را به دست آورد. در جداول مزبور، شدت تابش ها به صورت مجزا و براي ماه هاي مختلف سال ارائه شده اند.

در جداول ياد شده، سطر اول به ارائۀ ميانگين شدت تابش نور خورشيد در ماه هاي مختلف سال و در صورت نصب افقي پنل بر روي زمين اختصاص داده شده است.

اين ارقام نشان مي دهند كه به طور ميانگين و در روزهاي مختلف هر ماه خاص، حدوداً به چند ساعت از تابش وسط روز خورشيد دسترسي داريم. براي مثال و با مراجعه به ارقام  متوجه مي شويم كه ميزان مزبور براي شهر لندن و در ماه آذر معادل ۰٫۶ ساعت يعني ۳۶ دقيقه بوده و اندازۀ آن در ماه خرداد برابر ۴٫۸۶ يعني ۴ ساعت و ۵۰ دقيقه از تابش نور خورشيد در ساعات مياني روز است.

اثر-ميزان-تابش-روي-عملكرد-سلول هاي-فتوولتائيك
اثر ميزان تابش روي عملكرد سلول هاي فتوولتائيك

عوامل مؤثر بر پتانسيل دريافت انرژي خورشيدي


   عرض جغرافيايي: فاصله زاويه اي يك نقطه روي زمين نسبت به خط استوا برحسب درجه يا راديان

عرض-جغرافيايي

   روز سال

   زاويه ساعت: زاويه ساعت خورشيدي، زاويه اي است كه خورشيد بايد به اندازه آن جا به جا شود تا ظهر ظاهري در آن مكان ايجاد شود.

زاويه-ساعت-خورشيدي

جذب ميزان بيشتري از انرژي خورشيد

شيب يا انحراف پنل خورشيدي از راستاي عمودي، در ميزان انرژي جذب شده و در نتيجه راندمان سيستم خورشيدي مؤثر است. با يك آزمايش عملي ساده مي توان پي برد كه ميزان انرژي دريافتي پنل هايي كه به صورت عمودي از يك ديوار آويخته شده اند و همچنين پنل هايي كه مستقيماً و به صورت تخت و افقي بر روي زمين نصب گرديده اند، به مراتب كمتر از مقدار انرژي جذب شده به توسط نمونه هايي است كه سطح آن ها به سمت خورشيد نشانه رفته و در واقع پنل ها به صورت زاويه دار و اريب نصب گرديده اند.

در صورتي كه پنل خورشيدي را به صورت زاويه دار نصب كرده و آن را به صورت متمايل به راستاي تابش نور خورشيد نشانه رويد، قادر به جذب انرژي بيشتري بوده و طبيعتاً توان بيشتري را هم به دست خواهيد آورد. اثر اين كار در ماه هاي فصل زمستان كه به نظر مي رسد خورشيد در ارتفاع پايين تري از آسمان واقع شده، محسوس تر است.

علت خيلي ساده است؛ وقتي خورشيد در نقطۀ اوج خود قرار دارد، شدت تابش اشعۀ آن زياد بوده و مطابق شكل زير، وقتي با گذشت زمان و چرخش خورشيد در آسمان، ارتفاع ظاهري آن نسبت به مكان موردنظر كم شده و اشعۀ نور آن به صورت مايل دريافت مي شود، همان مقدار نور، به مساحت بيشتري تقسيم شود.

 

شدت تابش اشعۀ خورشيد در زواياي مختلف
شدت تابش اشعۀ خورشيد در زواياي مختلف

تأثير شيب پنل ها بر شدت تابش نور خورشيد

يكي ديگر از عوامل مؤثر در راندمان سيستم خورشيدي شيب پنل هاست. با شيب دادن و متمايل ساختن پنل ها به سمت خورشيد، انرژي بيشتري جذب شده و به تبع آن، برق بيشتري توليد خواهيم كرد. در بسياري از موارد، اندازۀ اين زاويه به شيب شيرواني ساختمان موردنظر بستگي دارد هرچند كه در سال هاي اخير و با تحقيقات صورت پذيرفته و ارائۀ جداول مختلف، براي هر مكان خاص مي توان به زواياي بهينه اي دست يافت كه با حداكثر انرژي دريافتي همراه و توأم باشد. بيشترين ميزان تغييرات، در اواسط زمستان و ميانه هاي تابستان رخ مي دهند.

تأثير-شيب-پنل هاي-فتوولتائيك-بر-دريافت-شدت-تابش-نور-خورشيد

محاسبۀ شيب بهينۀ پنل هاي خورشيدي

 به دليل زاويۀ  ۲۳٫۵ درجه اي كه محور گردش زمين با صفحۀ گردش آن به دور خورشيد مي سازد، شيب بهينۀ پنل هاي خورشيدي در طول سال، بسته به فصول مختلف تغيير مي كند. در پاره اي از موارد و با توجه به شرايط و موقعيت نصب پنل ها، اين امكان وجود دارد كه شيب آنها را به صورت ماهيانه تغيير داده و تنظيم كرد در حالي كه در بسياري از حالات، تغيير دادن زاويۀ پنل ها مقدور نبوده و آنها را به صورت ثابت نصب مي كنند. محاسبۀ شيب بهينۀ پنل ها دشوار نبوده و با استفاده از رابطۀ زير به دست مي آيد:

عرض جغرافيايي – °۹۰ = بهترين زاويۀ ثابت پنل در طول سال

رابطۀ ياد شده مناسب ترين شيب پنل هاي خورشيدي نسبت به محور عمودي كه اشعۀ خورشيد در ظهر روزهاي اعتدال بهاري (اوايل فروردين) و پاييزي (اوايل مهر) به زمين مي تابد را مشخص مي سازد.

با وجودي كه اين روزها كاملاً ثابت نبوده و اندكي پس و پيش دارند، در مجموع مي توان فرض كرد كه بر روزهاي اول فروردين و اول مهر، منطبق مي گردند. در اين ايام، مسير حركت خورشيد، استواي سماوي را قطع مي كند؛ در اول فروردين از جنوب به شمال و در اول مهر، از شمال به جنوب.

اين زاويه، مناسب ترين شيبي است كه در كل طول سال مي توان براي پنل هاي ثابت در نظر گرفت. طبيعي است كه با در نظر گرفتن اين شيب، انرژي توليد شدۀ پنل ها در همۀ ايام سال در بيشترين ميزان خود قرار نداشته و مفهومش اين است كه با تنظيم كردن اين زاويه مي توان مطمئن بود كه ميانگين انرژي دريافتي، بالاترين مقدار ممكن را حائز مي شود و راندمان سيستم خورشيدي مطلوب تر خواهد بود.

هرچند كه با تغيير دادن شيب پنل ها در ايام مختلف سال مي توان به خروجي هاي بهتري دست پيدا كرد. زاويۀ تابش خورشيد در هر يك از ماه هاي سال حدود ۷٫۸ درجه تغيير كرده و در فصل تابستان بالاتر رفته و در ماه هاي زمستان پايين تر مي آيد. به اين ترتيب ملاحظه مي شود كه با تغيير دادن شيب پنل ها و جهت دهي صحيح آن ها به سمت خورشيد و به عبارت ديگر با تعقيب و ردگيري آن در ماه هاي مختلف سال مي توان راندمان سيستم خورشيدي را بهبود بخشيد.

شيب-پنل هاي-خورشيدي-در-فصول-مختلف-سال

بدترين شرايط جذب انرژي پنل ها در ماه هاي فصل زمستان رخ مي دهد. هرچند كه در همين ايام هم با تغيير دادن شيب پنل ها و فراهم آوري امكانات جذب انرژي بيشتر مي توان بازدهي سيستم را بهبود بخشيد.

بهترين شيب زمستاني پنل ها، زاويۀ مناسب ماه دي است كه از رابطۀ زير به دست مي آيد و با مراجعه به جدول مشخص مي شود كه زاويۀ مزبور با زاويۀ ماه آبان هم مطابقت دارد:

۱۵٫۶-عرض جغرافيايي – °۹۰ = مناسب ترين تنظيم زمستاني

با تنظيم شيب پنل ها در اين زاويه، اندكي از توانايي توليد توان سيستم در ماه هاي تابستان را هدر خواهيد داد. هرچند، از آن جايي كه توليد و جذب انرژي در فصل تابستان خيلي بيشتر از ميزان مشابه در فصل زمستان است، شايد پيامد مزبور اهميت چنداني نداشته باشد.

نكتۀ مهمي كه در اينجا بايد خاطرنشان كرد اين است كه وقتي به جاي قرار دادن پنل ها در وضعيت تخت و افقي، آنها را شيبدار كرده و به صورت اريب به سمت خورشيد نشانه مي رويد، حتي در سردترين ماه هاي سال هم توليد انرژي را حدودا دو برابر كرده ايد. حسن اين عمل آن است كه با اين كار، حداقل تعداد پنل هاي موردنياز را كاهش مي دهيد.

طول-و-زاويه-نصب-پنل هاي-فتوولتائيك
طول و زاويه نصب پنل هاي خورشيدي

 

بهره گيري از شدت تابش نور خورشيد در محاسبه توان توليدي يك پنل خورشيدي

توان توليدي پنل خورشيدي از پارامترهاي محاسبه راندمان سيستم خورشيدي است. بر مبناي اعداد به دست آمده در مورد شدت تابش ماهيانه و با ضرب كردن آن ها در وات نامي هر پنل مي توان به ميزان انرژي الكتريكي توليدي آن در روز دست يافت، يعني:

شدت تابش نور خورشيد * وات نامي پنل = وات ساعت در روز

رقم مربوط به شدت تابش، به ماه موردنظر و شيب پنل بستگي دارد.

 تعيين توان مورد نياز آرايه به كمك شدت تابش نور خورشيد

با استفاده از ارقام مربوط به شدت تابش خورشيد مي توان به ظرفيت تقريبي آرايۀ موردنياز نيز دست يافت. دانستن ظرفيت واقعي مستلزم منظور كردن پارامترهاي زير است:

با اين همه، همين حساب هاي تقريبي و سر انگشتي هم بسيار مفيد فايده بوده و مي توانند در برآورد هزينه هاي تقريبي يك سيستم برق خورشيدي، مؤثر واقع شوند. اين محاسبه بسيار ساده بوده و كافي است رقم بدست آمده از تعداد وات ساعت ها در روز را به رقم مربوط به بدترين وضعيت شدت تابش خورشيد ماهيانه تقسيم كرد.

به اين ترتيب در صورتي كه باتري هاي به كار رفته از چنان ظرفيت بالايي برخوردار باشند كه در شرايط عادي، نيازهاي معمولي چند روز را تأمين كنند، خيلي مهم نيست كه سيستم خورشيدي نصب شده از عهدۀ تأمين نيازهاي الكتريكي فصل زمستان بر نيايد.

راندمان يا بازده آرايۀ خورشيدي

پنل هاي خورشيدي را با «حداكثر توان خروجي» شان مي سنجند. حداكثر توان خروجي هر آرايۀ خورشيدي، در هواي صاف و آفتابي و در ولتاژي بين ۱۴ الى ۲۲ ولت ايجاد مي شود.

هرچند كه اكثر اينورترها، باتري ها و كنترل كننده ها، قادر به استفاده از اين ولتاژ نبوده و ولتاژ مزبور را بايد به طريقي كاهش داد تا با ولتاژ ورودي آنها هم خواني پيدا كند و همين كم كردن ولتاژ خود، باعث افت توان هم مي شود.

از نقطه نظر انرژي تابشي موجود در يك محل، در قياس با مقدار انرژي جذب شده توسط آرايه، راندمان با بازدهي در حدود ۷۵٪ ملاحظه مي شود.

خوشبختانه براي بالا بردن بازده و جبران اين گونه تلفات مي توان اينورترها و كنترل كننده هايي را استفاده كرد كه با بهره گيري از يك قابليت ويژه به نام “ردياب يا جستجوگر حداكثر توان ” (با حروف اختصاري MPPT)، باعث ايجاد بيشترين توان ممكن مي گردند.

قابليت مزبور ، ولتاژ دريافتي از آرايۀ خورشيدي را به گونه اي تنظيم مي كند كه با تأمين ولتاژ صحيح موردنياز باتري ها يا اينورتر، اين افت را حذف كرده يا لااقل ميزان آن را كاهش مي دهد.

راندمان با بازده اين ردياب ها بين ۹۰% تا ۹۵% است هرچند كه با توجه به گران بودن كنترل كننده هاي مجهز به اين قابليت نسبت به انواع فاقد آن ها و همچنين گراني اينورترهاي مشابه، در موقع خريد بايد به اين اختلاف هزينه هاي اوليه توجه كرده و پيامدهاي مثبت و منفي آنها را مدنظر قرار داد.

به طور كلي، كنترل كننده هاي مجهز به قابليت MPPT در توان هاي بيش از ۲۰۰ وات و اينورترهاي مشابه، در توان هاي بالاتر از ۳۰۰ وات، مقرون به صرفه و اقتصادي مي گردند.

ضمنا توجه داشته باشيد كه در سيستم هاي متصل به شبكه كه اينورتر، مستقيماً از پنل هاي خورشيدي تغذيه مي شود، حتماً به يك نمونۀ مجهز به قابليت رديابي حداكثر توان نياز خواهيد داشت ولي اگر مي خواهيد اينورتر را از يك يا چند باتري تغذيه كنيد، اجباري به خريد يك نمونۀ مجهز به قابليت ردگيري حداكثر توان نداريد.

به طور كلي، اگر مي خواهيد مسأله عدم بازدهي صد در صد يا افت توان را هم در محاسباتتان منظور نماييد، مراقب باشيد كه در صورت استفاده از اينورتر با كنترل كنندۀ مجهز به قابليت MPPT، رقم نهايي محاسبه شده را به ۹/. تقسيم كرده و اگر از نمونه هاي فاقد MPPT بهره گرفته ايد، عدد مزبور را به ۰٫۷۵ تقسيم نماييد. 

منحني-توان-سلول-و-ماژول هاي-فتوولتائيك
 منحني توان سلول و ماژول هاي فتوولتائيك

راندمان سلول هاي فتوولتائيك


راندمان سلول هاي فتوولتائيك: ميزان توان الكتريكي در تابش ۱۰۰۰ وات

نمودار-جريان-ولتاژ-سلول-فتوولتائيك

فرمول-راندمان-سلول هاي-فتوولتائيك

بيشتر بخوانيد:

طراحي سيستم برق خورشيدي

معرفي انواع سيستم هاي برق خورشيدي

حفاظت و ايمني در سيستم خورشيدي



عوامل مؤثر بر راندمان پنل هاي خورشيدي

تأثير دما بر پنل هاي خورشيدي

   وقتي پنل هاي خورشيدي در دماهاي پايين و نواحي سردسيري مورد استفاده واقع مي شوند، در مقايسه با اقليم ها و مناطق گرمسيري، عملكرد بهتري را ارائه داده و توان توليدي در دماهاي پايين به مراتب بيشتر از دماهاي بالا خواهد بود. به اين ترتيب مشاهده مي شود كه برق توليدي يك سيستم فتوولتائيك در يك روز غبار آلود و نه چندان صاف و آفتابي ولي همراه با وزش باد ملايم و خنك، بيشتر از يك روز صاف و آفتابي و فاقد وزش باد است و در نتيجه راندمان سيستم خورشيدي در چنين روزي بيشتر بوده است.

   وقتي پلاك مشخصات پنل هاي خورشيدي را كنترل مي كنيد توجه داشته باشيد كه توان يا وات نامي قيد شده، مربوط به تابش دهي ۱۰۰۰ وات بر متر مربع و در دماي ۲۵ درجه سانتيگراد است. لذا بايد انتظار داشت كه برق توليدي اين پنل ها در دماهاي پايين تر از ۲۵ درجه، بيشتر و در دماهاي بالاتر از آن، كمتر از حد مورد نظر باشد .

وقتي پنل ها در مقابل تابش نور خورشيد قرار مي گيرند، گرم شده و قسمت عمدۀ اين گرما، ناشي از جذب اشعۀ مادون قرمز نور خورشيد است و باز به دليل مشكي يا تيره بودن رنگ آن ها، افزايش دماي شان هم قابل ملاحظه و محسوس خواهد بود.

تجربه نشان داده كه در نواحي گرمسيري، دماي سطح اين پنل ها به راحتي به حدود ۸۰ الي ۹۰ درجۀ سانتيگراد هم مي رسد.

اكثر سازندگان پنل هاي خورشيدي اطلاعاتي را در اختيار كاربران مي گذارند تا آثار اين تغييرات دما بر روي عملكرد پنل ها را به آنها گوشزد نمايند. اين اثر كه به “ضريب دمايي توان نامي” موسوم است، با درصدي از كاهش توان به ازاي هر درجۀ سانتيگراد افزايش دما، مشخص مي شود.

معمولاً اندازۀ اين پارامتر چيزي در حدود ۰٫۵ % است، يعني با هر درجۀ سانتيگراد بالا رفتن دماي محيط، بازده آرايۀ خورشيدي به ميزان كاهش  ۰٫۵ % مي يابد و بالعكس، با هر درجۀ سانتيگراد پايين آمدن دما، بازده آرايه به اندازۀ ۰٫۵ % افزايش مي يابد. 

در طراحي سيستم هاي خورشيدي براي اروپاي شمالي و كانادا كه آب و هواي خيلي گرمي ندارند، اين پارامتر، فاكتور خيلي مهمي تلقي نمي شود؛ هرچند در طراحي نمونه هاي مشابه براي ايالت هاي جنوبي آمريكا، آفريقا، هند و خاورميانه و (از جمله ايران)، كه در بيشتر ايام سال با دماهاي بالاي ۲۵ درجۀ سانتيگراد مواجهند، در نظر گرفتن اين عامل در راندمان سيستم خورشيدي حائز اهميت بوده و نقش عمده اي را ايفا مي كند.

در صورتي كه هدفتان طراحي يك سيستم خورشيدي براي تمام ايام سال است، بايد پذيرفت كه اندكي بالا يا پايين رفتن توان خروجي در گرم ترين روزهاي فصل تابستان، موضوع خيلي مهمي نخواهد بود. در اين صورت نيازي به اعمال تأثيرات دما بر روي سيستم خود نداريد. 

اگر در بيشتر اوقات سال، دماي محيط خيلي بالا است و نياز مبرمي به بهره گيري از بالاترين راندمان سيستم خورشيدي احساس مي شود، راه گريزي وجود نداشته و در اين صورت ناچاريد آثار و پيامدهاي تغيير دما را در طرح خود منظور نماييد.

با درك اين مسئله كه خنك نگهداشتن پنل ها چه تأثير قابل ملاحظه اي در كارآيي آن ها دارد، بهتر است در موقع نصب و طراحي محل استقرار پنل ها، تا حد امكان تمهيداتي را پيش بيني كنيد كه جريان آزاد هوا از زير و روي آنها عبور نمايد. اگر هدفتان نصب پنل ها بر روي بام يا شيرواني است حتما يك باد خور ۷ الي ۱۰ سانتيمتري را بين سطح شيرواني يا بام و بدنۀ پنل ها در نظر داشته باشيد.

البته به جاي خوابانيدن مستقيم پنل ها بر روي شيرواني يا بام مي توان آن ها را ابتدا بر روي يك قاب يا پايه سوار كرد كه در اين صورت هدف مزبور يعني فاصله دهي و جريان پيدا كردن هوا، به صورت خودكار تأمين مي شود.

در مواردي كه قرار است پنل ها بر روي شيرواني نصب گردند و در صورتي كه ميانگين ساليانۀ دماي هواي محل در حدود ۲۵ درجۀ سانتيگراد و بيشتر است، براي يافتن دماي واقعي پنل ها، عدد مزبور را در ۱/۴ ضرب كرده و اگر قرار است پنل ها، بر روي يك ديرك مستقر شوند، براي يافتن دماي واقعي، دماي محل را در عدد ۱/۲ ضرب نماييد.

معمولاً در دفترچۀ راهنما يا بروشور پنل ها به جدول يا نموداري اشاره مي شود كه تأثير دما بر روي توان نامي آن ها را معين مي سازد. در اين صورت و با توجه به افتي كه از اين بابت در سيستم ايجاد مي شود، بايد اندكي وات اضافه را براي آثار و تبعات ناشي از افزايش دما، پيش بيني كرد.

تأثير گرد و غبار بر پنل هاي خورشيدي


   تجمع گرد و غبار بر روي پنل هاي خورشيدي باعث كاهش شفافيت آن ها و در نتيجه كاهش دريافت ميزان نور خورشيد توسط پنل هاي خورشيدي مي شود.

تأثير ميزان رطوبت بر پنل هاي خورشيدي


   افزايش ميزان رطوبت در منطقه نصب پنل موجب كاهش ميزان جذب نور توسط پنل و در نتيجه كاهش راندمان پنل مي شود.

تأثير ارتفاع بر روي پنل هاي خورشيدي


   در صورتي كه پنل در ارتفاع بيشتري نصب شده باشد، ضخامت جو كمتر و به دنبال آن ميزان جذب نور به وسيله سلول خورشيدي راحت تر و بهتر مي شود. اين نكته نيز بايد مد نظر قرار گرفته شود كه ارتفاع نصب پنل از سطح زمين بايد به گونه اي باشد كه در زمان بارش برف و باران كمترين آسيب به پنل وارد آيد.

تأثير سايه بر روي پنل خورشيدي


   يك از مهم ترين عوامل مؤثر بر راندمان پنل هاي خورشيدي و در نتيجه راندمان سيستم خورشيدي است، سايه اندازي بر روي پنل هاست. گاهي ايجاد سايه بر روي پنل اجتناب ناپذير است. در اين شرايط بايد ضريب كاهش توان از طريق سايه در توان خروجي در نظر گرفته شود. رعايت نصب پنل در شرايط حداقل امكان سايه اندازي ضروري است.

كاربرد انرژي خورشيدي در ساختمان


انرژي خورشيدي در زمينه هاي مختلف كاربرد دارد و به دو دسته كلي تقسيم مي شود. در اين مقاله هم مي توانيد مهم ترين كاربرد هاي انرژي خورشيدي را در زندگي روزمره و صنعت بخوانيد.

روش هاي غيرفعال

روش هاي غيرفعال به استفاده طبيعي از انرژي خورشيد بدون به كارگيري تجهيزات در جهت بهره گيري حداكثري از پتانسيل هاي محيطي خورشيد مي پردازند.

روش هاي فعال

در اين روش ها با استفاده از تجهيزات خاص، از انرژي خورشيد استفاده مي شود. اين روش ها داراي قابليت انعطاف بالاتر و البته هزينه هاي بيشتري نيز هستند.

روش هاي-غير-فعال-خورشيدي

چالش هاي استفاده از انرژي خورشيد در ساختمان:

– شار انرژي نسبتاً پائين انرژي خورشيدي كه منجر مي شود سيستم هاي انرژي خورشيدي نياز به سطح زيادي داشته باشند .

– تغييرات قابل پيش بيني و غير قابل پيش بيني كه منجر به ناپايداري سيستم انرژي خواهد شد (روز و شب، تغييرات فصلي و يا ابري شدن هوا)

– هزينه سرمايه گذاري نسبتاً بالا در مقايسه با استفاده از حامل هاي انرژي فسيلي (نه لزوماً در تمام موارد)


بيشتر بخوانيد:

انتخاب باتري مناسب سيستم هاي خورشيدي

بررسي محل نصب سيستم خورشيدي

مهم ترين كاربردهاي انرژي خورشيدي


معقول كردن انتظارات از برق خورشيدي

تا زماني كه مكان مورد نظر از آفتابگيري مناسبي برخوردار بوده و موقعيت مزبور عاري از موانع مختلف سايه انداز بر روي پنل هاي خورشيدي از قبيل درختان و ساير ساختمان هاي مجاور باشد، توان خورشيدي راه بي دردسري براي توليد مقادير جزيي و اندك برق است. معمولاً در مواردي كه هيچ منبع در دسترس و قابل حصول توليد برق ديگري وجود نداشته باشد، مشورت با متخصصين و افراد خبرۀ اين فن مشخص مي كند كه برق خورشيدي، تنها انتخاب و گزينۀ مقرون به صرفه و اقتصادي است.

با توجه به آنكه اين گونه موارد و موقعيت ها كم نيستند، انتظارات هم بالا مي روند. در غالب موقعيت ها، توليد برق خورشيدي كاملاً عملي بوده و در قياس با بهره گيري از ساير روش هاي سنتي و متداول قبلي، باعث صرفه جويي زيادي در هزينه ها مي گردد. در ادامه به پاره اي از اين موارد اشاره شده است:


بهره گيري-از-انرژي-خورشيدي-محيط-زيست-پاك

ميزان انرژي مورد نياز مستقيماً در ابعاد و هزينه هاي لازم براي ايجاد يك سيستم برق خورشيدي تأثير مي گذارد به اين معني كه هر چه توليد برق بيشتري مدنظرتان باشد، كار دشوارتر شده و هزينه هاي طرح و اجراي آن هم افزايش مي يابد: 

اگر انتظارات معقول باشد و هدف از نصب يك سيستم برق خورشيدي، روشن كردن چند لامپ و تأمين برق مورد نياز چند وسيله ي برقي نه چندان قوي مثل يك لپ تاپ، يك تلويزيون كوچك، يك يخچال جمع و جور و كم فوت و وسايلي از اين دست را شامل شود، در صورتي كه مكان موردنظر از شرايط اقليمي مناسبي برخوردار باشد، مطمئن باشيد كه با نصب اين گونه سيستم ها به مقصود خود مي رسيد.

از طرف ديگر اگر تصورتان اين است كه با نصب يك سيستم برق خورشيدي، توان مورد نياز دستگاه هاي پرواتي مثل بخاري برقي فن دار، ماشين ظرفشوئي و لوازم و وسايلي از اين دست را تأمين كنيد، ملاحظه خواهيد كرد كه سير صعودي هزينه ها حالت افسار گسيخته اي به خود گرفته و كنترل پروژه از دست تان خارج خواهد شد.

برق خورشيدي براي تأمين گرما مناسب نبوده و به درد گرم كردن  اتاق ها، آشپزي و گرم كردن آب و استحمام نمي خورد. به كار بردن برق براي ايجاد اين گونه انرژي هاي گرمايي مقرون به صرفه نبوده و بازدهي مناسبي در انتظارتان نخواهد بود.

راه حل جايگزين اين است كه به جاي بهره گيري از برق در تأمين گرما، از يك آبگرمكن خورشيدي  استفاده كرده و براي آشپزي، متناسب با شرايط محل، از كپسول هاي گاز سفري و يا حتي زغال بهره بگيريد.

آب گرم كن خورشيدي

آب گرم كن خورشيدي از نظر نوع نيروي محرك


سيستم گرمايش خورشيدي فعال: استفاده از پمپ، فن يا وسايل محرك ديگر در سيستم

سيستم گرمايش خورشيدي غير فعال: عدم استفاده از پمپ يا فن در سيستم و به كارگيري نيروي ترموسيفون (خود چرخش بر مبناي جابه جايي سيال سرد و گرم به صورت طبيعي)

آب گرم كن خورشيدي از نظر نوع انتقال حرارت


سيستم گرمايش غير مستقيم: استفاده از مبدل براي انتقال حرارت از كلكتور خورشيدي به آب گرم مصرفي

سيستم گرمايش مستقيم: استفاده مستقيم از گرماي تابشي بدون مبدل مانند آب گرم كن وكيوم تيوب مدل بدون فشار با كلكتور All glass

آبگرم كن-خورشيدي

اگر طراحي سيستم با برنامه ريزي مدون و حساب شده اي صورت بگيرد، با استفاده از برق خورشيدي مي توان برق مورد نياز يك ويلا يا خانۀ ييلاقي متوسط و نه چندان بزرگ را به صورت پيوسته و بدون قطعي تأمين نمود. اگرچه اين كار خيلي هم كم هزينه نبوده و سقف يا شيرواني ساختمان موردنظر بايد از چنان مساحتي برخوردار باشد كه بتواند چندين پنل خورشيدي متعدد را در خود جاي دهد.

استفاده-از-پنل هاي-فتوولتائيك-روي-شيرواني

بهترين كار اين است كه قبل از شروع قطعي پروژۀ نصب پنل هاي خورشيدي و در مرحلۀ ارزيابي ميزان برق مورد نياز، تا حد امكان صرفه جويي و حذف زوايد را سر لوحۀ كار قرار داد. در حالت طبيعي و با وجود برق شهر در سيم كشي و پريزهاي منازل و مراكز تجاري، بسياري از مصارف، غير ضروري و زائد هستند.

در اولين قدم و با صرف كمي وقت، اين موارد را شناسايي كنيد. اگر هدفتان اين است كه برق خورشيدي با صرفه اي داشته باشيد، اين كار، يعني حذف شاخ و برگ هاي اضافي، جزء ضروريات محسوب مي شود. اگر در مناطق سردسير و خنك تر كه انرژي خورشيد در ماه هاي فصل زمستان ضعيف و كم توان است زندگي مي كنيد، انجام اين عمل يعني حذف موارد غير ضروري و رعايت صرفه جويي، اهميت بيشتري پيدا مي كند.

براي مثال، در برخي از مناطق، مساحت سقف خانه هاي متوسط آن قدر زياد نيست كه بتوان با نصب پنل هاي خورشيدي لازم، در كل سال، برق مصرفي مورد نياز را تأمين نمود. اينجا است كه رعايت صرفه جويي در مصرف انرژي نقش مهم خود را نشان مي دهد. ولي در مجموع و در اكثر كاربردها، نصب يك سيستم مولد برق خورشيدي بسيار با صرفه بوده و نيازهاي ضروري را تأمين مي كند.

براي مثال، مادامي كه گرمايش فضاهاي داخلي و آشپزي را از طريق كپسول هاي گاز و زغال و موارد مشابه تأمين كرده و مكان مورد نظر، آفتابگير و فاقد موانع سايه انداز بر روي پنل ها باشد، ايجاد برق لازم براي يك خانه ويلايي يا ييلاقي غير ممكن و دست نيافتني نخواهد بود. با اين ترتيب و در صورتي كه خانۀ موردنظر به برق شهر متصل نبوده و نزديك ترين شبكۀ انتقال برق شهر در فاصلۀ قابل ملاحظه اي از آن واقع شده باشد، اطمينان داشته باشيد كه بهره گيري از سيستم برق خورشيدي، مقرون به صرفه خواهد بود.

مطمئن باشيد كه حتي اگر كابل هاي انتقال شبكۀ برق از مجاورت محل موردنظر هم عبور كرده باشند، در اين گونه موارد، يعني مصارف جزئي برق، بهره گيري از سيستم هاي برق خورشيدي بسيار با صرفه تر است.