پنل های خورشیدی فتوولتائیک نور خورشید را به عنوان منبع انرژی برای تولید الکتریسیته مستقیم مستقیم جذب می کنند. ماژول فتوولتائیک (PV) یک مجموعه بسته بندی شده متصل از سلولهای خورشیدی فتوولتائیک است که در ولتاژها و واتهای مختلف موجود است. ماژول های فتوولتائیک آرایه فتوولتائیک یک سیستم فتوولتائیک است که در برنامه های تجاری و مسکونی برق خورشیدی را تولید و تأمین می کند.

متداول ترین کاربرد جمع آوری انرژی خورشیدی در خارج از کشاورزی سیستم های گرمایش خورشیدی است.

ماژول های فتوولتائیک از انرژی نور (فوتون) از خورشید برای تولید برق از طریق اثر فتوولتائیک استفاده می کنند. اکثر ماژولها از سلولهای سیلیکونی بلوری مبتنی بر ویفر یا سلولهای فیلم باریک استفاده می کنند. عضو ساختاری (بارگیری) از یک ماژول می تواند یا لایه بالا یا پشت لایه باشد. سلول ها همچنین باید از آسیب مکانیکی و رطوبت محافظت شوند. بیشتر ماژول ها سفت و سخت هستند ، اما موارد نیمه انعطاف پذیر بر اساس سلول های فیلم نازک نیز موجود است. سلول ها باید به صورت سری به یکدیگر متصل شوند.

جعبه اتصالی PV به قسمت پشتی خورشیدی وصل شده است و رابط خروجی آن است. در خارج ، بیشتر ماژول های فتوولتائیک از نوع اتصالات MC4 برای تسهیل اتصالات آسان ضد آب در بقیه سیستم استفاده می کنند. همچنین می توان از رابط برق USB استفاده کرد.

اتصالات الکتریکی ماژول برای دستیابی به یک ولتاژ خروجی مطلوب یا به موازات به صورت سری ساخته می شوند تا توانایی جریان مورد نظر (آمپر) را فراهم کنند. سیمهای رسانا که جریان ماژول ها را خاموش می کنند ممکن است حاوی نقره ، مس یا سایر فلزات انتقال رسانا غیر مغناطیسی باشند. دیودهای بای پس از خارج ممکن است در صورت سایه زدن ماژول جزئی برای استفاده در خارج از کشور استفاده یا استفاده شوند ، تا حداکثر تولید خروجی بخش های ماژول هنوز روشن شود.

برخی از ماژول های مخصوص PV خورشیدی شامل کنسانتره هایی هستند که در آن نور توسط لنزها یا آینه ها روی سلولهای کوچکتر متمرکز می شود. این امکان استفاده از سلولهایی را می دهد که هزینه بالایی در واحد سطح دارند (مانند گالیم آرسنید) به روشی مقرون به صرفه.

در پشتیبانی از پانل های خورشیدی همچنین از قاب های فلزی متشکل از اجزای ریلینگ ، براکت ها ، اشکال بازتاب دهنده و فرورفتگی ها برای پشتیبانی بهتر از ساختار پانل استفاده می شود.

در سال 1839 ، توانایی برخی از مواد برای ایجاد بار الکتریکی در معرض نور برای اولین بار توسط الکساندر-ادموند بکرل مشاهده شد. اگرچه پانل های خورشیدی برتر حتی برای وسایل برقی ساده نیز از آنها به عنوان ابزاری برای اندازه گیری نور بسیار ناکارآمد بودند. مشاهده توسط Becquerel دوباره تکرار نشد تا سال 1873 ، هنگامی که Willoughby Smith متوجه شد که این اتهام ممکن است در اثر برخورد نور به سلنیوم باشد. پس از این کشف ، ویلیام گریلز آدامز و ریچارد اوانز دی در سال 1876 "عملكرد نور بر سلنیوم" را منتشر كردند و آزمایشگاهی را كه از آنها برای تكثیر نتایج اسمیت استفاده كردند ، شرح دادند. در سال 1881 ، چارلز فریتس اولین صفحه خورشیدی تجاری را ایجاد کرد ، که توسط Fritts به عنوان "پیوسته ، ثابت و نیروی قابل توجه نه تنها در معرض نور خورشید بلکه برای کم نور شدن و انتشار روز روشن" گزارش شده است. با این حال ، این صفحات خورشیدی به ویژه در مقایسه با نیروگاه های زغال سنگ بسیار ناکارآمد بودند. در سال 1939 ، راسل اول طراحی سلولهای خورشیدی را ایجاد کرد که در بسیاری از صفحه های خورشیدی مدرن مورد استفاده قرار می گیرد. وی طراحی خود را در سال 1941 به ثبت رساند. در سال 1954 ، این طرح برای اولین بار توسط آزمایشگاه های بل استفاده شد تا اولین سلول خورشیدی سیلیکون از نظر تجاری مناسب تولید کند.

بیشتر ماژول های خورشیدی در حال حاضر از سلول های خورشیدی کریستالی سیلیکون (c-Si) ساخته شده از سیلیکون چند کریستالی و تک هسته ای ساخته شده اند. در سال 2013 ، سیلیکون کریستالی بیش از 90 درصد از تولید PV در سراسر جهان را به خود اختصاص داده است ، در حالی که بقیه بازار کلی از فناوری های فیلم های نازک با استفاده از تلورید کادمیوم ، CIGS و سیلیکون آمورف ساخته شده است.

فن آوری های خورشیدی نسل سوم در حال ظهور از سلول های پیشرفته فیلم باریک استفاده می کنند. آنها نسبت به سایر فن آوری های خورشیدی مبدل نسبتاً بالایی را برای هزینه کم تولید می کنند. همچنین ، سلولهای چند منظوره مستطیل شکل با هزینه بالا ، راندمان بالا و بسته بندی شده با بسته های مستطیل ترجیحاً در پنل های خورشیدی در فضاپیماها استفاده می شوند ، زیرا بالاترین نسبت انرژی تولید شده در هر کیلوگرم برداشته شده در فضا را دارند. سلولهای MJ نیمه هادی مرکب هستند و از گالیم آرسنید (GaAs) و سایر مواد نیمه هادی ساخته شده اند. یکی دیگر از فن آوری های در حال ظهور PV با استفاده از سلول های MJ ، فتوولتائیک تمرکز (CPV) است.

در این صفحه می توانید تصاویر PNG رایگان: تصاویر خورشیدی پانل خورشیدی را به صورت رایگان بارگیری کنید