انواع پنل های خورشیدی

پنل های خورشیدی

جهت توضیح انواع پنل خورشیدی باید بیان کرد که ماده تشکیل دهنده اکثر پنل های خورشیدی سیلیکون می باشد ولی جنس ماده اولیه، درصد خلوص، تکنولوژی ساخت و … باعث تفاوت در پنل های تولیدی می شود که هرکدام از این آیتم ها روی کیفیت، طول عمر و راندمان پنل ها تاثیر مستقیم دارد.

در ادامه به بررسی پنج نوع از پنل های خورشیدی می پردازیم:

1. پنل های خورشیدی پلی کریستال Polycrystalline Photovoltaic Panels
2. پنل های خورشیدی مونو کریستال Monocrystalline Photovoltaic Panels
3. پنل های خورشیدی رشته ای String Ribbon Photovoltaic Panels
4. پنل های خورشیدی تین فیلم Thin Film Photovoltaic Panels

• پنل های خورشیدی سیلیکون غیر کریستالی Amorphous Silicon Photovoltaic Panels
• پنل های خورشیدی کادمیم تلوراید Cadmium Telluride Photovoltaic Panels
• پنل های خورشیدی کادمیم تلوراید

5. پنل های خورشیدی آینده

کریستال سیلیکونی

به جرات میتوان گفت بیش از 85%پنل های خورشیدی موجود در جهان از نوع پنل های سیلیکونی می باشند.

و در حال حاضر بیش از 95% پنل های استفاده شده در ایران پنل های سیلیکونی است.

البته این پنل‌ها از نظرات مختلفی با یکدیگر متفاوت هستند که اصلی ترین عامل، خلوص سیلیکون می باشد. چون هر اندازه اتم های سیلیکون با نظم بهتری کریستال شده باشند شرایط مناسب تری برای تولید انرژی خواهند داشت. راندمان پنل ها رابطه مستقیم با خلوص سیلیکون دارد ولی بدلیل هزینه های بالای خالص سازی سیلیکون همیشه بین افزایش راندمان و کاهش قیمت تمام شده باید یک تعادل منطقی ایجاد شود.

پنل های کریستال سیلیکونی به دو دسته اصلی تقسیم بندی می شوند.

• پلی کریستال
• منو کریستال

 
پنل های خورشیدی پلی کریستال  Polycrystalline Photovoltaic Panels

در ابتدا پنل های خورشیدی سیلیکونی با تکنولوژی چند کریستاله ساخته شد و به مشتریان ارائه گردید.

در این تکنولوژی به فرآیند خالص سازی سیلیکون احتیاج نیست و بعد از ذوب کردن سیلیکون و انجام مراحل ساخت از اتصال ویفرهای برش خورده پنل خورشیدی در ابعاد و توان های مختلف تولید می شود.

از مزایای این نوع پنل می توان به موارد ذیل اشاره کرد:

• فرآیند ساخت آسان
• هزینه تمام شده پایین
• غیر سمی بودن سیلیکون
• حداقل کردن اتلاف سیلیکون در مراحل ساخت
• وابستگی کمتر نسبت به کیفیت سیلیکون مصرفی

از معایب این نوع پنل می توان به موارد ذیل اشاره کرد:

• راندمان پایین
• حساسیت بیشتر به دمای محیط

پنل های خورشیدی مونو کریستال  Monocrystalline Photovoltaic Panels

پنل-خورشیدی-مقاله

در ادامه ساخت پنل های خورشیدی سیلیکونی جهت بالابردن راندمان کمپانی های ساخت پنل خورشیدی در مراحل ساخت و تولید، مرحله خالص سازی کریستال های سیلیکونی را نیز انجام شد. این امر باعث گردید کریستال‌های تولیدی از لحاظ خلوص مشابه بهم باشند. به این ترتیب پنل های ساخته شده را مونو کریستال یا تک کریستالی می نامند که این امر از رنگ یک دست و شکل ظاهری پنل ها که به صورت مربع های بدون گوشه هستند قابل تشخیص می باشد.

از مزایای این نوع پنل می توان به موارد ذیل اشاره کرد:

• راندمان بالاتر نسبت به پلی کریستال
• غیر سمی بودن سیلیکون
• ثبات بالا در شرایط فضای باز
• عمر بالای پنل ها

از معایب این نوع پنل می توان به موارد ذیل اشاره کرد:

• هزینه ساخت بالا
• قابلیت تولید کمتر

 
پنل های خورشیدی رشته ای  String Ribbon Photovoltaic Panels

به دلیل پایین بودن راندمان پنل های خورشیدی چند کریستاله در روند تولید کریستال های سیلیکون تغییری ایجاد شد به این شکل که سیم ها یا رشته های مقاوم در برابر حرارت به سیلیکون مذاب وارد می شود حال کریستال تشکیل شده در امتداد این رشته کریستالی نازک به شکل روبان تشکیل می شود. این رشته های کریستالی، با همان تکنولوژی پلی کریستال و بدون خالص سازی سیلیکونی تولید می شوند.

مزیت:

• هزینه ساخت پایین

معایب:

• انرژی بالا در ساخت
• راندمان پایین

پنل های خورشیدی تین فیلم  Thin Film Photovoltaic Panels

جدید ترین تکنولوژی ساخت پنل های خورشیدی تکنولوژی تین فیلم یا نواری می باشد در این روش لایه های نازک از سیلیکون یا مواد دیگر روی سطح قرار می گیرند. همان طور که اشاره شد در این تکنولوژی انحصار سیلیکون شکسته شده و سلول های خورشیدی را از مواد دیگری مثل کادیوم، گالیوم و .. هم ساخته می شود. این تکنولوژی قطعا در آینده محدودیت راندمان در پنل های خورشیدی را می شکند. کارشناسان احتمال رسیدن به راندمان 40% و یا بیشتر را با این تکنولوژی، دور از دست نمی دانند.

انواع پنل تین فیلم:

• سیلیکون غیر کریستالی
• کادمیم تلوراید
• مس ایندیوم گالیوم سلناید

مزایا:

• تولید انبوه ساده
• قیمت پایین
• شکل ظاهری زیبا
• انعطاف پذیر
• حساسیت پایین نسبت به دما و سایه

معایب:

• راندمان پایین
• عمر پایین پنل

 
پنل های خورشیدی سیلیکون غیر کریستالی Amorphous Silicon Photovoltaic Panels  (a-Si)

یکی از انواع پنل های تین فیلم پنل های سیلیکونی غیر کریستال هستند تا کنون بیشترین استفاده از این سری در مقیاس های کوچک مانند ساعت یا ماشین حسابهای خورشیدی می باشد اما با پیشرفت این تکنولوژی استفاده در مقیاس های بزرگ و نیروگاهی را هم فراهم نموده است.

نکته بسیار مهم در این سری از پنل ها این است که برای ساخت پنل های غیر کریستالی حدود 1% سیلیکون استفاده شده در پنل های سیلیکونی کریستالی لازم است.

تکنولوژی ساخت پنل های سیلیکون غیر کریستالی پیشرفته ترین تکنولوژی در پنل های تین فیلم می باشد.

 
پنل های خورشیدی کادمیم تلوراید  Cadmium Telluride Photovoltaic Panels  (CdTe)

یکی از انواع پنل های تین فیلم پنل های ساخته شده از کادمیم تلوراید است  یکی از مهمترین مزایای این نوع پنل هزینه پایین ساخت پنل ها می باشد.

این نوع پنل برترین تکنولوژی ساخت را بین پنل های تین فیلم دارد که حدود 5% کل بازار و حدود 50% بازار پنل های تین فیلم را به خود اختصاص داده است.

نکته قابل اهمیت در این سری پنل ها حداقل بازگشت انرژی از پنل است.

پنل های خورشیدی مس ایندیوم گالیوم سلناید

Copper Indium Gallium Selenide Photovoltaic Panels (CIS/CIGS)

پنل های CIGS در مقایسه با انواع دیگر پنل تین فیلم بالاترین پتانسیل بهروری عملکرد را دارند. نکته قابل توجه بخصوص از لحاظ محیط زیست مواد سمی کمتر نسبت به سری کادمیم تلوراید است.

سری پنل های CIGS حدود 2% کل بازار فتوولتائیک و حدود 20% بازار پنل های تین فیلم را به خود اختصاص داده است.

پنل های خورشیدی آینده

کارشناسان و محققان پنل های خورشیدی توانسته اند پنل های جدیدی را در آزمایشگاه ها طراحی و تولید کنند که قطعا بازار پنل های خورشیدی را با تحولات گسترده ای رو به رو خواهد کرد و با توجه به روند رو به رشد تکنولوژی های ساخت پنل های خورشیدی پیش بینی می شود این پنل ها به زودی سهم گسترده ای از بازار نیروگاه های خورشیدی را به خود اختصاص دهند. از جمله پنل های ذکر شده می توان به موارد ذیل اشاره نمود:

• پنل های خورشیدی ارگانیک
• پنل های خورشیدی پلیمری
• پنل های خورشیدی نقطه کوانتومی
• پنل های خورشیدی رنگ مصنوعی
• پنل های خورشیدی سولفید قلع روی مس
• پنل های خورشیدی پروسکایت