مفهوم راندمان در پنل های خورشیدی

در این مقاله به بررسی دقیقتر راندمان می پردازیم

مفهوم راندمان در پنل های خورشیدی
تبدیل نور خورشید به الکتریسته توسط پنل های خورشیدی صورت میگیرد . این تولیدات دوست داشتنی  ، هر روزه خود را برای به دام انداختن نور خورشید ، در زیر اشعه های آن قرار می دهند!! اما سوال اینجاست که پنل ها تا چه اندازه می توانند از تابشی که دریافت کرده اند ، الکتریسیته تولید نمایند ؟ این سوال بطور ساده معنای راندمان و یا بازدهی (efficiency) را تعریف می کند . در واقع "نسبت انرژی تبدیل شده به انرژی کل دریافت شده " تعریف دقیقتری را از راندمان و یا بازده بیان میکند . این مقدار که معمولا با "% (درصد)" ذکر می شود ، نه تنها در پنل بلکه در تمامی تجهیزات خورشیدی کاربرد دارد . 

با گشترش فناوری جدید که هر روزه به کمک محققان و تولید کنندگان صفحات خورشیدی می آیند اما با این حال صفحات خورشیدی از راندمان کم در عملکرد خود رنج می برند. بیشتر صفحات خورشیدی کمتر از 20٪ بازدهی دارند ، به این معنی که آنها فقط می توانند حدود 20٪ از انرژی دریافتی از نور خورشید را به الکتریسته تبدیل کنند . البته گزارشی از تحقیقات دانشمندان  دنیا حاکی از آنست که به زودی شاهد عرضه پنل های خورشیدی با راندمان بهتری در بازار خواهیم بود. 

امروزه راندمان یک صفحه خورشیدی به کیفیت مواد آن بستگی دارد . بواسطه همین علت می توان گفت که سلول های خورشیدی با راندمان بالا ، قیمت بیشتری هم دارند . مواد نیمه هادی از جمله سیلیکون ، باعث می گردند که الکترون ها با تابش نور خورشید به جنبش درآیند و برق تولید کنند . به حرکت در آوردن الکترون ها  توسط مواد نیمه هادی با کمک اتصالات p-n در ساختار آنها ، صورت می پذیرد. این حرکت الکترون از نیمه هادی نوع n (که الکترون در اکثریت است) به نیمه هادی نوع p (که الکترون در اقلیت است) جریان الکتریکی تولید می کند. مقدار این جریان به دما ، ناخالصی نیمه هادی و تابش نور خورشید بستگی دارد.

انواع مختلفی از مواد نیمه رسانا در طراحی پانل های خورشیدی استفاده می شوند. در اینجا 3 نوع اصلی پانل های خورشیدی و راندمان آنها مورد بحث قرار خواهد گرفت. پنل های خورشیدی مونوكریستالی ، پلی كریستالی و تین فیلم . این نوع پنل های خورشیدی در مقایسه با یکدیگر دارای مزایا و معایبی هستند. در بحث مربوط به راندمان می توانیم پنل ها را بصورت مونوکریستال ، پلی کریستال و تین فیلم مرتب کنیم ، به این معنی که پنل های مونو کریستال دارای بیشترین راندمان (15 تا 20 درصد)و پنل های تین فیلم دارای کم ترین بازدهی(7 تا 13 درصد) می باشند. با این تفسیر می توان استنباط نمود که قیمت پنل های خورشیدی مونو کریستال نسبت به مدل های پلی کریستال و تین فیلم بیشتر است و به نظر می رسد استفاده از پلی کریستال و تین فیلم در پروژه های خورشیدی مقرون بصرفه تر باشد .
تصویر زیر توپولوژی انواع پنل خورشیدی را نشان می دهد ، در پنل های مونو ، گوشه های سلول های خورشیدی کوتاه می شوند تا تعداد مواد مورد استفاده در پنل را کاهش داده و عملکرد سیستم فتوولتائیک را بهینه کنند.
 

در ادامه به مقایسه این سه مدل در ویژگی های : راندمان ، هزینه ، کارآمدی نسبت به سطح اشغال شده و پروسه ساخت می پردازیم .

یكی از مهمترین فاكتورهای راندمان پانل خورشیدی ، دما است كه با افزایش دما ، كارایی كاهش می یابد. بنابراین برای دمای زیاد، صفحات خورشیدی درگیر افت کارایی هستند. پنل های خورشیدی متنوعی در بازارهای خورشیدی با راندمان متفاوت و در نتیجه قیمت های مختلف در دسترس هستند اما پنل های خورشیدی در بهترین حالت بیشتر از 22.8٪ کارآمد نیستند . در اینجا راندمان پنل های 72 سلولی برند یینگلی (YINGLI series 2)  ، به عنوان مثال نشان داده شده است. همانطور که مشخص است از تولیدات این سری در شرایط استاندارد ، بهترین راندمان دارای 17 درصد می باشد .
 

طبق آخرین رده بندی سایت EnergySage ، پنل خورشیدی برند های سان پاور (Sun Power) ، الجی(LG) ، پاناسونیک(Panasonic) ، سیلفاب(SilFab) ، کیوسلز(Qcells) ، کانادیان سولار(Canadian) و ترینا (Trina) علاوه بر داشتن راندمان مناسب ، دارای قیمتی رقابتی و همچنین ضمانت های درخشان 25 ساله هستند . 

در زیر نمونه هایی از تولیدات این برندها به نمایش گذاشته می شود . 

از نمونه پنل های شرکت آمریکایی سان پاور (Sun Power)، سری X :

از نمونه پنل های شرکت الجی(LG Solar) سری های Neon R :

از نمونه پنل های شرکت پاناسونیک(Panasonic) سری HIT ، این پنل ها 96 سلولی هستند و راندمان آنها 19.7% می باشد :

از نمونه پنل های 60 سلولی شرکت سیلفاب(SilFab Solar) سری SLA :

از نمونه پنل های شرکت کیوسلز (Qcells)سری Q-PEAK :

نمونه دیتاشیت از پنل های شرکت کانادین سولار (Canadian Solar) سری HiDM از نوع Perc :

و از نمونه دیتاشیت پنل های چینی شرکت ترینا سولار (Trina Solar) از سری TALLMAX : 

اطلاعات ذکر شده از پنل های تولیدی این شرکت ها صرفاً جهت بررسی راندمان و بازده آنها ، مطرح شد . این پنل ها همانطور که راندمان خوبی دارند ، قیمت بالایی هم نسبت به پنل های دیگر بازار دارند که این مورد توجیه اقتصادی نیروگاه های خورشیدی در ایران را به چالش می کشد . باید در نظر داشت که با توجه به شرایط مطلوب روزهای آفتابی در ایران ، می توان از پنل هایی استفاده کرد که شرایط ضمانتی خوبی به مشتری ارائه می دهند و یا دارای نمایندگی های معتبری در ایران هستند . البته خالی از لطف نیست که گذری هم به تولیدات ایران داشته باشیم : شرکت های تولیدی پنل خورشیدی در ایران از جمله شرکت "سولار صنعت فیروزه" از سالیان پیش به تولید صفحات خورشیدی مشغول است و تولیدات مناسبی نیز در این حوزه دارد . شرکت "تابان" هم از شرکت های خوب در ایران است که تولیدات پنل خورشیدی این شرکت در انواع مونو و پلی کریستال دارای کیفیت قابل قبولیست . با هم نگاهی هم به راندمان این پنل ها داشته باشیم.

پنل های خورشیدی شرکت سولار صنعت فیروزه(SSF) از سری 370 واتی 72 سلولی از نوع Perc :

پنل های خورشیدی شرکت تابان انرژی از سری TBM در نوع پلی کریستال : (توجه داشته باشید که نمونه پلی کریستال این شرکت مثال زده شده)

مجموعه سانان مفتخر است ، با توزیع پنل های خورشیدی با کیفیت و با راندمان مناسب در خدمت هم میهنان عزیز باشد . می توانید برای مشاوره ، خرید و یا طراحی نیروگاه خود با این مجموعه تماس بگیرید .

شرکت سانان سولار پیشرو در فروش پنل های خورشیدی با راندمان بالا از جمله الجی سولار ، ترینا سولار کانادیان سولار سان پاور تابان انرژی سیلفاب این مجموعه با آموزش های رایگان و تخصصی خود در زمینه فتوولتاییک رسالت خود را برای یاری رساندن فرهنگ سولار انرژی در ایران به انجام رسانیده . پنل های خورشیدی با راندمان بالا کدامند بهترین پنل های خورشیدی 2020 رده بندی سولار پنل در دنیا بهترین صفحات خورشیدی برای نیروگاه خانگی 5 کیلووات بهترین صفحه خورشیدی نیروگاه 10 کیلوواتی سه فاز و تکفاز فروش تجهیزات نیروگاه خورشیدی با برترین کیفیت جهان پنل آمریکایی پنل چینی مرغوب