سیستم فتوولتائیک؛ مهم‌ترین فناوری تولید برق خورشیدی

به گزارش جام جم آنلاین، در حال حاضر افزایش مصرف انرژی در جهان به افزایش آلودگی محیط‌زیستی ناشی از مصرف سوخت‌های فسیلی و همچنین پایان منابع انرژی، منجر شده است.

از منابع طبیعی مهم و در دسترس برای کاهش آلودگی زیست‌محیطی سوخت‌های فسیلی، انرژی خورشیدی است که از هزاران سال پیش به‌صورت مستقیم و غیرمستقیم مورد استفاده بشر بوده است. البته خورشید، منبع تمام انرژی­‌های طبیعی ازجمله باد، جذرومد و دریاست. انرژی خورشیدی نسبت به انرژی‌­های طبیعی دیگر از نظر در دسترس بودن و همچنین مقدار انرژی، بسیار در دسترس و انرژی تولیدی بالاتری دارد.

انرژی خورشیدی که زمین در طول یک ساعت جذب می­‌کند، بسیار بیشتر از کل انرژی است که ساکنان زمین در طول ۱۰۰ سال مصرف می­‌کنند. از کاربرد‌های مهم انرژی خورشیدی، تبدیل انرژی خورشیدی به انرژی الکتریکی توسط سیستم ﻓﺘﻮوﻟﺘﺎئیک است که هیچ گونه تهدیدی برای محیط زیست ندارد.

برای تبدیل انرژی خورشید به انرژی برق دو مورد مهم محسوب می‌شود که اول، استفاده از سامانه فتوولتائیک و دوم، استفاده از سامانه جذب گرمایش خورشیدی است. در روش ﻓﺘﻮوﻟﺘﺎئیک، نور خورشید به‌طور مستقیم توسط نیم‌رسانا به برق تبدیل شده و در روش گرمایشی، توان الکتریکی به کمک فرایند ترمودینامیکی و با کمک تجهیزات مبدل گرما به انرژی مکانیکی تبدیل می­‌شود.

از میان این دو روش فناوری فتوولتائیک و گرمایش خورشیدی، روش فتوولتائیک مورد توجه بیشتری قرار گرفته است و از ساده‌ترین روش‌ها محسوب می‌شود. در بسیاری از مناطق ایران به دلیل محدودیت­‌هایی از قبیل صعب‌العبور بودن و شرایط نامساعد و دور بودن از منابع انرژی، امکان برق­‌رسانی برای تامین انرژی لازم، یا وجود ندارد یا مقرون‌به‌صرفه نیست، بنابراین انرژی خورشیدی منبع مناسبی برای تولید برق خواهد بود.

چگونه انرژی خورشیدی به برق تبدیل می­‌شود؟

انرژی خورشیدی، منحصربه‌فردترین منبع انرژی تجدیدپذیر در جهان است و تولید برق از انرژی خورشیدی به دو صورت مستقیم و غیرمستقیم انجام می‌شود. در روش مستقیم انرژی خورشیدی به‌صورت مستقیم، توسط سلول­‌های خورشیدی به انرژی الکتریکی تبدیل می­‌شود که به آن سیستم فتوولتائیک می‌گویند. در روش غیرمستقیم، ابتدا انرژی خورشیدی به انرژی حرارتی و سپس به انرژی الکتریکی تبدیل می‌­شود که آن را سیستم حرارتی خورشیدی می­‌نامند.

فناوری‌­های ساخت سلول خورشیدی

بر اساس نتایج مقاله منتشرشده در پایگاه مرکز اطلاعات علمی جهاد دانشگاهی، از زﻣﺎن شناخت پدیده ﻓﺘﻮوﻟﺘﺎئیک در نیمه اول قرن ۱۹ تاکنون، روش‌­های جدیدی برای ساخت و تولید سلول خورشیدی ایجاد شده است. تا قبل از آن، بسیاری از روش‌­ها به دلیل بازده کم در سطح فعالیت آزمایشگاهی و تحقیقاتی بودند و حضور جدی در صنعت نداشتند، اما از میانه دهه ۱۹۸۰ که اولین سلول خورشیدی با بازده ۲۰ درصد ساخته شد با افزایش قیمت سوخت، توجه ویژه­‌ای به این موضوع نیز شده است. سلول­‌های خورشیدی انواع مختلفی دارند که بر اساس نوع ساخت، دسته‌بندی می­‌شوند.

نتیجه‌گیری

اهمیت امنیت انرژی و کنترل میزان آلودگی هوا و گاز‌های گلخانه‌­ای، ازجمله مواردی هستند که گسترش فناوری انرژی­‌های جدید را غیرقابل چشم‌پوشی کرده و روند رو به رشد آن به فوریتی در توسعه سیستم‌های فتوولتائیک در جهان و ذخیره‌سازی و مقابله با افزایش تقاضا برای انرژی مبدل شده است.