صفحات خورشیدی در صنعت ساختمان

پنل خورشیدی

صفحات خورشیدی شامل سلول های خورشیدی کنار هم قرار گرفته می باشند. این پنل ها در واقع ورق های نیمه هادی هستند که وظیفه ی تبدیل انرژی خورشیدی به انرژی الکتریکی و گرمایی را دارند. تکنولوژی پنل های خورشیدی برای بهینه سازی مصرف انرژی در ساختمان های سبز به کار برده می شود. صفحات خورشیدی زمانی که تولید شدند ابعاد بسیار بزرگی داشتند و توانایی ذخیره ی انرژی کمی داشتند. اما اخیرا پنل های تولیدی در اندازه های کوچکتری می باشند و به دلیل بالا رفتن بازدهی آن ها، استفاده های زیادی دارند.

انرژی خورشیدی

امروزه به دلیل بالا رفتن جمعیت و استفاده زیاد از منابع انرژی های فسیلی، میزان آنها در حال کم شدن می باشد. در نتیجه انسان به دنبال روش هایی است که استفاده از انرژی های فسیلی و تجدیدناپذیر را کاهش دهد. به کار گرفتن صفحات خورشیدی یکی از این روش هاست که به عنوان یک تکنولوژی برای تامین انرژی ساختمان به کار برده می شود.
انرژی خورشیدی یک انرژی بدون هزینه و پاک می باشد که به محیط زیست آسیبی نمی رساند. امروزه که مسئله ی آلودگی هوا بحران جدی به حساب می آید، استفاده از روش هایی برای تامین انرژی که موجب تولید آلودگی نشود امری مهم محسوب می شود. استفاده از پنل های خورشیدی برای به کارگیری انرژی خورشید جزء این روش هاست.

در سال های اخیر در صنعت ساختمان سازی مصالح مرغوب و عایق بندی مناسب کمتر به کار برده می شود در نتیجه انرژی به مقدار زیادی هدر می رود. انرژی‌های فسیلی هزینه های بالایی دارند. اما انرژی خورشیدی چون رایگان و همیشه در دسترس است، به صرفه تر می باشد و استفاده های مختلفی دارد. این روش راهی مناسب برای کاهش استفاده از سوخت های فسیلی برای تولید انرژی ساختمان و همچنین کاهش هزینه ها و حفظ سلامت انسان و محیط زیست می باشد. در هر ساختمان حدود ۳۵۰ صفحه خورشیدی مناسب است و این تعداد موجب صرفه جویی ۴۰ تا ۶۰ درصد هزینه های برق ساختمان می شود.

تاریخچه پنل خورشیدی

تاریخچه ی بهره برداری از انرژی خورشیدی از صد سال پیش یعنی زمان موتورهای بخار شروع شده است. برای تولید بخار در موتورهای بخار نیاز به انرژی خورشیدی بود تا حرکت کنند. کمی بعد با پیشرفت تکنولوژی صفحات خورشیدی امروزی تولید شدند.
مخترعی امریکایی اولین سلول خورشیدی سیلیکونی را در سال ۱۹۴۱ در آزمایشگاه بل ساخت. صفحات خورشیدی که امروزه وجود دارند از سال ۱۹۵۴ در همان آزمایشگاه تولید شدند.
پنل های خورشیدی امروزی اولین بار در ماهواره های فضایی کاربرد داشتند. بعد از آن در اندازه های کوچکتر ساخته شدند و در ماشین حساب و موارد دیگر به کار گرفته شدند.

پنل های خورشیدی به سه بخش تقسیم بندی می شوند که می توان به موارد زیر اشاره کرد:
صفحات خورشیدی قدرت کم که برای گرم کردن فضا و استخر به کار برده می شود.
صفحات خورشیدی قدرت متوسط که صفحاتی مسطح هستند و برای مصارف مسکونی و تجاری کاربرد دارند.
پنل های خورشیدی با قدرت زیاد که از آینه یا لنز استفاده می کند و موجب متمرکز شدن انرژی می شود. این مدل پنل دارای قدرت بیشتری برای تولید گرما یا برق است و به طور معمول در نیروگاه های تولید انرژی خورشیدی مورد استفاده قرار می گیرد.

نحوه ی کار صفحات خورشیدی

در صورت مونتاژ سلول های خورشیدی، صفحات خورشیدی تولید می شود که به آنها صفحات فتو ولتائیک یا سولار می گویند. نور خورشید تشکیل شده از ذرات ریزی به نام فتون می باشد. سلول های خورشیدی نور خورشید را جذب می کنند و این ذرات را به برق ناپایدار تبدیل می کنند. برق تولید شده برای استفاده در وسایل الکتریکی مناسب نیست و ابتدا باید به مدارهای یکسوساز یا پایدار کننده منتقل شود. این مدارها برقی تولید می کنند که پایدار است و به مدار ذخیره کننده فرستاده می شود. در مرحله ی بعد باطری های مخصوصی که توانایی شارژ و تخلیه کامل دارند را جهت ذخیره ی انرژی برق استفاده می کنند. در نهایت باید برق تولیدی را به شکل برق ۲۲۰ ولت شهری درآورند؛ یعنی مدار اینورتر را بعد از باتری قرار می دهند که برق خروجی از این مدار قابل مصرف در وسایل برقی باشد.

هر کدام از صفحه های خورشیدی مقدار انرژی تولیدی مشخصی دارند. قبل از استفاده بهتر است میزان انرژی مورد نیاز برآوورد شود و بعد تعداد صفحه ها، باطری ها و مدارهای واسط تعیین شود.