راندمان سیستم های خورشیدی درهوای ابری، بارانی یا برفی

راندمان سیستم خورشیدی درهوای ابری و برفی می‌تواند تحت تأثیرعوامل مختلفی قرار گیرد. شدت تابش خورشیدی دریافتی توسط پنل‌هاست که می‌تواند تحت تأثیرشرایط ابری وبرفی قرارگیرد. درهوای ابری وبرفی، تابش خورشیدی ممکن است کاهش یابد و بنابراین توان تولیدی پنل‌های خورشیدی نیزکاهش می‌یابد.این عوامل نیز می‌توانند راندمان انرژی خورشیدی را تغییر دهند.
برای بهبود راندمان سیستم خورشیدی درشرایط ابری و برفی، می‌توان ازتکنولوژی‌های مدرن مانند ردیاب یا جستجوگرحداکثر توان (MPPT) استفاده کرد که با تنظیم بهینه ولتاژ دریافتی از آرایه خورشیدی، بازده را افزایش می‌دهد. همچنین، رعایت نصب پنل‌ها درشرایط حداقل امکان سایه اندازی و استفاده از تجهیزات مناسب برای حفاظت ازپنل‌ها می‌تواند درکاهش تأثیر شرایط ابری وبرفی برروی راندمان سیستم خورشیدی کمک کند. دراین مقاله با ما همراه باشید تا راندمان سیستم خورشیدی درهوای ابری،بارانی یا برفی بیشترآشنا شوید.

انرژی خورشیدی

انرژی خورشیدی به معنای استفاده از نور خورشید برای تولید انرژی است.این انرژی می‌تواند به صورت مستقیم از تابش خورشید یا با استفاده ازسیستم‌های فتوولتائیک که می‌توانند موقعیت خورشید را دنبال کنند، استفاده شود. پتانسیل انرژی خورشیدی می‌تواند توسط عوامل مختلفی مانند موقعیت جغرافیایی، زمان از روز، پوشش ابرو دسترس بودن زمین تأثیر گرفته شود. انرژی خورشیدی می‌تواند به دو نوع تقسیم شود: خورشیدی منفعل که با استفاده از تابش خورشید برای اهداف عملی استفاده می‌شود وخورشیدی فعال که انرژی‌های تجدیدپذیر به غیرازانرژی زمین ‌گرمایی وبرق جزرومدی را مستقیم یا غیرمستقیم از خورشید می‌گیرند.

سیستم خورشیدی چگونه کار می کند؟

سیستم خورشیدی ازسلول‌های خورشیدی تشکیل شده‌اند که معمولاً از سیلیکون، نیمه‌رسانای غیرفلزی ساخته می‌شوند. سیلیکون می تواند نورخورشید را جذب و به الکتریسیته تبدیل کند. هنگامی که نور خورشید به سلول های خورشیدی برخورد می کند، به الکترون های سلول انرژی می دهد و آنها را به حرکت درمی آورد. این فرآیند به عنوان اثر فتوولتائیک شناخته می شود. الکترون ها از محل اتصال بین لایه های سلول خارج می شوند و جریان الکتریکی ایجاد می کنند. صفحات و سیم‌های فلزی در پنل خورشیدی جریان الکترون‌ها را جذب کرده و الکتریسیته تولید می‌کنند. جریان مستقیم (DC) الکتریسیته تولید شده توسط سلول های خورشیدی به برق جریان متناوب (AC) تبدیل می شود که برای لوازم خانگی وسایر وسایل الکتریکی قابل استفاده است.

برای حداکثر رساندن کارایی پنل‌های خورشیدی باید چکار کرد؟

برای به حداکثر رساندن کارایی پنل های خورشیدی، می توان آنها را به سیستم های ردیابی خورشیدی مجهز کرد. این سیستم‌ها زاویه پانل‌ها را طوری تنظیم می‌کنند که حرکت خورشید را در سراسر آسمان دنبال کنند، بازتاب نور را به حداقل می‌رسانند وبه پانل‌ها اجازه می‌دهند انرژی خورشیدی بیشتری را جذب کنند. اجزای ردیاب خورشیدی شامل پایه ردیاب، درایور برای کنترل شفت موتور، حسگرهایی برای تشخیص پارامترهای القا شده توسط خورشید، موتوری برای کنترل حرکت ردیاب و الگوریتمی است که موقعیت خورشید را با استفاده از زمان، تاریخ و زمان محاسبه می کند.

تاثیر هوای ابری، بارانی برکارایی پنل‌های خورشیدی

هوای ابری تاثیر مهمی بر کارایی پنل‌های خورشیدی دارد. وقتی آسمان ابری وجود دارد، شدت تابش نورخورشید کمترمی‌شود و به ترتیب انرژی کمتری به پنل‌های خورشیدی می‌رسد. با توجه به غلظت توده‌های ابری، صفحات خورشیدی می‌توانند از ۱۰تا 25 درصد از کارایی خود را ازدست بدهند. این کاهش در راندمان پنل‌های خورشیدی می‌تواند عدد بزرگی باشد، اما برخی منابع مشخص می‌کنند که پنل‌های خورشیدی در شرایط ابری کارایی خود را ازدست نمی‌دهد. این موضوع ممکن است بستگی به نوع پنل خورشیدی، کیفیت ساخت و دیگر عوامل فنی داشته باشد. به عنوان یک مثال عمومی، تابش خورشید توسط اجزای جو زمین، جذب، پراکنده و منعکس می‌شود و سلول‌های خورشیدی داخل پنل خورشیدی آن‌ها را جذب و تبدیل به انرژی الکتریکی می‌کنند. میزان تشعشعات وارد شده به اتمسفر زمین نسبت به فضای بیرونی کمتراست. برای مدیریت بهتر تاثیر هوای ابری بر روی توان خروجی نیروگاه‌های خورشیدی، می‌توان از راه‌های مختلفی مانند استفاده از تکنولوژی‌های پیشرفته درساخت پنل‌ها، استفاده از مواد منع برای استفاده ازپنل‌های خورشیدی با کارایی بالاتر در شرایط ابری استفاده کرد.

کارایی پنل‌های خورشید در شب

پنل‌های خورشیدی درشب برق تولید نمی‌کنند چون برای تولید انرژی و برق، نیازمند نورهستند. در طول شب، نور ماه و نورهای مصنوعی کمتر هستند و بنابراین انرژی تولید شده بسیار کم و ناچیز است. اگر پنل‌های خورشیدی درشب برق تولید می‌کنند، احتمالاً نور محیط برای سیستم پنل خورشیدی شما تاریک است وبه این ترتیب نمی‌تواند انرژی تولید کند. یکی از راه‌های تشخیص اینکه آیا پنل‌های خورشیدی هنوز هم انرژی تولید می‌کنند یا نه، نگاه کردن به چراغ‌های راهنمای داخل خیابان‌ها است. درطول ساعات اوج نور خورشید، پنل‌های خورشیدی ممکن است بیشتر از نیاز شما انرژی تولید کنند. این انرژی مازاد می‌تواند برای تامین برق اضافی در روزهای ابری یا درشب استفاده شود. برای این کار، می‌تواند از فناوری‌هایی استفاده کرد که با اشعه مادون قرمز به عنوان موتور حرارتی عمل می‌کنند.

ذخیره ‌سازی باتری خورشیدی

باتری‌های ذخیره‌سازی انرژی خورشیدی با استفاده ازانرژی خورشیدی تولید شده توسط پنل‌های خورشیدی یا ژنراتورهای بادی، انرژی خورشیدی را ذخیره می‌کنند تا در زمان‌هایی که خورشید نمی‌تابد یا باد نمی‌وزد، بتواند برای تامین انرژی خانه‌ها و مشاغل مورد استفاده شود. این نوع باتری‌ها درچرخه شارژ کار می‌کنند و اجازه می‌دهند تا انرژی ذخیره‌شده درصورت نیاز استفاده شود.

باتری‌های ذخیره‌سازی انرژی خورشیدی مزایای متعددی دارند:

– کاهش وابستگی به شبکه انرژی وافزایش استفاده از انرژی خورشیدی.
– تامین برق پشتیبان درزمان هایی که شبکه انرژی قطع شود.
– کاهش تغییرات آب وهوایی وانتشارگازهای گلخانه‌ای با کاهش وابستگی به سوخت‌های فسیلی.
– امکان استفاده ازانرژی اضافی تولید شده توسط پنل‌های خورشیدی برای کاهش قبض انرژی و کاهش کربن.
برای استفاده از بهترین ویژگی‌های این باتری‌ها، باید نوع و ظرفیت مناسب باتری را انتخاب کرد. ظرفیت باتری نشان‌دهنده میزان انرژیی است که می‌تواند ذخیره کند وهرچه بیشترباشد، انرژی بیشتری می‌توان ذخیره کرد. برخی ازباتری‌های ذخیره‌سازی انرژی خورشیدی مانند باتری‌های 48ولتی با ظرفیت‌های مختلف مانند ۱۰Ah 20A 30Ah، 50Ah، 70Ah، 100Ah وجود دارند که می‌توانند برای اهداف تجاری و صنعتی استفاده شوند. همچنین، برخی از باتری‌ها ازسیستم‌های مدیریت باتری (BMS) هوشمند پشتیبانی می‌کنند که به مدیریت شارژ، تخلیه وجریان بیش از حد باتری کمک می‌کنند.

نتیجه گیری

به طورخلاصه برای بهبود راندمان سیستم های خورشیدی درهوای ابری و بارانی یا برفی می توان آنها را به سیستم های ردیابی خورشیدی مجهز کرد. این سیستم‌ها زاویه پانل‌ها را طوری تنظیم می‌کنند که حرکت خورشید را درسراسرآسمان دنبال کنند، بازتاب نور را به حداقل می‌رسانند و به پانل‌ها اجازه می‌دهند انرژی خورشیدی بیشتری را جذب کنند. سپس پنل های خورشیدی با جذب نور خورشید و تبدیل آن به الکتریسیته از طریق اثر فتوولتائیک کار می کنند و سپس می توان از این الکتریسیته برای تامین انرژی خانه ها و سایر وسایل استفاده کرد.