InfoTech Services

👷 طریقه محاسبه مصرف برق

برق همیشه توسط وات و کیلوات محاسبه میشود.

چگونه میتوانیم وات را پیدا کرده و محاسبه کنیم.

قسمیکه شما شاید دیده باشید در بعضی مشخصات مصرفی وسایل برق مصرف وات نوشته میباشد.

فرض مثال بخاری برقی 2000 وات، حال میبینیم که چگونه محاسبه میشود.

وات همیشه ضرب فی ساعت میشود.

یعنی زمانیکه ما بخاری برقی را روشن میکنیم الی یک ساعت 2000 وات برق مصرف دارد خوب اگر در 24 ساعت ما برای 10 ساعت از بخاری برقی 2000 وات استفاده میکنیم اینجا 10 ساعت را ضرب 2000 وات میسازیم.

10x2000=20000

خوب حال که دانستیم در 24 ساعت 10 ساعت از بخاری برقی 2000 وات استفاده کنیم 20000 وات مصرف دارد حال مصرف روز را با مصرف ماه ضرب میزنیم، یعنی 20000 وات ضرب 30 روز 20000x30=600000
اینجا که بخاری برقی 2000 وات در یک ماه با استفاده 10 ساعت در روز 600000 وات میشود، حال وات را به کیلوات محاسبه میکنیم و زمانیکه میگوییم یک کیلوات منظورش از 1000 وات است.

درینجا مجموعه مصرف خود را تقسیم 1000 میکنیم.
یعنی 600000 وات تقسیم 1000 وات که همان یک کیلوات میشود.
600000÷1000=600
جمله مصرف یک ماه 600 کیلوات شد حال فی کیلوات را ضرب پول میسازیم فرض مثال فی کیلوات برق ما 5 افغانی است.
600x5=3000 افغانی
خوب دوستان عزیز قسمیکه گفتیم در بعضی وسایل برقی خانه مصرف وات نوشته میباشد اما در اکثریت دیگر وسایل تنها ولتاج و امپیر درج میباشد حال میبینیم که ولتاژ را با امپیر چیگونه محاسبه کرده تا وات را پیدا کنیم.

درینجا از یک چارجر مبایل شروع میکنیم فرض مثال در مشخصات مصرفی چارجر مبایل نوشته شده 5 ولت 2 امپیر برای پیدا کردن وات ولتاژ را با امپیر ضرب میزنیم یعنی 5x2=10 مجموعه ولتاژ و امپیر مبدل به وات میشود.

حال که دانستیم مصرف چارجر مبایل ما 10 وات در فی ساعت است فرض میکنیم در 24 ساعت ما تنها 2 ساعت مبایل خود را چارج میکنیم.

درینجا 10 وات ضرب 2 ساعت 10x2=20 جمله مصرف دو بار چارج کردن مبایل در روز 20 وات میشود حال مصرف روز را با ماه ضرب میزنیم 20x30=600
بعد از حاصل کردن مجموعه مصرف برق مبایل در یک ماه 600 وات را با تعداد مبایل های خانه ضرب میزنیم فرض مثال در یک خانه 4 مبایل داریم اینجا 600x4=2400 وات
زمانیکه مصرف برق 4 مبایل در یک ماه 2400 وات است که همان 2.4 کیلوات میشود به همین شکل میتوانیم مصرف تمام وسایل خانه را محاسبه کنیم.

ولتاج 👈 V/Volts
امپیر 👈 A/Ampere
وات 👈 W/Watts

سلام دوستان عزیز بعداز مدت های زیاد دو باره برگشتیم .
موقعیت دوکان به زودی......... Shop opening SOON

طریقه محاسبه مصرف برق
دوستان عزیز برق همیشه توسط وات و کیلوات محاسبه میشود
حال میبینیم که چگونه میتوانیم وات را پیدا کرده و محاسبه کنیم
قسمیکه شما شاید دیده باشید در بعضی مشخصات مصرفی وسایل برق مصرف وات نوشته میباشد.
فرض مثال بخاری برقی 2000 وات
حال میبینیم که چگونه محاسبه میشود.
وات همیشه ضرب فی ساعت میشود
یعنی زمانیکه ما بخاری برقی را روشن میکنیم الی یک ساعت 2000 وات برق مصرف دارد خوب اگر در 24 ساعت ما برای 10 ساعت از بخاری برقی 2000 وات استفاده میکنیم اینجا 10 ساعت را ضرب 2000 وات میسازیم
10x2000=20000
خوب حال که دانستیم در 24 ساعت 10 ساعت از بخاری برقی 2000 وات استفاده کنیم 20000 وات مصرف دارد حال مصرف روز را با مصرف ماه ضرب میزنیم یعنی 20000 وات ضرب 30 روز 20000x30=600000
اینجا که بخاری برقی 2000 وات در یک ماه با استفاده 10 ساعت در روز 600000 وات میشود حال وات را به کیلوات محاسبه میکنیم و زمانیکه میگوییم یک کیلوات منظورش از 1000 وات است
درینجا مجموعه مصرف خود را تقسیم 1000 میکنیم
یعنی 600000 وات تقسیم 1000 وات که همان یک کیلوات میشود
600000÷1000=600
جمله مصرف یک ماه 600 کیلوات شد حال فی کیلوات را ضرب پول میسازیم فرض مثال فی کیلوات برق ما 5 افغانی است
600x5=3000 افغانی
خوب دوستان عزیز قسمیکه گفتیم در بعضی وسایل برقی خانه مصرف وات نوشته میباشد اما در اکثریت دیگر وسایل تنها ولتاج و امپیر درج میباشد حال میبینیم که ولتاج را با امپیر چیگونه محاسبه کرده تا وات را پیدا کنیم
درینجا از یک چارجر مبایل شروع میکنیم فرض مثال در مشخصات مصرفی چارجر مبایل نوشته شده
5 ولت 2 امپیر برای پیدا کردن وات ولتاج را با امپیر ضرب میزنیم یعنی 5x2=10 مجموعه ولتاج و امپیر مبدل به وات میشود
حال که دانستیم مصرف چارجر مبایل ما 10 وات در فی ساعت است فرض میکنیم در 24 ساعت ما تنها 2 ساعت مبایل خود را چارج میکنیم
درینجا 10 وات ضرب 2 ساعت 10x2=20 جمله مصرف دو بار چارج کردن مبایل در روز 20 وات میشود حال مصرف روز را با ماه ضرب میزنیم 20x30=600
بعد از حاصل کردن مجموعه مصرف برق مبایل در یک ماه 600 وات را با تعداد مبایل های خانه ضرب میزنیم فرض مثال در یک خانه 4 مبایل داریم اینجا 600x4=2400 وات
زمانیکه مصرف برق 4 مبایل در یک ماه 2400 وات است که همان 2.4 کیلوات میشود به همین شکل میتوانیم مصرف تمام وسایل خانه را محاسبه کنیم
ولتاج 👈 V/Volts
امپیر 👈 A/Ampere
وات 👈 W/Watts

کدام جریان خطرناک تر است، AC یا DC ؟

آیا تا به حال دچار برق گرفتگی شده اید؟
خوب، بسیاری از مردم فکر می کنند که جریان DC نسبت به جریان AC خطرناک تر است تا آنجا که به شوک الکتریکی مربوط می شود. برای فهمیدن اینکه کدام یک خطرناک تر است، اجازه دهید به اصول جریان AC و جریان DC برگردیم

جریان برق AC
الگوی جریان متناوب در موج سینوسی جریان مسیر را به عقب و جلو تغییر می دهد. ما می توانیم جریان AC را در لوازم خانگی، چراغ ها، پنکه ها و غیره پیدا کنیم.

جریان برق DC
جریان مستقیم فقط در یک جهت جریان دار. این را می توان در مدارهای الکترونیکی، باتری ها و غیره یافت

در حالت کلی بگذارید به شما بگویم که جدا از نوع جریان، شدت شوک الکتریکی به عوامل دیگری نیز بستگی دارد. مانند،

مقدار جریان
به عنوان مثال، یک شوک الکتریکی با جریان متناوب 15 تا 20 میلی آمپر می تواند بسیار دردناک باشد. با این حال، یک شوک الکتریکی با 100 میلی آمپر ممکن است باعث مرگ شود

مسیر جریان
عبور جریان از دست راست به پای راست می تواند دردناک باشد. اما هنگامی که از قلب به دست چپ منتقل می شود ممکن است باعث فیبریلاسیون بطنی شود. این وضعیت معمولاً کشنده است.

مدت زمان
شوک الکتریکی با مقدار کمی جریان می گویند؛ همچنین اگر مدت طولانی تری نگه داشته شود می تواند اثر دردناکی ایجاد کند.

مقاومت بدن
مقاومت ارائه شده توسط بدن خیس در برابر شوک الکتریکی در مقایسه با بدن خشک کمتر است.اگر سطح حداقل ولتاژ‌های AC یا DC را در نظر بگیرید، ۵۰V AC در وضعیت خشک و ۲۵V در وضعیت مرطوب، اما DC تا ۱۲۰V برای ارتباط مستقیم و غیر مستقیم در تجهیزات الکتریکی ایمن در نظر گرفته می‌شود. در نتیجه ولتاژ و جریان AC نسبت به DC خطرناک‌تر است.

ظرفیت خازنی
بدن شخص همانند یک رسانه عایق بین سیم فاز و زمین عمل می‌کند که موجب ایجاد ظرفیت خازنی می‌شود. اما می‌دانید که خازن DC را بلوکه کرده و AC را عبور می‌دهد
به طور کلی، امپدانس و مقاومت در DC کمتر از AC می باشد، چون با افزایش فرکانس، امپدانس کاهش پیدا می‌کند. به این صورت، AC در برابر DC آسیب بیشتری وارد می‌کند.
به دلیل رفتار خازنی پوستی که در تماس با هادی حامل جریان است، در صورت تغییر سریع ولتاژ، جریان بیشتری می تواند از بدن عبور کند. مطالعات نشان داده است که دو برابر شدن ولتاژ باعث افزایش هفت برابری جریان می شود

فرکانس AC یا DC
برخی نیز معتقدند که DC با ولتاژ یکسان نسبت به AC خطرناک‌تر است، چون جریان AC چندین بار جهت خود را تغییر می‌ده که علت آن فرکانس است، و قربانی می‌تواند از شوک دوری کند، در صورتی که در DC فرکانسی وجود ندارد.

این موضو به یاد داشته باشید که جریان می‌کشد نه ولتاژ. ولی ولتاژ باید جریان را هدایت کند. درنتیجه آمپر مسئول شوک الکتریکی است نه ولت.

چرا بدن انسان دچار برق گرفتگی می شود؟
این کاملا جالب است که بدانید. جریان از طریق پوست به داخل بدن نفوذ می کند. خارجی ترین لایه اپیدرم پوست از یک ماده پروتئینی به نام کراتین تشکیل شده است.

کراتین بیشترین مقاومت را در برابر عبور برق دارد. بعد از لایه اپیدرم، غدد عرق و سپس رگ های خونی داریم. این غدد عرق و رگهای خونی از یونهای مختلفی تشکیل شده اند که رسانای خوبی برای برق هستند. از این رو، رگ های خونی و غدد عرق مقاومت کمی در برابر عبور برق دارند.

کدام جریان خطرناک تر است، AC یا DC ؟
استدلالهایی به نفع جریان AC و جریان DC وجود دارد. این استدلال ها بر اساس آزمایشات و مطالعات انجام شده بر روی انسانها (از جمله زن و مرد) و متخصصان صنعت است که تجربه کار با هر دو نوع جریان را دارند.

استدلال به نفع جریان DC
قربانیانی که شوک الکتریکی با جریان DC را تجربه کرده اند می گوید که قادر به عقب کشیدن دست خود نیستند زیرا جریان DC به طور مداوم جریان دارد. این اثر شبیه زنگ در برقی است که با جریان DC ارائه می شود. از این رو، اعتقاد بر این است که شوک جریان DC خطرناک تر است.

در حالی که، در مورد جریان AC، فردی که دچار برق گرفتگی شده است می تواند با صفر رفتن جریان دست خود را عقب بکشد. از این رو، اعتقاد بر این است که شوک جریان AC حداقل خطرناک از جریان DC است.آستانه جریان DC بالاتر از آستان AC است. برای تولید تأثیر مشابه جریان AC، جریان DC بیشتری لازم است..

‏AC یک قاتل زنجیره‌ای است
‏AC یک قاتل زنجیره‌ای است، زیرا AC با فرکانس کمتر با سطح ولتاژ یکسان خطرناک‌تر از DC است. به عبارت دیگر، ولتاژ AC با مقدار ۲۳۰V (یا ۱۲۰V) خطرناک‌تر از ولتاژ ۲۳۰v DC یا ۱۲۰V DC است. اما به یاد داشته باشید که DC نیز می‌تواند شما را برشته کند. یعنی اگر می‌گوییم AC خطرناک‌تر است منظورمان این نیست که DC با شما کاری نمی‌کند. آگاه باشید و به هیچ کدام اعتماد نکنید.

ولتاژ و جریان AC با فرکانس کم، برای مثال ۵۰ یا ۶۰ هرتز، نسبت به AC با فرکانس بالاتر (مانند ۵۰۰ یا ۶۰۰ هرتز) خطرناک‌تر است. همچنین جریان‌ها و ولتاژ‌های AC سه الی پنج برابر خطرناک‌تر از DC با همان سطح ولتاژ می باشند.

هنگامی که فرد دچار برق گرفتگی می شود، تمرکز آن فرد خلاص شدن از شر آن و نجات جان است. آنچه در داخل عضلات اتفاق می افتد قابل تشخیص نیست

ولتاژ و جریان DC، باعث ایجاد یک انقباض تشنج آور می‌شود (یک فرآیند غیر قابل کنترل که در آن ماهیچه‌ها کوتاه‌تر و منقبض‌تر می‌شوند) که موجب می‌شود شخص از سمت منبع جریان یا ولتاژی که به آن دست زده است پرت شود.

ولتاژ و جریان AC باعث ایجاد کزاز عضلات می‌شود (وضعیتی که در آن اسپاسم متناوب و لحظه‌ای ماهیچه رخ می‌دهد)، و شخص که با منبع جریان یا ولتاژ AC ارتباط دارد را فریز می‌کند (یا بخش‌هایی از بدن او را فریز می‌کند).

به دلیل رفتار متناوب AC، باعث می‌شود نورون‌های تنظیم سرعت قلب وارد حالت رشته‌سازی شوند که بسیار خطرناک‌تر از DC است. در این حال شوک الکتریک ایجاد می شود و به دلیل رشته رشته شدن منجر به ایست قلبی قربانی می‌شود. در این صورت، قلب فریز شده با احتمال بیشتری نسبت به قلب رشته شده دوباره می‌تواند به حالت عادی برگردد. در این گونه موارد تجهیزات رشته‌زدایی (که واحدهای DC را به بخش رشته‌ای ارسال کرده و قلب را دوباره احیا کرده و به حالت عادی برمی‌گردانند) در خدمات اورژانس پزشکی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

طبق آزمایشات چارلز دالزیل روی مردان و زنان، در صورت شوک الکتریکی با جریان DC انقباض عضلات به طور مداوم است. در حالی که در مورد جریان AC، فردی که دچار شوک الکتریکی می شود دچار یک سری انقباض عضلانی می شود. مجموعه ای از انقباضات عضلانی آسیب بسیار شدیدی به عضلات وارد می کند

توجه

هم جریان و هم ولتاژ AC یا DC خطرناک هستند. مواظب باشید به سیم‌های فاز دست نزنید. در صورت وجود شوک الکتریکی، سعی کنید سریعا منبع تغذیه را قطع کرده و بدن قربانی را از منبع دور کنید (حتما باید قبل از انجام این کار عایق مناسبی داشته باشید). برای تعمیر و عیب‌یابی فقط از پرسنل حرفه‌ای درخواست کمک کنید.

جریان متناوب (AC) و جریان مستقیم (DC) چه هستند و چه تفاوتی دارند؟

جریان متناوب (AC) و جریان مستقیم (DC) - مدیاسافت
جریان متناوب (AC) و جریان مستقیم (DC) دو نوعِ متفاوت از عبور جریان الکتریسیته یا شار الکتریکی در مدار هستند. با مدیاسافت همرا ه باشید.

در جریان مستقیم، بار الکتریکی در یک جهت عبور می­کند. در جریان متناوب، بار الکتریکی به طور تناوبی جهت عوض می­کند. ولتاژ نیز در مدارهای AC گاهی اوقات برعکس می­شود چونکه جریان، جهت عوض می­کند. بیشتر وسایل الکترونیکی دیجیتال با DC کار می­کنند. با این حال درک برخی از مفاهیم DC آسان است. سیم­ کشی­ های بیشتر خانه­ ها AC است، پس اگر بخواهید ماشین زمان موزیکال خود را به پریز متصل کنید، باید AC را به DC تبدیل کنید. AC چند خاصیت مفید دیگر نیز دارد، از جمله تغییر سطح ولتاژ توسط تنها یک قطعه مبدل­ گونه (ترانسفورماتور)، چیزی که باعث می­شود ابزار AC اولین انتخاب ما برای انتقال برق به فاصله­ های دور باشد.

جریان متناوب (AC) چیست؟
جریان متناوب به­ معنی شار بار الکتریکی­ ای است که به­ طور تناوبی جهت عوض می­کند. در نتیجه، سطح ولتاژ نیز همراه جریان برعکس می­شود. AC برای تامین برق خانه ها، ساختمان­ها، دفاتر و غیره استفاده می­شود.

در شاخه های مختلف فیزیک و در پدیده های مرتبط با انتقال ، “شار” در تعریفی کلی و خلاصه به معنای جا به جایی یک حجم از کمیتی جابه‌جا شونده مانند آب، شار الکتریکی و یا جریان الکتریکی از یک سطح خاص در واحد زمان است.

تولید جریان AC
AC توسط دستگاهی که متناوب­ ساز نامیده می­شود، قابل تولید است. این دستگاه یک ژنراتور الکتریکی مخصوص است که برای تولید جریان متناوب طراحی شده است.

تولید جریان AC - مدیاسافت
تولید جریان AC

در این دستگاه یک حلقه سیم درون میدان مغناطیسی چرخانده می­شود، که باعث القای جریان الکتریکی داخل سیم می­شود. انرژی چرخش سیم توسط منابع مختلفی مثل توربین بخار، توربین باد، جریان آب و غیره تامین می­شود. چون سیم گردش می­کند و متناوباً وارد قطبیت­ های مغناطیسی متفاوت می­شود، ولتاژ و جریانِ درون سیم نیز تناوب می­کند.

برای تولید AC در مجموعه­ ای از لوله­ های آب، از ویژگی­های مکانیکی یک پیستون استفاده می­کنیم که آب را داخل لوله عقب و جلو می­برد (جریان “متناوب” فرضی ما).

شکل امواج جریان AC
تا زمانی که جریان و ولتاژ متناوب باشند، AC می­تواند به ­شکل تعدادی موج باشد. اگر یک نوسان­ نما به مدار AC وصل و ولتاژ آن­را رسم کنیم، پس از مدتی طولانی ممکن است شکل­های مختلفی از امواج را ملاحظه کنیم. موج سینوسی متداول­ترین نوع AC است. AC در بیشتر خانه­ ها و دفاتر، ولتاژی نوسان­ کننده دارد که موجی سینوسی تولید می­کند.



موج سینوسی جریان AC - مدیاسافت
موج سینوسی

شکل­های دیگر AC عبارتند از موج مربعی و موج مثلثی. امواج مربعی اغلب در دستگاه­های الکترونیکی دیجیتال و سوئیچ­ دار استفاده می­ شوند و عملکرد آن­ها را آزمایش می­کند.

موج مربعی جریان AC - مدیاسافت
موج مربعی

امواج مثلثی برای آزمایش وسایل الکتریکی خطی مثل آمپلی فایرها مفید هستند.

موج مثلثی جریان AC - مدیاسافت
موج مثلثی

توصیف موج سینوسی
اغلب نیاز است که موج AC را به زبان ریاضی توصیف کنیم. برای این مثال، موج سینوسی متداول را استفاده می­کنیم. یک موج سینوسی سه قسمت دارد: فرکانس، دامنه نوسان و فاز.

با نگاه به ولتاژ، می­توانیم معادله­ای ریاضی برای موج سینوسی ارائه کنیم:

V (t) = Vp sin (2πft + Ø )

V(t) ولتاژ ما است به عنوان تابعی از زمان، به این معنی که با تغییر زمان، ولتاژ هم تغییر می­کند.

VP دامنه نوسان است. این کمیت بیشترین ولتاژی را که موج سینوسی ما در هر یک از دو جهت به­ دست می ­آورد، نشان می­دهد؛ به این معنی که ولتاژ می­تواند VP+ ولت و VP- ولت باشد.

تابع ()sin می­گوید که ولتاژ به شکل یک موج سنوسی متناوب خواهد بود، که نوسانی هموار حول 0V دارد.

2π ثابتی است که فرکانس را از دور (هرتز) به فرکانس زاویه­ای (رادیان در ثانیه) تبدیل می­کند.

f فرکانس موج سینوسی است. این کمیت با واحد هرتز یا تعداد در ثانیه، ارائه می­شود.

t متغیر مستقل ماست: زمان (به ثانیه). با تغییر زمان، شکل موج تغییر می­کند.

φ فاز موج سینوسی را توصیف می­کند. فاز معیاری است که نشان می­دهد شکل موج نسبت به زمان چقدر جابه ­جا می­شود. این کمیت اغلب به­ صورت عددی بین 0 و 360 ­درجه داده می­شود. به­ دلیل ماهیت تناوبی موج سینوسی، اگر موج 360 درجه جابه­ جا شود، مجدداً همان موج به­ دست می­ آید، انگار که 0 درجه جابه­­جا شده باشد. برای سادگی، در ادامه این مقاله آموزشی فرض می­کنیم فاز 0 درجه است.

می­توانیم به پریز مورد اعتمادمان به عنوان مثالی خوب برای نشان دادن عملکرد موج AC رجوع کنیم. در ایالات متحده، برق تامین­ شده برای منزل AC با ولتاژ حدکثر 170 (دامنه نوسان) و 60 هرتز (فرکانس) است. با جایگذاری این اعداد در فرمول بالا معادله زیر را بدست می ­آوریم:

V (t) = 170 sin (2π60t )

می­توانیم از یک ماشین ­حساب دم ­دستی برای رسم نمودار این معادله استفاده کنیم. اگر هم ماشین حسابی دم­ دستمان نبود می­توانیم از یک نرم­ افزار رسم رایگان آنلاین مثل Desmos استفاده کنیم.

موج سینوسی - مدیاسافت

کاربردهای جریان AC
پریزهای برق تقریباً در تمام خانه ­ها و دفاتر از AC استفاده می­کنند، به این دلیل که تولید و ارسال برق AC به فواصل دور نسبتاً آسان است. در ولتاژهای بالا، مثلاً فراتر از 110kV، انرژی کمتری در انتقال توان الکتریکی هدر می­رود. ولتاژ بالاتر یعنی شدت جریان کمتر، و شدت جریان کمتر یعنی حرات تولیدی کمتر در اثر مقاومت در خط انتقال برق. ولتاژ بالای AC توسط ترانسفورماتورها به آسانی پایین آورده می­شود.

AC همچنین قادر به تامین برق موتورهای الکتریکی است. موتورها و ژنراتورها دقیقا یک دستگاه هستند، اما موتورها انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی تبدیل می­کنند. این کار برای بسیاری از وسیله ­ها مثل یخچال، ماشین ظرف­شویی و غیره، که با AC کار می­کنند، مفید است.

جریان مستقیم (DC) چیست؟
جریان مستقیم یعنی شار یا عبور یک طرفه بار الکتریکی. این جریان از منابعی مثل باتری، منابع تغذیه، سلول­های خورشیدی، ترموکوپل یا دینام تولید می­شود. جریان مستقیم می­تواند در رساناها، مثل سیم، شار کند، اما می­تواند در عایق­ها، نیمه ­رساناها یا خلا نیز به­ شکل اشعه یونی یا الکترونی، شار کند.

تولید جریان DC
جریان مستقیم (DC) را می­توان به چند طریق تولید کرد:

یک ژنراتور AC مجهز به دستگاهی به نام “برگردان” می­تواند جریان مستقیم تولید کند
تبدیل AC به DC در دستگاهی به نام “یک­سوساز”
باتری­ها توسط واکنشی شیمیایی داخل خود باتری، DC تولید می­کنند
مجدداً در تشبیه آب، DC شبیه مخزن آبی است که لوله­ ای در انتها دارد.

تولید جریان DC - مدیاسافت
تولید جریان DC

مخزن تنها می­تواند آب را در یک جهت روانه کند: خارج از لوله. مشابه باتری مولد DC، زمانی که مخزن خالی شود، آب دیگر درون لوله­ ها شار نمی­کند.

توصیف جریان DC
DC به عنوان عبور یا شار “یک طرفه” جریان تعریف می­شود؛ و جریان تنها در یک جهت شار می­کند. ولتاژ و جریان ممکن است با گذر زمان تغییر کنند، تا جهت شار تغییر نکند. برای ساده­ سازی، فرض می­کنیم ولتاژ ثابت باشد. مثلاً، یک باتری که 1.5 ولت تامین می­کند، معادله ریاضی آن به­ صورت زیر است:

V(t) = 1.5V

اگر نمودار آن را بر حسب زمان رسم کنیم، ولتاژی ثابت می­بینیم.

نمودار جریان DC - مدیاسافت
نمودار جریان DC

نمودار فوق به این معناست که می­توانیم از بیشتر منابع DC انتظار داشته باشیم با گذر زمان ولتاژی ثابت ارائه کنند. اما در حقیقت، باتری ذره ذره تخلیه می­شود، یعنی با مصرف باتری، ولتاژ آن افت می­کند. با این­ حال در بیشتر مواقع، می­توانیم فرض کنیم ولتاژ ثابت است.

کاربردهای جریان DC
همه پروژه­ های الکتریکی با DC کار می­کنند. هرچیزی که با باتری کار کند، یا توسط آداپتو DC به دیوار وصل شود، یا از کابل USB استفاده کند، بر DC مبتنی است. مثال­هایی از وسایل الکتریکی DC عبارتند از:

تلفن­های همراه
چراغ ­قوه­ ها
تاس دستکشی لیلی­پد D&D
تلویزیون­ های صفحه تخت
وسایل نقلیه الکتریکی و هیبریدی
کل داستان جریان متناوب، جریان مستقیم و کاربردهای آن­ها همین بود. امیدواریم با این مطلب مدیاسافت درک بهتری از این مفاهیم بدست آورده باشید. با این­ حال اگر سوالی درباره این مفاهیم یا هر پروژه الکتریکی و الکترونیکی دارید، لطفا نظرات ارزشمند خود را در قسمت کامنت­های پایین قرار دهید

صرفا داشتن یک سیستم فتوولتائیک ممتاز کفایت نمی‌کند. مخصوصا اگر سیستم شما به شبکه برق متصل نمی باشد، شما به جایی نیاز دارید تا بتوانید انرژی تولیدی پنل ها را در آن ذخیره کنید. داشتن باتری های با اطمینان بالا به شما کمک خواهند کرد تا انرژی که پنل‌های شما در طول روز تولید می‌کنند را ذخیره نمایید. همچنین اگر به شبکه برق متصلید، باتری به شما کمک می‌کنند تا در زمان قطعی شبکه انرژی مورد نیاز خود را تامین کنید. اگر قادر باشید تا بهترین باتری های سولار را در بازار شناسایی کنید، می‌تواند به شما کمک کند تا تصمیم مناسبی در این خصوص بگیرید.

وظایف باتری خورشیدی در سیستم آفگرید
عبارت “باتری خورشیدی” به تجهیزاتی اشاره دارند که انرژی تولید شده توسط پنل‌های خورشیدی را برای استفاده در زمان‌هایی که نور خورشید وجود ندارد ذخیره می‌سازند. باتری خورشیدی در واقع این موضوع را تضمین خواهد کرد که حتی در غیاب خورشید نیز شما قادرید از انرژی خورشیدی استفاده نمایید. این باتری می‌تواند هم در طرح‌های مسکونی و هم تجاری مورد استفاده قرار گیرند.

باتری‌های خورشیدی نقشی حیاتی مخصوصا در سیستم‌های آفگرید دارند. آنها به مانند قلب سیستم خورشیدی آفگرید می‌باشند. وقتی که در حال احداث یک سیستم آفگرید هستید، باتری‌های خورشیدی باید به عنوان یک ارجحیت برای تعیین بازدهی سیستم مورد توجه ویژه قرار گیرد.

با استفاده از باتری‌ها، شما این قابلیت را ایجاد می‌کنید تا بتوانید از سیستم خورشیدی خود در طول شبانه‌روز بهره ببرید. در مواقعی که شما به انرژی بیشتری نسبت به انچه که تولید می‌کنید نیاز دارید، شما به راحتی قادر خواهید بود این کسری انرژی را از باتری های خود تامین کنید.

انواع مختلف باتری‌های مورد استفاده در سیستم‌های خورشیدی
برای اینکه بتوانید باتری مناسبی برای سیستم فتوولتائیک خود برگزینید ابتدا نیاز دارید انواع باتری‌های موجود در بازار را از نظر تکنولوژی ساخت و مکانیزم عملکرد بشناسید. این شناخت برای درک صحیح عملکرد باتری‌ها و همچنین تعمیرات و نگهداری آنها در حین بهره‌برداری نیز بسیار ضروریست. فراوانی تکنولوژی باتری امکان معرفی تمامی آنها را در این مقاله غیر ممکن می‌کند. به همین دلیل 4 تکنولوزی متداول و رایج در صنعت خورشیدی را به تفصیل و به شرح ذیل ارائه خواهیم کرد.

1- باتری های اسید - سربی (Flooded Lead Acid Batteries)
این باتری‌ها در بازار به عنوان باتری‌های اسیدی و در نرم افزارهای طراحی سیستمهای فتوولتائیک با عنوان Flooded شناخته می‌شوند. برای سالیان متمادی، این باتری‌ها به عنوان باتری‌های مورد علاقه در سیستم‌های خورشیدی محسوب می‌شدند. این مدل از باتری‌ها برای حدود 150 سال مورد استفاده قرار گرفته‌اند. باتری های اسید – سربی (flooded)، که به عنوان سلول‌های تر هم شناخته می‌شوند بسیار مقرون به صرفه بوده و تا 99 درصد پس از اتمام دوره عمر مفید تجدیدپذیر می‌باشند.

مزایا و معایب باتری های Flooded
بر مبنای طراحی، آنها به راحتی قادرند سیکل شارژ روزانه را فراهم کنند. مهمترین مزیتشان قیمت پایین و قابلیت اطمینان و ایمنی بالای آنها می‌باشد. هر چند این باتری‌ها معایب و مشکلات خاص خود را نیز دارا می‌باشند که در ذیل به تعدادی از آنها اشاره می‌کنیم:

مقادیر قابل توجهی از گاز به دلیل عملکرد آنها تولید می شود. بنابراین نیاز دارند در جایی نصب شوند که تهویه مطلوب فراهم است.
حجم و وزن بالاتری نسبت به سایر انواع باتری‌ها دارند.
به صورت مستمر و منظم نیازمند سرویس و نگهداری می باشند.
به دلیل اینکه از مایع اسیدی در آنها استفاده شده است حتما باید به صورت عمودی قرار گرند تا از نشت مایع اسیدی آنها جلوگیری شود.
باتری های اسید – سربی نیازمند این هستند تا صفحاتشان همواره در مایع نگهداری شوند. به همین دلیل است که از عبارت Flooded برای نام آنها استفاده شده است. شما نیاز خواهید داشت تا در هر بازه 1 تا 3 ماهه سطح مایع را بررسی کرده و در صورت نیاز به آن اضافه کنید. برای کسانی که تعمیرات دوره ای این باتری ها را فراموش نمی کنند، این باتری ها بهترین گزینه هستند. اینها البته به صرفه‌ترین انواع باتری‌های موجود در بازار هستند. هرچند به دلیل بسیاری از معایبی که ذکر شد، بساری از مالکین سیستم‌های برق خورشیدی ترجیح می‌دهند از دیگر مدل‌های باتری در بازار استفاده کنند.

2- باتری های صفحه جاذب (Absorbent Glass Mat - AGM)
باتری های AGM نوع دیگری از انواع باتری‌های موجود در بازار هستند که از اوایل دهه 1980 محبوبیت یافته و مخصوصا برای مقاصد و خودروهای نظامی مورد استفاده قرار گرفتند. این نوع باتری در واقع نسخه مهر و موم شده باتری اسید – سربی می باشد و به همین دلیل در بازار علاوه بر AGM به عنوان باتری‌های Sealed Acid یا با اختصار Seald نیز شناخته می‌شوند. در این فرم از باتری اسید – سربی، یک صفحه فایبرگلاس برای جذب الکترولیت مورد استفاده قرار می گیرد.

در باتری‌های AGM، صفحه‌ها یا مانند باتری‌های اسید – سربی تخت هستند یا مانند باتری‌های اپتیما دور یک ستون حلقه شده اند. یک مزیت اصلی باتری های AGM این است که آنها از مقاومت داخلی بسیار پایین‌تری در مقایسه با باتری های flooded برخوردار هستند. بنابراین، این باتری‌ها می توانند درجه حرارت بیشتری را تحمل کرده و در مقایسه با سایر انواع باتری‌ها زمان دشارژ کمتری داشته باشند.

مزایا و معایب باتری های AGM
برخلاف سلول های باتری های flooded، سلول ها در باتری های AGM ضد نشت و چکه می باشند و به همین دلیل نیازمند تهویه هوا نمی باشند. اگر چه مانند باتری های flooded از ولتاژ یکسانی بهره برده و برای سیستم های فتوولتائیک مناسب می باشند. این موارد نشان می دهد که این باتری ها می توانند به صورت ترکیبی با باتری های flooded مورد استفاده قرار گیرند اگر چه چنین عملی از سوی ما توصیه نمی شود. دیگر مزیت استفاده از باتری های AGM این است که آنها اساسا مخاطه آمیز نیستند، در برابر سرما مقاومند و نسبتا سبک هستند.

آنها همچنین به دلایلی که ذکر شد دیرتر گرم می‌شوند و قادرند بار استاتیک را در بازه زمانی طولانی در خود نگهداری کنند. برخلاف باتری‌های flooded ، دارای طول عمر بالایی بوده و البته در مقایسه با رقیب خود اندکی گرانتر می‌باشند و البته گزینه بسیار مناسبی برای یک سیستم خورشیدی آفگرید هستند.

3- باتری های ژل (Gel Battery)
باتری های ژل در واقع نوع دیگری از باتری های Sealed می باشند. این باتری‌ها برای کاربردهای چرخه عمیق (Deep cycle) بسیار مناسبند و از فوم سیلکا به عنوان عامل ضخیم کننده الکترولیت استفاده می‌کنند. سیلکا فومی شکل باعث می‌شود سلول‌ها محکم تر شوند. از مزایای اصلی باتری‌های ژل می‌توان به طول عمر بالا، عدم نیاز به سرویس و نگهداری و مقاوم بودن در برابر ضربات و نوسانات خارجی اشاره کرد.. این باتری‌ها همچنین در هوای گرم و سرد عملکرد خوبی از خود نشان می‌دهند و چرخه کار بسیار عالی دارند. همچنین با وجود الکترولیت ویسکوزه، سلول ها در زمان آسیب نشتی نخواهند داشت.

با همه این موارد، باتری‌های ژل دارای معایب بیشتری در مقایسه با سایر باتری‌ها می‌باشند که از محبوبیت آنها کاسته است. این باتری‌ها بدون تهویه بوده و تخلیه داخلی آنها اندکی بیشتر از باتری‌های sealed و flooded می‌باشد. دارای پروفیل شارژ بسیار باریکی بوده و در صورتیکه فرآیند شارژ به درستی انجام نشود به راحتی معیوب می‌شوند. ولتاژ شارژ پایینی دارند که همین امر باعث می شود به راحتی در اضافه شارژ آسیب بیینند. با وجود همه معایبی که عنوان شد بسیار گرانتر از باتری‌های دیگر بوده و به همین دلیل کمتر مورد استفاده قرار می‌گیرند.

4- باتری های لیتیوم - یون (Lithium-ion Batteries)
آخرین نوع باتری که در این مقاله مورد بررسی قرار می‌گیرد باتری‌های لیتیوم – یون هستند. این باتری‌ها از تکنولوژی بسیار جدیدی بهره می‌برند و البته از دهه 1970 نمونه‌های اولیه آن در بازار وجود داشته است. این باتری‌ها بیشتر در گوشی‌های موبایل، تبلت ها و لپ‌تاپ ها مورد استفاده قرار گرفته است هر چند که در سال‌های اخیر محبوبیت ویژه‌ای برای استفاده در صنایع انرژی تجدیدپذیر بدست آورده‌اند. اگرچه بسیار گرانتر از سایر انواع باتری‌ها می‌باشند، اما مزایای متعددی را ارائه می‌دهند که قیمت بالای آنها را جبران می کند. برخی از این مزایا عبارتند از :

طول عمر بسیار بالا
مصرف توان با بازدهی بالاتر
عدم نیاز به تعمیرات و سرویس دوره ای
تخلیه عمیق‌تر (ظرفیت ذخیره سازی بالاتر)
عدم انتشار گاز
به همین دلیل این باتری‌ها می‌توانند گزینه بسیار مناسبی برای سیستم‌های خورشیدی آفگرید باشند و به همین دلیل در سال‌های اخیر بسیاری از مردم آنها را جایگزین باتری‌های اسیدی قدیمی کرده‌اند. این باتری‌ها به راحتی و در بازدهی بالا شارژ شده و دوام بالایی دارند که همین ار یکی از مهمترین مزایای آنها می باشد. یک باتری لیتیوم – یون به راحتی قادر است چرخه شارژ بین 3000 تا 5000 سیکل داشته باشد.

شارز و دشارژ عالی و پربازده آنها نیز به این موضوع کمک می‌کند که گزینه بی نظری برای سیستم های سولار باشند. در کنار همه این مزایا البته باید به قیمت بالای آنها نیز توجه کرد. یک باتری لیتیوم – یون می تواند تا 4 برابر گرانتر از یک باتری flooded باشد. بنابراین در محاسبات خود این نکته را فراموش نکنید.

کدام باتری مناسبتر است؟
دو باتری دسته اول یعنی باتری های Flooded و Sealed قادرند جریان الکتریکی بالا در زمان کم تامین کنند. اینها در واقع بیشتر مناسب خودرو هستند. چرا که شما در خودرو جریان راه اندازی بالایی برای استارت نیاز دارید و پس از روشن شدن خودرو، دینام باتری را شارژ کرده و بعد آن تمام انرژی الکتریکی مورد نیاز خودرو از طریق دینام تامین می‌شود. بنابراین در این باتری‌ها صفحات الکترولیت به گونه‌ای طراحی می‌شوند که بتوانند جریان بالا را در زمان کوتاه تامین کند.

در باتری‌های سری دوم یعنی Gel و Lithium-Ion باتری قادر به تامین جریان راه اندازی بالا نیست. این باتری‌ها به صورت چرخه عمیق طراحی شده‌اند تا بتوانند فرآیند شارژ و دشارژ بیشتری نسبت به باتری‌های فوق داشته باشند اما قادر به تامین جریان بالا نیستند. بنابراین مناسب خودرو نبوده و در عوض برای سیستم های فتوولتائیک که فرآیند شارژ و دشارژ بیشتری را در جریان های معمولی نیاز دارند مناسبند. البته ذکر این نکته نیز ضروریست که اگرچه باتری های GEL و Lithium-Ion مناسب استفاده در خودرو نیستند، اما باتری های Sealed و Flooded می‌توانند در سیستم‌های فتوولتائیک مورد استفاده قرار گیرند اما با این نکته که عمر مفید کمتری خواهند داشت که البته در برابر تفاوت قیمت آنها به صرفه به نظر می رسد

بهترین نوع پنل خورشیدی کدام است؟مونو کریستال ، پلی کریستال یا تین فیلم؟
ممکن است شما به خرید پنل خورشیدی فکر کنید اما اغلب هنگامی که می خواهید نوع پنل خورشیدی مورد نیازتان را مشخص کنید با سردرگمی مواجه خواهید شد و نمی دانید بهترین انتخاب پنل برای شما کدام نوع است ؟ پارامتر های بی شماری وجود دارد که باید در هنگام خرید پنل خورشیدی مد نظر قرار دهید تا بتوانید برای سیستم فتوولتاییکتان یک انتخاب شایسته داشته باشید.

در این آموزش آنچه که باید در مورد انواع مختلف پنل یا صفحه خورشیدی برای پروژه های مسکونی بدانید ، گفته خواهد شد. ( مونو کریستال ، پلی کریستال ، تین فیلم )

انواع مختلف پنل های خورشیدی که در بازار موجود است ، نقطه آغاز ما برای بررسی است و مزایا و معایب هر کدام از پنل ها در ادامه تشریح خواهد شدو سپس چند سناریو عمومی برای استفاده منازل مسکونی مطرح و پنلی که برای آن سناریو گزینه بهتری است معرفی خواهد شد. همواره برای هر پروژه، نوع خاصی از پنل خورشیدی بیشترین کارآیی را خواهد داشت و هرکدام از انواع پنل ها مزایا و معایب خاص خود را به همراه خواهند داشت.



سلول های خورشیدی بر پایه سیلیکون کریستالی

در حال حاضر بیش از ۹۰% از سلول های فتوولتاییک از انواع مختلف سیلیکون ساخته می شوند. در سال ۲۰۱۱ حدود ۹۵% از پنل هایی که برای اجرای سیستم های فتوولتاییک خانگی در ایالات متحده فروخته شده است از نوع سیلیکون کریستالی بوده است.

از سیلیکون به شکل های مختلفی برای ساخت دستگاه های فتوولتاییک استفاده می شود که مهم ترین تفاوت در خلوص سیلیکون مورد استفاده است.



خلوص سیلیکون واقعا به چه معناست ؟

هرچه مولکول های سیلیکون منظم تر در کنار هم قرار گیرند سلول خورشیدی بهتری برای تبدیل نور خورشید به الکتریسیته خواهیم داشت.(اثر فتوولتاییک)

بازده پنل های خورشیدی رابطه ی مستقیمی با خلوص سیلیکون دارد اما فرآیند افزایش خلوص سیلیکون بسیار هزینه بر و گران است و بر این اساس بازدهی پنل نباید برای شما اولویت اول محسوب شود چرا که اغلب عواملی مانند هزینه و فضای مورد نیاز برای مشتریان مهم تر است.

سیلیکون کریستالی پایه و اساس سلول های خورشیدی مونو کریستال و پلی کریستال است.



سلول های خورشیدی پلی کریستال ( سیلیکون چند کریستالی )

اولین پنل های خورشیدی بر پایه سیلیکون چند کریستالی ساخته شدند ، که به عنوان پلی سیلیکون ( P-Si ) یا سیلیکون مولتی کریستال ( mc-Si ) نیز شناخته می شوند. این نوع پنل ها در سال ۱۹۸۱ وارد بازار شدند.

بر خلاف پنل های خورشیدی مونوکریستال ، تولید پنل های پلی کریستال به فرآیند خالص سازی سیلیکون ( Czochralski ) که بسیار پرهزینه است، نیازی ندارد. در ابتدا سیلیکون خام ذوب و در یک قالب مستطیل شکل ریخته می شود و پس از سرد شدن به شکل ویفر های کاملا مستطیل برش می خورد.در شکل زیر میتوان پنل خورشیدی پلی کریستال را مشاهده نمود.

پنل خورشیدی پلی کریستال



مزایای پنل های خورشیدی پلی کریستال :

فرآیند تولید سیلیکون پلی کریستال ساده تر و کم هزینه تر است. میزان ضایعات سیلیکون در مقایسه با تولید سیلیکون مونوکریستال کمتر است.
پنل های خورشیدی پلی کریستال از نظر تحمل دما در مقایسه با پنل های مونوکریستال تحمل دمایی کمتری دارند. به لحاظ فنی این بدان معناست که در دمای بالا بازدهیشان کمتر از پنل های مونوکریستال است.حرارت می تواند بر عملکرد پنل های خورشیدی تاثیر منفی بگذارد و طول عمر پنل های خورشیدی را کم کند. با این حال این تاثیرات در حد اندک است و اغلب مشتریان برای استفاده خانگی نیازی به در نظر گرفتن این پارامتر نخواهند داشت.
معایب پنل های خورشیدی پلی کریستال :

راندمان پنل های خورشیدی پلی کریستال عموما بین ۱۳ الی ۱۶% است.به علت خلوص کمتر سیلیکون مورد استفاده در ساخت پنل های پلی کریستال ، این نوع پنل ها بازدهی پنل های خورشیدی مونوکریستال را ندارند.
راندمان کمتر در بهره برداری از فضا : شما عموما برای تامین یک توان ثابت ، نسبت به پنل های مونوکریستال به صفحات بزرگتری از جنس سیلیکون پلی کریستال نیاز خواهید داشت. با این حال این بدان معنی نیست که هر پنل مونوکریستالی بازدهی و عملکرد بهتری نسبت به پنل های پلی کریستال دارد.
پنل های خورشیدی مونوکریستال و تین فیلم ( Thin Film ) به لحاظ داشتن سلول های یکرنگ در مقایسه با پنل های پلی کریستال با رنگ آبی خالدار ( بلور های ریز و درشت ) دارای زیبایی بیشتری هستند.
سلول های خورشیدی مونو کریستال

سلول های خورشیدی که از سیلیکون مونو کریستال ( mono-Si ) ساخته می شوند و گاها تک کریستالی نیز نامیده می شوند به سادگی از طریق رنگ یکپارچه و ظاهر سلول ها قابل شناسایی هستند که این رنگ یکپارچه اشاره بر خلوص بالای سیلیکون مورد استفاده دارد. در تصویر زیر شما می توانید یک پنل خورشیدی مونو کریستال را مشاهده نمایید.

این مطلب را از دست ندهید پرورش جلبک برای تولید غذا، سوخت و حتی برق
پنل خورشیدی مونوکریستال

یک راه خوب برای تشخیص نوع پنل خورشیدی شکل ظاهری سلول ها است که در پنل های پلی کریستال سلول ها کاملا به شکل مستطیل با بافت نامنظم و بلوری شکل و بدون گوشه های گرد در کنار هم قرار گرفته اند اما در پنل های مونو کریستال مربع ها دارای گوشه های گرد و دارای رنگ و بافت کاملا یکنواخت هستند.

چرا شکل ظاهری سلول های مونو کریستال متفاوت است؟

سلول خورشیدی پلی کریستال و مونوکریستال

حتما متوجه گوشه های گرد سلول های مونوکریستال شده اید. سلول های خورشیدی مونو کریستال از شمش های سیلیکون ساخته می شوند که در ابتدا به شکل یک استوانه هستند. برای بالابردن راندمان و حداکثر استفاده از مساحت پنل، باید سلول ها به شکل مربع در کنار هم قرار گیرند تا بیشترین سطح پنل را پوشش دهند، اما از آنجا که تولید سیلیکون مونوکریستال فرآیند بسیار هزینه بری است با صرف نظر از گوشه های ۹۰ درجه مقدار پرتی کاهش می یابد در نتیجه شکل ظاهری سلول های مونوکریستال معمولا به شکل مربعی با گوشه های گرد است. البته از قسمت های بریده شده دایره در ساخت پنل های خورشیدی کوچک نیز استفاده می گردد.

در شکل زیر نیز مشاهده می نمایید با اندکی گرد شدن گوشه ها، مقدار پرتی به طور چشمگیری کاهش می یابد و مساحت سلول قابل ساخت از دایره با مساحت یکسان نیز افزایش می یابد.

شکل خاص سلول های مونوکریستال







مزایای سلول های مونو کریستال :

از آنجا که پنل های مونو کریستال از سیلیکون با کیفیت بالا ساخته می شود ، بالاترین بهره عملکرد را دارند به گونه ای که راندمان پنل های خورشیدی مونوکریستال معمولا بین ۱۵ الی ۲۰ درصد می باشد.
شرکت SunPower در ایالات متحده برترین پنل های مونوکریستال از نظر راندمان را تولید می کند به گونه ای که در محصولات تجاری این شرکت در سال های قبل از ۲۰۱۱ ، پنل های خورشیدی سری E20 دارای بازده ۲۰/۱% بوده است و در سال ۲۰۱۳ سری جدیدی از این پنل ها را تحت عنوان سری X روانه بازار نموده که دارای بازدهی ۲۱/۵% می باشد.
پنل های مونو کریستال در بهره برداری از فضا راندمان بیشتری دارند و فضای کمتری برای نصب نیاز دارند. از آنجا که پنل های خورشیدی مونو کریستال در واحد سطح یکسان بالاترین توان الکتریکی را در خروجی ایجاد می نمایند ، به فضای کمتری نیاز دارند. پنل های مونوکریستال در سطح یکسان ۴ برابر پنل های خورشیدی تین فیلم برق تولید می نمایند.
بالاترین عمر در بین پنل های خورشیدی مربوط به پنل های مونوکریستال است و به همین علت اکثر کارخانه های سازنده ، پنل های خورشیدی مونوکریستال را تا ۲۵ سال گارانتی می کنند.
پنل های مونوکریستال در شرایط نور کم در مقایسه با پنل های پلی کریستال عملکرد و بازده بهتری دارند.
معایب پنل های خورشیدی مونوکریستال

پنل های خورشیدی مونوکریستال ،گران ترین نوع پنل خورشیدی موجود در بازار هستند. از دیدگاه مالی یک پنل خورشیدی که از سیلیکون پلی کریستال ساخته شده است ( در برخی شرایط تین فیلم ) می تواند برای مشتریان بخش خانگی انتخاب مطلوب تری باشد.
در صورتی که بر روی قسمتی از پنل سایه بیفتد ، کثیف یا غبار آلود شود یا زیر برف برود می تواند باعث از کار افتادن کل سیستم شود. اگر فکر می کنید سیستم شما ممکن است توسط عوامل ذکر شده در معرض خطر قرار گیرد ، به جای استفاده از اینورتر مرکزی از میکرواینورتر ها استفاده نمایید. استفاده از چند میکرواینورتر به شما کمک می کند تا مطمئن شوید با افتادن سایه یا سایر موارد روی یکی از پنل ها ، کل سیستم شما از کار نمی افتد.
فرآیندی تحت عنوان Czochralski برای تولید سیلیکون مونوکریستال مورد استفاده قرار می گیردکه در نهایت موجب ایجاد یک شمش استوانه ای می گردد سپس چهار گوشه از شمش سیلیکون بریده می شود تا ویفر های سیلیکون ساخته شوند که این امر موجب می شود تا مقدار قابل توجهی از سیلیکون اصلی به صورت ضایعات در آید.
پنل های مونو کریستال در آب و هوای گرم بازدهی بیشتری دارند ، عملکرد این پنل ها با افزایش دما افت می کند اما معمولا مقدار کاهش آن از پنل های پلی کریستال کمتر است که معمولا برای اغلب مشتریان درجه حرارت اهمیت چندانی نخواهد داشت.


سلول خورشیدی String Ribbon

سلول خورشیدی رشته ای از سیلیکون پلی کریستال ساخته می شود. رشته روبان یا String Ribbon نام یک تکنولوژی است که جهت تولید یک شکل خاص از سیلیکون پلی کریستال به کار می رود. در این روش سیم های مقاوم در برابر حرارت وارد سیلیکون مذاب می شوند ، بین این سیم ها یک روبان نازک از جنس سیلیکون پلی کریستال تشکیل می شود و از سوی دیگر به صورت روبان خارج می شود. پنل های خورشیدی که با این روش ساخته می شوند شباهت زیادی به پنل های خورشیدی پلی کریستال دارند.

این مطلب را از دست ندهید سنسور شتاب سنج و استفاده از آن در کوادکوپتر
کارخانه Ever Green Solar اصلی ترین تولید کننده پنل های خورشیدی بر پایه تکنولوژی String Ribbon است. این شرکت سال ۲۰۱۱ ورشکسته شده است با این وجود آینده پنل های خورشیدی String Ribbon قابل پیش بینی نیست.

مزایای پنل های خورشیدی String Ribbon :

تولید پنل های رشته ای String Ribbon به میزان نصف پنل های مونوکریستال به سیلیکون نیاز دارد. این عامل باعث کاهش هزینه ها می گردد.
معایب پنل های خورشیدی String Ribbon :

تولید پنل های فتوولتاییک String Ribbon به مصرف انرژی بیشتری نیاز دارد و این امر باعث افزایش هزینه ها می گردد.
راندمان این پنل ها در بهترین شرایط ۱۳-۱۴% است. در تحقیقات آزمایشگاهی ، محققین توانسته اند راندمان این سلول ها را به ۳/۱۸% ارتقا دهند اما هنوز به مرحله تجاری سازی نرسیده است.
پنل های خورشیدی String Ribbon کمترین راندمان استفاده از فضا را در بین پنل های فتوولتاییک کریستالی دارند.


سلول های خورشیدی تین فیلم Thin Film یا TFSC

به بیان ساده تین فیلم ( Thin Film ) یک روش تولید سلول خورشیدی است که طی آن یک یا چند لایه نازک از ماده فتوولتاییک روی یک بستر قرار می دهند. این سلول ها تحت عنوان Thin Film Photo Voltaic Cells (TFPV) نیز شناخته می شوند. انواع مختلف سلول های تین فیلم را می توان بر اساس ماده ی فتوولتاییک مورد استفاده در آنها طبقه بندی نمود.

Amorphous Silicon (a-Si)
Cadmium Telluride (CdTe)
Copper Indium Gallium Selenide (CIS/CIGS)
Organic Photovoltaic Cells (OPC)
با توجه تکنولوژی به کار رفته ، نمونه های آزمایشی پیش ساخته شده ( Prototype ) سلول های تین فیلم دارای راندمان ۷ الی ۱۳% بوده و مدل های تجاری فعلی با راندمان حدود ۹% عمل می نمایند. انتظار می رود در آینده ماژول های خورشیدی تین فیلم تجاری ( Thin Film ) به راندمانی بین ۱۰ الی ۱۶% برسند. بازار ماژول های فتوولتاییک تین فیلم در سال های ۲۰۰۲ تا ۲۰۰۷ حدود ۶۰% رشد داشته است ، به گونه ای که در سال۲۰۱۱ در ایالات متحده پنل های تین فیلم خریداری شده برای پروژه های مسکونی چیزی حدود ۵% کل پنل های خورشیدی فروخته شده را تشکیل داده است.

مزایای سلول های خورشیدی تین فیلم :

تولید انبوه ساده : این سلول ها را می توان با هزینه ی کمتری نسبت به سلول های خورشیدی بر پایه سیلیکون کریستالی تولید نمود.
ساختمان ظاهری هم شکل و رنگ یکپارچه به این سلول ها جذابیت بیشتری می بخشد.
ماژول های تین فیلم را می توان به صورت انعطاف پذیر تولید نمود که این ویژگی باعث ایجاد پتانسیل های کاربردی بسیاری می گردد.
دمای بالا و سایه کمترین تاثیر را بر روی عملکرد این پنل ها دارد.
در بعضی مواقع که از نظر میزان فضا محدودیتی نداشته باشیم می توانیم از این نوع پنل ها استفاده نماییم.
معایب سلول های خورشیدی تین فیلم :

پنل های خورشیدی تین فیلم اغلب برای پروژه های خانگی انتخاب مناسبی نیستند. با اینکه از نظر قیمت ، به صرفه هستند و قیمت پایینی دارند اما فضای زیادی برای نصب نیاز دارند. پنل های مونوکریستال شرکت Sun Power در مساحت یکسان می توانند بیش از ۴ برابر پنل های تین فیلم برق تولید کنند.
راندمان پایین در بهره برداری از فضا به این معنی که هزینه تجهیزان فتوولتاییک مانند سازه و کابل ها افزایش خواهد یافت.
معمولا پنل های تین فیلم در قیاس با پنل های خورشیدی مونوکریستال و پلی کریستال سریعتر دچار افت بازدهی می شوند و به همین علت معمولا مدت گارانتی این نوع پنل های خورشیدی ، کمتر از انواع کریستالی است.
در حال حاضر تنها پنل های تین فیلمی که می توان در بازار یافت به شرح زیر است:

پنل های سیلیکون غیر متبلور
پنل های کادمیم تلراید
مس ایندیم گالیم سلناید


سلول های خورشیدی بر پایه سیلیکون غیر متبلور ( a-Si )

به علت اینکه توان الکتریکی کمی در خروجی سلول های سیلیکونی غیر بلوری ظاهر می شود ، استفاده از این سلول ها فقط در کاربرد های ریزمقیاس مانند ماشین حساب های جیبی مرسوم است. با این حال نوآوری های صورت گرفته این پنل ها را برای استفاده در مقیاس های بزرگتر نیز حذاب نموده است.

با یک تکنولوژی تولید به نام “Stacking” یا پشته سازی ( روی هم چینی ) چندین لایه سلول سیلیکونی می توانند با هم ادغام شوند که باعث می شود سلول ها بازدهی بالاتری داشته باشند ( در حدود ۶ الی ۸ درصد )

تنها یک درصد از سیلیکون به کار رفته در سلول های خورشیدی کریستالی برای ساخت سلول خورشیدی غیر بلوری سیلیکون کافی است اما در مقابل فرآیند پشته سازی “Stacking” ، فرآیندی پر هزینه است.

سلول های خورشیدی کادمیم تلوراید ( CdTe )

پنل های خورشیدی کادمیم تلوراید تنها پنل های تین فیلمی هستند که در مقایسه با پنل های کریستال سیلیکون ، از نظر هزینه مرقوم به صرفه ترند و در عین حال سهم قابل توجهی از بازار سیستم های برق تجدید پذیر چند کیلوواتی دارند.

این مطلب را از دست ندهید سلول های خورشیدی مونو کریستال
بهره عملکرد سلول های خورشیدی بر پایه کادمیم تلوراید معمولا بین ۹ الی ۱۱ درصد است.

شرکت First Solar بیش از ۵ گیگاوات سلول خورشیدی تین فیلم کادمیم تلوراید ( CdTe ) در سراسر جهان نصب و راه اندازی نموده ، همچنین این شرکت توانسته رکورد ۱۴/۴% را به عنوان بالاترین بهره عملکرد این نوع پنل خورشیدی به ثبت برساند.

سلول های خورشیدی مس ایندیوم گالیوم سلناید ( CIS/ CIGS )

در مقایسه با سایر سلول های تین فیلم که قبلا ذکر شد ، سلول های CIGS نشان داده اند که بیشترین پتانسیل را در بهره عملکرد دارند.این سلول های خورشیدی در مقایسه با سلول های کادمیم تلوراید که حاوی مقادیری کادمیم که یک ماده سمی است ، مواد سمی کمتری دارند. تولید تجاری پنل های انعطاف پذیر CIGS در سال ۲۰۱۱ در آلمان آغاز گردید.

بهره پنل های خورشیدی CIGS عموما بین ۱۰ الی ۱۲ درصد می باشد.



انواع زیاد دیگری از سلول های خورشیدی تین فیلم در حال پشت سر گذاشتن مراحل تحقیق و تست در آزمایشگاه ها هستند که بعضی از آنها دارای ظرفیت های بالا برای تولید الکتریسیته هستند .





فتوولتاییک یکپارچه ساختمان (BIPV) (Building Integrated PV)

فتوولتاییک یکپارچه ساختمان نسبت به انواع خاص تکنولوژی های سلول خورشیدی ، دارای چندین روش ساخت و انواع اشکال مختلف می باشد که می تواند بر پایه سیلیکون کریستالی یا تین فیلم باشد.

BIPV می تواند شامل نما ، سقف ، پنجره ، دیوار و بسیاری وسایل دیگر که با ماده فتوولتاییک ترکیب شده اند باشد.در صورتی که پول بیشتری دارید و می خواهید فتوولتاییک را با عناصر مختلف خانه خود ترکیب کنید ، به دنبال BIPV بروید. برای اغلب افراد این را آسان ، بسیار هزینه بر است.







بهترین پنل خورشیدی برای استفاده در منازل

بهترین راه برای پی بردن به هزینه و بهترین نوع پنل مورد نیاز برای خانه شما و شرایط و مصارف خاص شما ، مشورت با یک مشاور متخصص در زمینه پیاده سازی سیستم های انرژی خورشیدی است اما در ادامه چند سناریو عمومی و رایج به صورت سطحی شرح داده می شود.

فضای محدود

برای افرادی که فضای کافی برای نصب پنل های تین فیلم در اختیار ندارند ( اکثر افراد ) یا افرادی که نمی خواهند سیستم فتوولتاییک بخش زیادی از فضای آنها را اشغال کند پنل های سیلیکون کریستالی بهترین انتخاب خواهند بود حتی اغلب در شرایطی که فضای بیشتری نیز در اختیار داریم ، پنل های کریستالی سیلیکون معمولا انتخاب بهتری هستند. در حال حاضر شرکت های معدودی نصب پنل های تین فیلم را برای مصارف خانگی پیشنهاد می کنند.

شما می توانید ابعاد مختلف پنل های خورشیدی را با توان های مختلفانتخاب نمایید. به عنوان مثال پنل های ۱۸۰ ، ۲۰۰ و ۲۲۰ وات معمولا همگی در یک ابعا ساخته می شوند. آنها معمولا به یک شیوه ساخته می شوند اما در هنگام تست معمولا توان خروجی در یک محدوده وسیع قرار دارد که ممکن است به میزان مشخصی کمتر یا بیشتر از مقدار از پیش تعیین شده باشد از این رو آنها را در دسته بندی های مختلفی از نظر توان خروجی طبقه بندی می کنند. اگر فضای محدودی در اختیار دارید باید به دنبال بیشترین توان در کمترین ابعاد باشید.

هر دو نوع پنل پلی کریستال و مونوکریستال انتخاب های خوبی هستند و معمولا هر دو مزایای مشابهی برای شما دارند. اگرچه پنل های پلی کریستال فضای بیشتری برای نصب نیازدارند و پنل های مونوکریستال در سطح یکسان برق بیشتری تولید می کنند ، اما معمولا همواره اینگونه نیست و باز تاکید می شود که تقریبا غیر ممکن است که بتوان بدون بررسی و تحلیل کافی شرایط خاص پروژه ، پنل خاصی را به افراد پیشنهاد کرد.

پنل های خورشیدی کمی گرانتر هستند اما کمی بهتر از فضا بهره می برند و به فضای کمتری نیاز دارند ، به عنوان مثال اگر شما یک پنل پلی کریستال و یک پنل مونوکریستال داشته باشید که هر دو از نظر توان یکسان باشند ( مثلا ۲۲۰ وات ) ، هر دو به یک میزان انرژی الکتریکی تولید می نمایند اما پنل مونوکریستال فضای کمتری اشغال خواهد نمود.

قیمت ارزان

اگر شما به دنبال ارزان ترین قیمت در یک توان مشخص هستید و می خواهید به ازای یک میزان مشخص انرژی الکتریکی کمترین هزینه را پرداخت نمایید ، بهتر است بر روی پنل های تین فیلم تحقیق نمایید که به لحاظ هزینه می توانند مرقوم به صرفه تر از پنل های سیلیکون کریستالی باشند البته در ایران این نوع سلول خورشیدی رایج نیست و سلول های خورشیدی پلی کریستال می تواند جایگزین این نوع به حساب آید