آموزش رایگان سیلواکو Silvaco
سلول فتوولتائیک(pvs )
سیلواکو: سلول فتوولتائیک
تبدیل نور خورشید به الکتریسیته از میان یک سلول فتوولتائیک(pvs ) می باشد، که به طور معمول یک سلول خورشیدی نامیده می شود. سلول خورشیدی یک ابزار غیر مکانیکی است که معمولا از آلیاژ سیلیکون ساخته شده است. نور خورشید از فتونهی، یا ذرات انرژی خورشیدی ساخته شده است. این فتونهی مقادیر متغیر انرژی را شامل می شود.
مشابه طول مولد های متفاوت اسپکترم های نوری هستند. وقتی فتونهی به یک سلول فتوولتائیک برخورد می کند، ممکن است منعکس شوند، مستقیم از میان عبور کند یا جذب شوند .
فقط فتونه ی جذب شده انرژی را برای تولید الکتریسیته فراهم می کنند. وقتی که نور خورشید کافی یا انرژی توسط جسم نیمه رسانا جذب شود، الکترون از اتم های جسم جابجا می شوند رفتار خاصی سطح جسم در طول ساختن باعث می شود.
سطح جلویی سلول که برای الکترون های آزاد بیشتر پذیرش یابد. بنابراین الکترون ها بطور طبیعی به سطح مهاجرت می کنند. زمانی که الکترون ها موقعیت n را ترک می کنند و به طرف جلو سطح سلول می روند، در نتیجه عدم توازن بار بین سلول های جلویی و سطوح عقبی یک پتانسیل ولتاژ. شبیه قطب های مثبت و منفی یک باطری ایجاد می شود. وقتی که دو سطح از میان یک راه داخلی مرتبط می شود، الکتریسیته جریان می یابد.
سلول فتوولتائیک قاعده بلوک ساختمان یک سیستم pv است. سلول های انفرادی می توانند در اندازههایی از حدود 1cm تا 10cm از این سو به آن سو متغیر می شود.
با این وجود، توان 1 یا 2 وات تولید می کند که انرژی کافی برای بیشتر کاربردها نیست. برای اینکه بازده انرژی را افزایش دهیم، سلول ها بطور الکتریکی به داخل هوای بسته یک مدول سخت مرتبط می شود. مدولها می توانند بیشتر برای شکل گیری یک آرایش مرتبط شوند.
اصطلاح آرایش به کل صفحه انرژی اشاره می کند، اگر چه آن یک یا چند هزار مدول ساخته شده باشد. آن تعداد مدول های مورد نیاز می توانند بهم مرتبط شوند برای اینکه اندازه آرایش مورد نیاز(تولید انرژی) را تشکیل دهند اجرای یک آرایش فتوولتاتیک به انرژی خورشید وابسته است.
شرایط آب و هوایی(همانند ابر و مه) تاثیر مهمی روی انرژی خورشیدی دریافت شده توسط یک آرایش pv و در عوض، اجرایی آن دارد. بیشتر تکنولوژی مدول های فتوولتاتیک در حدود 10 درصد موثر هستند.
در تبدیل انرژی خورشیدی با تحقیق بیشتر مرتبط شوند برای اینکه این کار را به 20 درصد افزایش دهند. سلول های pv که در سال 1954 توسط تحقیقات تلفنی بل bell کشف شد حساسیت یک آب سیلیکونی حاضر به خورشید را به طور خاصی آزمایش کرد. ابتدا در گذشته در دهه 1950، pvs برای تامین انرژی قمرهای فضا در یک مورد استفاده قرار گرفتند. موفقیت pvs در فضا کاربردهای تجاری برای تکنولوژی pvs تولید کرد. ساده ترین سیستم های فتوولتاتیک انرژی تعداد زیادی از ماشین حساب های کوچک و ساعت های مچی را هر روز استفاده کردند.
بیشتر سیستم های پیچیده الکتریسیته را برای پمپاژ آب، انرژی های ابزارهای ارتباطی و حتی فراهم کردن الکتریسیته برای خانه هایمان فراهم می کنند. تبدیل فتوولتاتیک به چندین دلیل مفید است.
تبدیل نور خورشید به الکتریسیته مستقیم است. بنابراین سیستم های تولید کننده مکانیکی به حجم های زیادی لازم نیستند. خصوصیت مدولی انرژی فتوولتاتیک اجازه می دهد به طور سریع آرایش ها در هر اندازه مورد نیاز یا اجازه داده شده نصب شوند.
همچنین تاثیر محیطی یک سیستم فتوولتاتیک حداقل است، آب را برای سیستم نیاز ندارد پختن و تولید محصول فرعی نیست. سلول های فتوولتاتیک، همانند باتریها ، جریان مستقیم(dc) را تولید می کنند که به طور عمومی برای رده های کوچکی مورد استفاده است.(ابزار الکترونیک). وقتی که جریان مستقیم از سلولهای فتوولتاتیک برای کاربردهای تجاری یا لحیم کردن کاربردهای الکتریکی استفاده می شود.
شبکه های الکتریکی بایستی به جریان متناوب(AC) برای استفاده تبدیل کننده ها تبدیل شوند، ابزارهای حالت جامد که جریان مستقیم را به جریان متناوب تبدیل می کنند . به طور تاریخی PVS در جاه های دور برای تولید الکتریسیته بکار گرفته شده است . با این وجود یک بازار برای تولید از PVS را توزیع کنند ممکن است با بی نظمی قیمت های تبدیل و توزیع همزمان با بی نظمی الکتریکی توسعه داده شود.
جایگزین ژنراتورهای کوچک مقیاس عددی در تغذیه کننده های الکتریکی می توانند اقتصاد و اعتبار سیستم توزیع را بهبود بخشد.
سیلواکو: سیستمهای فتوولتاتیک
به پدیده ای که در اثر تابش نور بدون استفاده از مکانیزم های محرک، الکتریسیته تولید کند پدیده فتوولتاتیک و به هر سیستمی که از این پدیده ها استفاده کند سیستم فتوولتاتیک گویند. سیستم های فتوولتاتیک یکی از پرمصرف ترین کاربرد انرژی های نو می باشد و تاکنون سیستم های گوناگونی با ظرفیت های مختلف(5/0 وات تا چند مگاوات) در سراسر جهان نصب و راه اندازی شده است و با توجه به قابلیت اطمینان و عمکرد این سیستم ها هر روزه بر تعداد متقاضیان آنها افزوده می شود، از سری و موازی کردن سلول های آفتابی می توان به جریان ولتاژ قابل قبولی دست یافت.
در نتیجه به یک مجموعه از سلول های سری و موازی شده پنل(Panel) فتوولتاتیک می گویند. امروزه اینگونه سلول ها عموماً از ماده سیلیسیم تهیه می شود و سیلیسیم مورد نیاز از شن و ماسه تهیه می شود که در مناطق کویری کشور، به فراوانی یافت می گردد. بنابراین از نظر تامین ماده اولیه این سلول ها هیچگونه کمبودی در ایران وجود ندارد. سیستم های شکست در تجزیه(خطای Lexing) فتوولتاتیک را می توان بطور کلی به سه بخش اصلی تقسیم نمود که به طور خلاصه به توضیح آنها میپردازیم.
سیلواکو: 1-پنلهای خورشیدی
این بخش در واقع مبدل انرژی تابشی خورشید به انرژی الکتریکی بدون واسطه مکانیکی می باشد، لازم به ذکر است، جریان ولتاژ خروجی از این پنل ها DC (مستقیم) می باشد.
سیلواکو: 2-تولید توان مطلوب یا بخش کنترل
این بخش در واقع کلیه مشخصات سیستم را کنترل کرده و توان ورودی پنل ها را طبق طراحی انجام شده و نیاز به مصرف کننده به بار یا باتری تزریق و کنترل می کند لازم به ذکر است که در این بخش مشخصات و عناصر تشکیل دهنده با توجه به نیازهای بار الکتریکی و مصرف کننده و نیز شرایط آب و هوایی محلی تغییر می کند.
سیلواکو: 3-مصرف کننده یا بار الکتریکی
با توجه به خروجی DC پنلهای فتوولتائیک می توان نیاز مصرف کنندگان مختلف را با توان های مختلف تامین نمود. با توجه به کاهش روز افزون ذخائر سوخت فسیلی و خطرات ناشی از بکارگیری نیروگاه های اتمی، گمان قوی وجود دارد که در آینده ای نه چندان دور سلولهای خورشیدی به انرژی برق به عنوان جایگزین مناسب و بی خطر برای سوخت های فسیلی و نیروگاه های اتمی توسط بشر بکارگرفته شود.
” اگر در شبیه سازی سیلواکو دچار مشکل شده اید، حتما با متخصصین حامی پروژه تماس بگیرید”
سیلواکو: معایب و مزایای سلول های فتوولتائیک
تکنولوژی فتوولتائیک یک منبع بی خطر برای تولید انرژی برق می باشد. این تکنولوژی مزایای بسیاری نسبت به روش فعلی تولید برق دارد که در زیر به آنها می پردازیم:
1-انرژی خورشید مهم ترین منبع قابل تجدید انرژی بر روی کره زمین است نگرانی هایی که مورد سوخت های فسیلی و هسته ای وجود دارد، در مورد این منبع انرژی بی معنا است، این انرژی مانع سوخت های فسیلی تمام نمی شود و یا مانند سوخت های هسته ای دارای ضایعات اتمی نمی باشد.
2-سیستم های خورشیدی معمولا دارای ضریب ایمنی بسیار بالایی می باشند.
3-توان فتوولتائیک می تواند در هر نقطه از کره زمین به وسیله خورشید تولید شود(مناطق گرم استوایی، مناطق با آب و هوای معتدل یا حتی سرد، شهرها روستاها علی الخصوص مناطق دورافتاده از شبکه برق رسانی).
4-سلولهای فتوولتائیک منبعی از انرژی هستند که به سوخت احتیاج ندارند در نتیجه آلودگی ناشی از سوخت های فسیلی مانند دی کسید کربن، منواکسید کربن و همچنین آلودگی های مهم ناشی از سوخت های هسته ای و غیره را نیز ندارند. به طور کلی سلول های فتوولتائیک هیچگونه آلودگی محیط زیست را در برندارند و یه عنوان تمیزترین و سالم ترین نوع انرژی شناخته شده اند. به عنوان مثال در کشور انگلستان به ازای هر کیلو وات الکتریسیته تولید شده توسط سلول های فتوولتائیک یک سال توزیع دی اکسید کربن که مهم ترین عوامل آلودگی است به میزان یک تن کاهش می یابد.
5-تکنولوژی فتوولتائیک به دلیل خاصیت مدولی بودن قابل ساخت در اندازه های مختلف قابل گسترش تا اندازه ای بسیار بزرگ می باشد. فتوولتائیک تنها منبع انرژی است که می تواند توسط مورد نیاز را مقیاسی در حدود میلی وات تا مگاوات به راحتی و با هزینه اقتصادی مناسبی تهیه کند. یک سلول فتوولتائیک در پیک تابش خورشید توانی حدود 1/5Wp تولید می کند که جریان به صورت DC می باشد. یک مدول فتوولتائیک می تواند Wp50 را تولید کند. بزرگترین شبکه فتوولتائیک جهان با مدول های متعدد در نیروگاهی در ایتالیا واقع است که توانی حدود 3.3MWpتولید می کند(منظور از Wp توان تولید شده بر حسب وات در پسک خورشید میباشد).
6-حجم ماده به کار رفته در این سلول ها کم بوده و ساخت آنها نسبتا آسان است.
7-سلول ها و مدولهای فتوولتائیک دارای هیچ قسمت متحرکی نیستند پس هیچگونه اتلافی در در اثر اصطحکاک در آن وجود ندارد.
8-هیچ گونه ضایعاتی را به وجود نمی آورند و ماده مورد استفاده در آنها بی خطر و غیر سمی می باشد و در ضمن هیچ تشعشعی از خود صادر نمی کنند.
9-بسیار آرام و ساکت کار می کنند و در حین کار هیچ صدایی تولید پس آلودگی صوتی که در اثر مکانیزم های مکانیکی و الکتریکی وجود دارد، در این سیستم ها وجود ندارد.
10-مانند سایر دستگاه ها که در دمای نسبتا بالا کار می کنند احتیاج به آب خنک کننده ندارند.
11-این سلول ها دارای قابلیت اعتماد بالایی بوده و به آسانی قابل استفاده هستند. نصب آنها ساده است واگر درست نصب شوند به هیچ گونه تجهیزات اضافی و یا خدمات بعدی احتیاج ندارند.
12-این سلول ها عمر زیادی دارند، اکثر سلول های خورشیدی تجاری به مدت 25 سال گارانتی دارند، اغلب وسایل اضافی مانند باتری هایی که برای ذخیره انرژی به کار می روند عمر کوتاه تری دارند و ممکن است نیاز به تعویض یا سرویس داشته باشند .
13-این سلول ها نمای خارجی نامناسبی ندارند و حتی اگر با اندکی دقت طراحی شوند می توانند از نظر معماری به زیبایی نمای ساختمان هم کمک کنند.
جهت یادگیری کامل نرم افزار سیلواکو آموزش های رایگان ما را در سایت حامی پروژه دنبال نمایید. و در صورت مشکل در انجام پروژه های سیلواکو خود با متخصصین حامی پروژه در تماس باشید. برای ارتباط با تیم تخصصی سیلواکو حامی پروژه با شماره 09934702599 تماس حاصل نمایید.