انواع پنل خورشیدی + کاربرد آنها

پنل خورشیدی چیست و چه کاربردی دارد؟

پنل خورشیدی یا سامانه فتوولتائیک صنعتی ( سیستم تولید برق خورشیدی در ابعاد وسیع ) ، سیستمی است که با بهره گیری از انرژی تجدید پذیر و بی پایان خورشید، برق تولید می‌کند. این سامانه ها معمولاً توان خروجی بیش از ۱۰۰ کیلووات در هر ثانیه  دارند و برای شرکت هایی که به دنبال کاهش هزینه ها و دوست دار محیط زیست هستند، گزینه ای ایده آل محسوب می‌شوند.

صنایع مختلف برای فرآیند هایشان برای ساخت محصولات یا مواد اولیه ای مانند پلاستیک و مواد شیمیایی به انرژی نیاز دارند. این انرژی عمدتاً از منابعی مانند گاز طبیعی، نفت، برق، انرژی های تجدید پذیر و زغال سنگ تأمین می‌شود. در ایالات متحده آمریکا، بزرگ ترین اقتصاد جهان، در سال ۲۰۲۱ بخش تولید داخلی  ۳۵٪ از کل مصرف انرژی در کشور را به خود اختصاص داده است. حدود ۲۰٪ از این انرژی مصرفی به صورت برق میباشد. با این حال، طبق مطالعه ای از مک ‌کینزی، امکان تولید 50 درصد برق مصرفی  با فناوری های موجود وجود دارد، به این معنا که این برق می‌تواند از منابع تجدید پذیری مانند پنل های خورشیدی تأمین شود.

استفاده از انرژی خورشیدی در صنعت به عنوان روشی مقرون به صرفه و کارآمد برای تولید برق در حال افزایش است. کاربرد های صنعتی انرژی خورشیدی می‌توانند انرژی لازم برای صنایع مختلف یا فعالیت های متنوع  مانند شیرین سازی آب، بازیابی نفت، فرآوری غذا، تولید مواد شیمیایی و استخراج مواد معدنی و …  را فراهم کنند. نیروگاه های خورشیدی متمرکز (Concentrated Solar Power)  که با استفاده از آینه ها یا لنزها نور خورشید را بر روی گیرنده های بزرگ متمرکز می‌کنند و از گرمای خورشید برق تولید میکند ، برای صنایع مناسب هستند زیرا قادر هستند در دماهای مختلف ، حرارت تولید کنند .

همچنین، استفاده از گرم کننده‌ های مقاومتی یا پمپ های حرارتی که با پنل های فتوولتائیک تغذیه می‌شوند، روش دیگری برای بهره برداری از انرژی خورشیدی در صنعت است. این سامانه به دلیل طراحی ساده و عملکرد پایدار، از جمله منابع تولید انرژی بسیار قابل اعتماد محسوب می‌شوند و نگهداری از آن‌ها نیاز به هزینه یا تخصص بالایی ندارد. این سیستم ها به طور میانگین دارای طول عمر مفیدی در حدود ۲۵ سال هستند، که در این بازه، کسب وکارها می‌توانند هزینه اولیه سرمایه گذاری خود را از طریق صرفه جویی در مصرف برق و یا فروش انرژی به شبکه جبران کنند.

از طرف دیگر، این سامانه ها از انعطاف پذیری بالایی برخوردارند؛ به این معنا که در صورت افزایش یا کاهش مصرف انرژی، امکان افزایش یا کاهش تعداد ماژول ها (پنل‌ها) برای تطبیق با نیازهای جدید به سادگی وجود دارد.

پنل‌های خورشیدی در ایران می توانند در صنایع مختلف کاربرد داشته باشند. با توجه به مزایای زیادی که این سیستم‌ها دارند (مثل صرفه جویی در هزینه‌های انرژی، کاهش وابستگی به برق شبکه، و کمک به حفظ محیط زیست)، در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند. برخی از مهم ترین صنایع عبارتند از:

• صنعت نفت و گاز صنعت کشاورزی و گلخانه‌ها
• تولیدی ها 
• کارخانجات صنعت فولاد و فلزات
• صنایع مواد معدنی
• صنعت آب و فاضلاب
• صنعت حمل و نقل صنعت گردشگری

عوامل مؤثر در انتخاب نوع پنل خورشیدی

• شرایط آب‌وهوایی منطقه
• فضای نصب
• بودجه و هزینه اولیه
• بازده مورد نیاز

با افزایش تقاضا برای انرژی‌های تجدیدپذیر و اهمیت روزافزون حفاظت از محیط زیست، پنل‌های خورشیدی به یکی از مهم ترین منابع تأمین انرژی پاک تبدیل شده اند. این پنل ها، بسته به ویژگی‌های فنی، ساختار و تکنولوژی به کاررفته در تولیدشان، در دسته بندی‌های مختلفی قرار می‌گیرند. یکی از اصلی ترین معیارهای تقسیم بندی، نوع ماده اولیه مورد استفاده در ساخت پنل‌هاست؛ به طور کلی می‌توان به پنل‌های سیلیکونی (مونوکریستال و پلی‌کریستال) و پنل‌های فیلم نازک اشاره کرد.

 علاوه بر این، نوع دیگر طبقه بندی پنل های خورشیدی بر اساس کاربرد آنها میباشد  بگونه ای که ، کاربردهای مختلف و طراحی‌های گوناگون این پنل‌ها، تقسیم‌بندی دیگری را ایجاد کرده است؛ از پنل‌های سنتی مخصوص نیروگاه‌های خورشیدی گرفته تا پنل‌های انعطاف‌پذیر برای مصارف قابل‌حمل و پنل های خورشیدی صنعتی . در حالی که پنل های صنعتی در پروژه های بزرگ مقیاس و نیروگاه های خورشیدی کاربرد دارند. همچنین میزان راندمان تبدیل انرژی خورشیدی به برق، معیار دیگری برای طبقه بندی این محصولات محسوب می‌شود. آشنایی با این تقسیم بندی‌ها، مسیر انتخاب پنل مناسب بر اساس نیاز و شرایط محیطی را هموار می‌سازد.

در ادامه به بررسی هر کدام از تقسیم بندی پنل های خورشیدی و معرفی انواع آنها میپردازیم .

انواع پنل های خورشیدی براساس کارایی

در دنیای امروز، استفاده از انرژی خورشیدی به عنوان یکی از پاک ترین و پایدارترین منابع انرژی اهمیت ویژه‌ای یافته است. با توجه به پیشرفت تکنولوژی و افزایش آگاهی های زیست محیطی، پنل‌های خورشیدی در انواع مختلف و برای کاربرد های متنوعی تولید و عرضه می‌شوند. یکی از مهم ترین روش‌های تقسیم بندی پنل‌های خورشیدی، دسته بندی آنها بر اساس کاربرد است. این رویکرد به مشتریان کمک میکند تا بر اساس نیاز خود، مناسب ترین نوع پنل را انتخاب نمایند و بیشترین بازدهی را از سیستم خورشیدی خود دریافت کنند.

هر نوع پنل، متناسب با شرایط خاصی انتخاب شده و ویژگی‌های فنی و عملکردی متفاوتی دارد. به عنوان مثال، برای مصارف خانگی از پنل هایی استفاده می‌شود که ظرفیت تولید برق محدود و ابعاد جمع وجوری دارند. این پنلها میتوانند نیازهای روزمره خانوارها را با صرفه جویی در مصرف انرژی پوشش دهند. در سوی دیگر، پنل‌های خورشیدی صنعتی با توان تولیدی بالاتر، به منظور تأمین برق کارخانه ها، کارگاه ها و مجموعه های تولیدی بزرگ طراحی می‌شوند و دارای ابعاد و راندمان بیشتری هستند. همچنین نیروگاه های خورشیدی که در مقیاس های بسیار بزرگ فعالیت می‌کنند، از پنل هایی استفاده می‌کنند که هزینه تمام شده‌ی تولید برق در آنها پایین تر و دوام طولانی تری دارند. این نیروگاه ها نقش مهمی در تأمین انرژی شهری و صنعتی ایفا می‌کنند. نوع دیگری از پنل های خورشیدی، پنل های قابل حمل هستند که برای کاربرد های خاص مانند کمپینگ، سفرهای طبیعت گردی یا مواقع اضطراری طراحی شده‌اند. این پنل‌ها با وزن کم و قابلیت حمل آسان، امکان استفاده از انرژی خورشیدی را در هر مکانی فراهم می‌کنند. دراینجا یک لیست از انواع پنل های خورشیدی بر اساس کارایی برای شما تهیه کرده ایم :

• پنل خورشیدی خانگی
• پنل خورشیدی صنعتی
• پنل خورشیدی نیروگاهی
• پنل خورشیدی قابل حمل

انواع پنل خورشیدی بر اساس ساختار و تکنولوژی

تکنولوژی ساخت سلول های خورشیدی تأثیر مستقیمی بر عملکرد، راندمان و هزینه تمام شده پنل های خورشیدی دارد. بر اساس ساختار بلوری و نحوه تولید، پنل های خورشیدی به سه دسته‌ی اصلی تقسیم می‌شوند:  پنل های خورشیدی مونوکریستال ، پنل های خورشیدی پلی‌کریستال و پنل های خورشیدی فیلم نازک. هر کدام از این انواع ویژگی های خاص منحصر به فرد خود را دارند که بسته به محل نصب ، نوع پروژه ، شرایط آب وهوایی و بودجه قابل انتخاب و بررسی میباشد. در ادامه به بررسی ویژگی ها و مزایا و معایب  و تفیک و مقایسه هر کدام از آنها با یکدیگر پرداخته .

پنل های خورشیدی مونو کریستال (monocrystalline)

این پنل‌ها معمولاً ظاهری مشکی یا بسیار تیره دارند و به خاطر ظاهر مرتب و لوکس شان، در پروژه های خانگی و تجاری لوکس تر بسیار پرطرفدار هستند.البته از آنجایی که تولید این پنل ها نیاز به فرآیندهای دقیق تر و مواد اولیه خالص تر دارد، قیمت نهایی آن‌ها هم بالاتر از پنل های پلی کریستال یا فیلم نازک است. اگر دنبال بالا ترین بازدهی، طول عمر زیاد و بهترین ظاهر هستید و هزینه ی اولیه برایتان خیلی مهم نیست، مونوکریستال ( تک کریستال )  بهترین انتخاب شماست.

اگر بخواهیم با یک مثال با مزه این نوع پنل ها را شرح بدیم میتوانیم اینجوری بگیم مونوکریستال مثل یک هندوانه کاملا رسیده که وقتی از وسط آنرا نصف میکنی ، هیچ خرابی نمیبینی و میتوانی همه آنرا میل کنی ولی سایز پنل های خورشیدی مثل پلی کریستال مثل هندوانه ای می ماند که یکسری قسمت های آن سالم و یکسری قسمت های آن دارای لک و خرابی میباشد البته که بازم مزه لذیذ خود را دارد منتهی کیفیت مونو کریستال را ندارد !

پنل های خورشیدی پلی کریستال (Polycrystalline)

پنل های خورشیدی پلی کریستال (مولتی کریستال) یکی از رایج ترین انواع پنل خورشیدی در بازار هستند. روش ساخت این نوع پنل نسبت به مونوکریستال ساده تر و کم‌هزینه تر است. برای تولید پنل پلی‌کریستال، ابتدا سیلیکون را ذوب می‌کنند و سپس آن را در قالب هایی بزرگ می‌ریزند. برخلاف مونوکریستال که ساختار تک بلوری دارد، در پلی‌کریستال هنگام سرد شدن سیلیکون، بلورها در جهات مختلف شکل می‌گیرند .

به همین دلیل، سلول های پلی‌کریستال زیر نور، درخشش بلورهای مختلف را نشان می‌دهند و ظاهری آبی رنگ و دانه دانه دارند. این تفاوت ساختاری باعث می‌شود که پنل های پلی‌کریستال نسبت به مونوکریستال کمی راندمان پایین تری داشته باشند، اما در عوض، قیمت پایین تری دارند و ساخت آن‌ها سریع‌تر انجام می‌شود.از نظر عملکرد، پنل های پلی کریستال برای پروژه‌هایی که محدودیت فضا ندارند و یا به دنبال کاهش هزینه‌های اولیه هستند، انتخاب بسیار مناسبی به حساب می‌آیند.

پنل های خورشیدی فیلم نازک (Thin-Film)

پنل های خورشیدی فیلم نازک (Thin-Film)  یکی از پیشرفته ترین و انعطاف پذیرترین نسل‌های فناوری سلول خورشیدی به شمار می‌آیند. ضخامت این لایه ها بسیار کمتر از ضخامت سلول های سیلیکونی سنتی است، که همین موضوع باعث می‌شود پنل های فیلم نازک سبک تر، منعطف تر و قابل استفاده در کاربردهای خاص باشند. به دلیل انعطاف پذیری بالاتر، این نوع پنل‌ها می‌توانند روی سطوح غیر مسطح، خمیده یا ساختمان هایی با معماری خاص نصب شوند.

در کنار تمام این مزایا، فرآیند تولید فیلم نازک نیز ساده تر و کم‌هزینه تر است، اما به دلیل راندمان پایین تر، برای تأمین برق در مقیاس‌های کوچک تر یا مکان هایی که فضا محدود است، مناسب ترین گزینه به حساب نمی‌آید. بطور خلاصه اگر پروژه ای با فضای زیاد، وزن محدود یا طراحی خاص دارید و به دنبال پنل های سبک و اقتصادی هستید، فیلم نازک گزینه ای ایده‌آل خواهد بود.

تفاوت پنل خورشیدی مونوکرستال و پلی کریستال

اگر برای شما سوال شده که پنل خورشیدی مونوکریستال یا پلی کریستال ؟ باید به این موضوع اشاره کنیم که بستگی دارد نیاز های شما چهه چیز هایی میباشد و چه منطقه و شرایطی را میخواهید پوشش دهید، هر کدام از این پنل ها مزایا و معایب خودشان را دارند و بصورت کلی پنل های پلی کریستال ( چند کریستال ) به صرفه تر و از لحاظ اقتصادی به صرفه تر میباشند و تنها مزیت پنل های تک کریستال بازدهی فوق العاده آنها میباشد که در ادامه به بررسی تفاوت های آنها با جزییات بیشتر میپردازیم .

پنل های مونو کریستال ( تک کریستال ) بصورت ساختاری یکدست و یکنواخت از سیلیکون میباشد همچون یک بلور صاف ، بخاطر همین موضوع نور خورشید را خیلی بهتر و عمیق  تر جذب میکنند و سبب بازدهی بیشتر آنها میشود . ظاهر این نوع پنل ها معمولا مشکی و یکدست میباشد و قیمت آن نسبتا بالا تر از سایر انواع پنل خورشیدی میباشد .

از طرفی پنل های پلی کریستال مانند یه قطعه سیلیکون است که موقع سرد شدن، بلور های کوچک فراوانی درون آنها دیده میشود و بطور کلی ساختار آنها چند تیکه ای میباشد، یکدست و صاف مثل مونوکریستال نیستند. به موجب همین موضوع بازدهی آنها نسبتا کمتر میباشد و ظاهر آنها نیز آبی رنگ و زمانی که نور خورشید به آنها میتابد حالت دانه دانه و تیکه تیکه به خود میگیرد .اما خب، چون ساخت آنها آسون‌تر و هزینه کمتنری صرف میشود ، قیمت نهایی‌ پایینتر و برای پروژه‌های اقتصادی تر گزینه بسیار ایده آل میباشد .

در ادامه برای درک مفهوم بهتر تفاوت تک کریستال و پلی کریستال تمامی موارد لازم را در جدول ذیل آورده ایم :

عوامل مؤثر در انتخاب نوع پنل خورشیدی

در انتخاب پنل خورشیدی متناسب با نیاز شما ، عوامل متعددی نقش دارند که هر کدام بسته به شرایط محیطی ، بودجه کارفرما می توانند اهمیت متفاوتی داشته باشند . از راندمان پنل گرفته تا طول عمر ، برند سازنده و حتی شرایط آب و هوایی منطقه نصب ، همگی در عملکرد نهایی و صرفه جویی اقتصادی سیستم خورشیدی راه اندازی شده ، موثر هستند . شناخت دقیق این معیار ها و فاکتور ها به خریدار کمک میکند تا با آگاهی کامل ، سرمایه گذاری بهینه داشته و از تکنولوژی انرژی های تجدید پذیر حداکثر بهره را ببرد .برخی از فاکتور های مهم در انتخاب نوع پنل خورشیدی عبارتند از :

• بهره‌وری پنل (Efficiency):

یعنی نسبت برق تولیدی به مساحت پنل. هر چی راندمان بالاتر باشه، در فضای کمتر برق بیشتری تولید میشه. برای فضاهای محدود ( مثل پشت بام آپارتمان‌ها ) راندمان پنل خورشیدی بسیار موضوع مهمی میباشد.

• قیمت:

قیمت اولیه و هزینه نصب و راه اندازی بسیار مهم وتعیین کننده است و این موضوع لازم بذکر است که پنل های خیلی ارزان ممکن است کیفیت نسبتا پایین یا عمر کوتاه تری داشته باشند و شما مجبور به هزینه دوباره کند .

• نوع پنل:

مونوکریستالین (Monocrystalline): راندمان بالا تر، قیمت بالا تر.

پلی‌کریستالین (Polycrystalline): راندمان کمتر، قیمت مناسب تر.

پنل‌های فیلم نازک (Thin-film): مناسب پروژه‌های خاص، اما بهره وری پایین تر دارند.

• طول عمر و گارانتی:

گارانتی پنل های خورشیدی بسته به برند آن پنل متغییر است . هر چقدر گارانتی معتبرتر و طولانی‌تر باشه، خیال خریدار راحت‌تره.

• شرایط آب و هوایی منطقه:

بعضی پنل ها در دمای بالا افت راندمان بیشتری دارند. اگر محل نصب خیلی گرم یا خیلی مرطوب باشه، باید پنل‌هایی انتخاب بشه که به این شرایط مقاوم ترند.

• برند و کیفیت ساخت:

برندهای معتبر، کنترل کیفیت بهتری دارند و تکنولوژی های پیشرفته تری استفاده می‌کنند.

• تست‌ها و استانداردها:

بهتره پنل دارای استانداردهای بین المللی مثل IEC یا TÜV باشه. این استاندارد ها تضمین می‌کنند که پنل در شرایط سخت تست شده.

• ظاهر و زیبایی:

برای بعضی‌ها ظاهر پنل مهمه، مثلاً پنل های تمام مشکی (All-Black) که ظاهر شیک تری دارند.

• قابلیت تولید انرژی در نور کم:

در مناطقی که ابری زیاد دارن یا نور مستقیم خورشید کمتره، این ویژگی مهمه.

• سایر تکنولوژی‌ها:

مثلا بعضی پنل ها تکنولوژی های ضدغبار یا ضد بازتاب دارند که برای بعضی مناطق میتونه خیلی کاربردی باشه.

بهترین پنل خورشیدی برای خانه یا پروژه شما کدام است؟

پاسخ این سوال به نیاز و شرایط شما بستگی دارد؛ اما چیزی که همیشه اهمیت دارد، انتخاب مطمئن از یک تیم متخصص و قابل اعتماد است. اگر دنبال راهکاری دقیق، اقتصادی و پشتیبانی حرفه‌ای هستید، تیم حامی انرژی آسیا آماده است تا در تمام مراحل “مشاوره تا اجرا ” در کنار شما باشد.