نحوه انتخاب اندازه پنل خورشیدی وزن و نوع آن

با گسترش استفاده از انرژی خورشیدی، انتخاب اندازه و وزن پنل خورشیدی  مناسب پنل‌ها به یکی از مهم‌ترین عوامل در طراحی و نصب این سیستم‌ها بدل شده است. ابعاد پنل خورشیدی، تأثیری مستقیم بر میزان تولید برق، فضای مورد نیاز برای نصب و حتی هزینه‌های حمل ‌و نقل و نگهداری خواهد داشت. از سوی دیگر، وزن و ضخامت پنل‌ها اهمیت زیادی در تعیین نوع سازه نگهدارنده و استحکام سقف یا محل نصب دارد. در این مقاله، به بررسی استانداردهای رایج در ابعاد پنل‌های خورشیدی، تفاوت‌ میان نمونه‌های خانگی و تجاری آن و هم‌چنین انواع پنل خورشیدی می‌پردازیم.

پنل خورشیدی چیست؟

پنل خورشیدی، که با نام پنل فتوولتائیک نیز شناخته می‌شود، دستگاهی است که نور خورشید را مستقیماً به برق تبدیل می‌کند. این فرایند با استفاده از سلول‌های خورشیدی انجام می‌شود، که از مواد نیمه‌رسانایی مانند سیلیکون ساخته شده‌اند. هنگامی که نور خورشید به این سلول‌ها برخورد می‌کند، الکترون‌ها را تحریک کرده و باعث جریان الکتریکی می‌شوند. این جریان الکتریکی می‌تواند برای تأمین انرژی منازل، ساختمان‌ها، و حتی وسایل نقلیه استفاده شود. پنل‌های خورشیدی به عنوان یک منبع انرژی تجدیدپذیر، پاک و پایدار، نقش مهمی در کاهش وابستگی به سوخت‌های فسیلی و حفاظت از محیط زیست ایفا می‌کنند.

انواع پنل خورشیدی

پنل‌های خورشیدی انواع مختلفی دارند که هر کدام ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود را دارند. سه نوع پنل خورشیدی به شرح زیر است:

1. پنل‌های خورشیدی یکپارچه با ساختمان
2. سلول‌های خورشیدی فیلم نازک
3. پنل‌های خورشیدی مبتنی بر تلورید کادمیوم

در ادامه هر کدام از انواع پنل خورشیدی را به اختصار توضیح می‌دهیم:

پنل‌های خورشیدی یکپارچه با ساختمان (BIPV: Building-Integrated Photovoltaics)

BIPV نوعی فناوری خورشیدی است که در آن پنل‌ها به‌جای نصب متداول بر روی سقف یا زمین، به‌طور یکپارچه در ساختار ساختمان ادغام می‌شوند.

کاربرد پنل‌های خورشیدی یکپارچه با ساختمان:
• پنجره‌های شفاف خورشیدی
• دیوارهای شیشه‌ای تولیدکننده انرژی
• سقف‌های خورشیدی یا کاشی‌های فتوولتائیک
• نما در ساختمان‌های مدرن

ویژگی‌ پنل‌های خورشیدی یکپارچه با ساختمان:

• زیبا با طراحی مدرن، بدون نیاز به فضای اضافی برای نصب پنل
• کارآمد در تولید برق، به خصوص در ساختمان‌های بلند با نمای شیشه‌ای
• هزینه بالاتر به دلیل فناوری پیشرفته‌تر نسبت به پنل‌های معمولی

 سلول‌های خورشیدی فیلم نازک (CIGS: Copper Indium Gallium Selenide)

CIGS نوعی پنل خورشیدی با فیلم نازک (Thin-Film) است که از ترکیبات مس (Cu)، ایندیوم (In)، گالیوم (Ga) و سلنیوم (Se) ساخته شده است. این نوع از فناوری، پنل‌های خورشیدی را بسیار انعطاف‌پذیر، سبک و کاربردی می‌کند.

کاربرد سلول‌های خورشیدی فیلم نازک:

• خودروهای خورشیدی: کاروان (RV) و کمپینگ‌ها
• سطوح منحنی و دیوارهای شیشه‌ای
• فضاپیماها و تجهیزات فضانوردی

ویژگی‌ سلول‌های خورشیدی فیلم نازک:

• بازدهی بالاتر نسبت به سایر پنل‌های فیلم نازک (حدود ۱۵-۲۲٪)
• انعطاف‌پذیری بالا (استفاده در سطوح منحنی و متحرک)
• عملکرد مناسب حتی در نور کم (هوای ابری یا محیط‌هایی با سایه جزئی)
• هزینه بالاتر در مقایسه با سایر انواع پنل فیلم نازک

 پنل‌های خورشیدی مبتنی بر تلورید کادمیوم (CdTe: Cadmium Telluride)

CdTe نوعی سلول خورشیدی فیلم نازک است که از تلورید کادمیوم (CdTe) ساخته شده است. این نوع پنل از ارزان‌ترین فناوری‌های فتوولتائیک در مقایسه با نوع سیلیکونی آن است اما به دلیل وجود کادمیوم (عنصر سمی)، با محدودیت‌هایی در تولید مواجه است.

کاربرد پنل های خورشیدی مبتنی بر تلورید کادمیوم:

• ساخت نیروگاه خورشیدی با مقیاس بزرگ
• مناطق با دمای بالا: به دلیل عملکرد پایین پنل‌های سیلیکونی

ویژگی‌ پنل های خورشیدی مبتنی بر تلورید کادمیوم:

• هزینه تولید پایین‌تر نسبت به پنل‌های سیلیکونی
• بازدهی مناسب با امکان بهبود در آینده (۱0-18٪)
• بهترین عملکرد در دمای بالا و نور شدید
• وجود محدودیت‌های زیست‌محیطی به دلیل استفاده از کادمیوم

اندازه پنل خورشیدی

قبل از شروع، لازم به ذکر است که هیچ جدول استانداردی برای اندازه‌گیری پنل‌های خورشیدی وجود ندارد، زیرا ابعاد آن‌ها به عوامل گوناگونی نظیر توان خروجی، راندمان و تولیدکننده پنل بستگی دارد؛ با این حال، در ادامه راهنمایی کلی از اندازه‌های متداول پنل‌های خورشیدی ارائه می‌شود:

1. پنل خورشیدی کوچک مسکونی (60-120وات) و با ابعاد حدود 0.9 تا 1.2 مترمربع
2. پنل خورشیدی استاندارد مسکونی (250-350 وات) و با ابعاد حدود 1.4 تا 1.7 مترمربع
3. پنل خورشیدی تجاری (350-450 وات) و با ابعاد حدود 1.8 تا 2.2 مترمربع
4. پنل خورشیدی تجاری بزرگ یا مقیاس نیروگاهی (450-600 وات) و با ابعاد 2.2 تا 2.8 مترمربع

یکی از روش‌های سریع محاسبه سطح پنل به شرح زیر است:

راندمان /  توان پنل (کیلووات) = سطح پنل (مترمربع)

به طور معمول راندمان در پنل‌های خورشیدی در حدود 20-24٪ است. به عنوان مثال سطح پنلی با توان 500 وات (0.5 کیلووات) و راندمان 22٪  برابر است با:

22٪ /  0.5 (کیلووات) = 2.27 (مترمربع)

اهمیت اندازه و وزن پنل خورشیدی

اندازه و وزن پنل خورشیدی از جنبه‌های گوناگونی اهمیت داشته و اثر مستقیمی بر نصب، عملکرد، ایمنی و هزینه‌ در یک سیستم خورشیدی دارد. اندازه پنل تعداد پنل‌هایی را که می‌توان روی یک سقف یا زمین نصب کرد، تعیین می‌کند. این امر به‌طور مستقیم بر میزان تولید انرژی تأثیر می‌گذارد. از سوی دیگر، وزن پنل‌ها بر میزان استحکام سازه در محل نصب مؤثر است؛ به‌ویژه در ساختمان‌های مسکونی و تجاری که سقف باید توان تحمل بار اضافی را نیز داشته باشد. هم‌چنین، پنل‌هایی با وزن بالاتر نیاز به سیستم‌های نصب مقاوم‌تر و تجهیزات خاص برای حمل ‌و نقل داشته که در نتیجه موجب افزایش هزینه‌های اجرایی خواهد شد. علاوه بر این، در زمان تعمیر و نگهداری نیز دسترسی به پنل‌های بسیار بزرگ و سنگین می‌تواند چالش‌برانگیز باشد.

بنابراین، انتخاب پنل مناسب با توجه به ابعاد، وزن و توان خروجی می‌تواند به کاهش هزینه‌ها و افزایش بهره‌وری انرژی کمک کند. هم‌چنین، آگاهی از اندازه و وزن پنل‌های خورشیدی برای برنامه‌ریزی الزامات لجستیکی در نصب و نگهداری آن‌ها ضروری است. پنل‌های بزرگ و سنگین ممکن است به تجهیزات ویژه، حمل‌ونقل خاص و نیروی انسانی ماهر برای نصب ایمن بر روی سقف یا سازه نگهدارنده نیاز داشته باشند. این اطلاعات به متخصصین نصب کمک می‌کند تا این فرآیند با کارایی و ایمنی بالاتری انجام شده و رعایت مقررات ساختمان نیز تسهیل می‌شود.

اندازه پنل‌ها تحت تأثیر راندمان سلول‌های فتوولتائیک نیز هست؛ به طوری که سلول‌هایی با راندمان بالاتر می‌توانند نور خورشید بیش‌تری را به برق تبدیل کرده و به تبع آن، می‌توان پنل‌های کوچک‌تر اما با توان بالاتری تولید کرد.

طبقه بندی وزن پنل‌های خورشیدی

جدول زیر، طبقه‌بندی برخی از وزن‌های متداول در پنل‌های خورشیدی را همراه با توان خروجی آن‌ها نشان می‌دهد:

اندازه سیستم خورشیدی

اندازه در سیستم‌های خورشیدی به نیازهای خاص کاربر و فضای در دسترس برای نصب بستگی دارد. در برآورد اندازه یک سیستم خورشیدی، در نظر داشتن اطالاعات زیر می‌تواند مفید باشد:

• یک سیستم خورشیدی مسکونی معمولی بین 10-3 کیلووات (kW) توان دارد.
• ابعاد یک پنل استاندارد حدود 165 × 99 سانتی‌متر ( 65× 0.99 متر) است.
• سیستم‌های خورشیدی علاوه بر پنل‌ها، از تجهیزات دیگری نظیر اینورتر، باتری‌ و سیستم‌های نصب و با اشغال فضای بیش‌تر تشکیل ‌می شوند.

به طور کلی، یک سیستم خورشیدی مسکونی، ممکن است به چند مترمربع تا بیش از 100 مترمربع فضا برای نصب نیاز داشته باشد. برای تعیین اندازه مناسب یک سیستم، بهتر است از یک تیم متخصص مشاوره و کمک گرفت.

سخن پایانی

شرکت نیکسا با بهره‌گیری از تیمی متخصص در زمینه سیستم‌های خورشیدی، آماده ارائه مشاوره حرفه‌ای جهت طراحی و نصب پنل‌های خورشیدی متناسب با نیازهای شما است. کارشناسان نیکسا با بررسی دقیق میزان مصرف انرژی، شرایط محیطی و فضای در دسترس، اندازه پنل خورشیدی، نوع پنل خورشیدی و  وزن پنل خورشیدی را در جهت بهینه‌سازی سیستم خورشیدی ارائه می‌دهند. اگر به دنبال کاهش هزینه‌های مصرفی برق و استفاده از انرژی پایدار هستید، با شرکت نیکسا به شماره 02188526642 تماس بگیرید و راهکارهای اختصاصی و متناسب با نیاز خود را دریافت کنید.