تولید برق فتوولتائیک به فرآیند تبدیل مستقیم انرژی تابش خورشید به برق از طریق سلول‌های فتوولتائیک خورشیدی اشاره دارد. امروزه، این روش به عنوان یکی از اصلی‌ترین شیوه‌های تولید انرژی خورشیدی شناخته می‌شود و در تأمین انرژی پایدار و تجدیدپذیر نقش مهمی ایفا می‌کنند. اما برای استفاده مؤثر از این انرژی، نیاز به تجهیزات جانبی مانند اینورتر وجود دارد.
سیستم‌های فتوولتائیک توزیع‌شده
سیستم‌های فتوولتائیک توزیع‌شده، تأسیسات تولید انرژی هستند که در نزدیکی محل مصرف‌کننده نصب می‌شوند و معمولاً به شبکه‌ای با ولتاژ کمتر از ۳۵ کیلوولت متصل‌اند. این سیستم‌ها به‌طور عمده برای تأمین برق محلی و تنظیم تعادل در سیستم توزیع طراحی شده‌اند. عملکرد این سیستم‌ها می‌تواند به سه حالت تقسیم شود:
- خودمصرفی: در این حالت، برق تولیدی ابتدا توسط مصرف‌کنندگان استفاده می‌شود.
- مازاد به شبکه: در این حالت، برق تولیدی پس از تأمین نیاز مصرف‌کننده، به شبکه متصل می‌شود.
- اتصال کامل به شبکه: در این حالت، تمام برق تولیدی به شبکه عمومی منتقل می‌شود.
تولید پراکنده انرژی با رعایت اصول محلی‌سازی و کارایی، به بهره‌برداری کامل از منابع انرژی خورشیدی محلی کمک می‌کند و می‌تواند به کاهش مصرف سوخت‌های فسیلی منجر شود.
سیستم فتوولتائیک توزیع‌شده خانگی
سیستم فتوولتائیک توزیع‌شده خانگی به استفاده از انرژی خورشیدی در محدوده محل سکونت افراد اشاره دارد. این سیستم‌ها معمولاً ظرفیت نصب کوچکی دارند و به شبکه‌ای با ولتاژ پایین متصل می‌شوند. فرآیند ثبت و اتصال این سیستم‌ها به شبکه نیز ساده است.
نحوه تولید برق توسط سلول‌های فتوولتائیک
سلول فتوولتائیک یک دستگاه نیمه‌رسانا است که انرژی تابش خورشید را به برق جریان مستقیم تبدیل می‌کند. این سلول‌ها با آلایش برخی عناصر مانند فسفر یا بور در سیلیکون بلوری، ویژگی‌های الکتریکی خاصی پیدا می‌کنند. هنگامی که این نیمه‌رسانا در معرض نور خورشید قرار می‌گیرد، بارهای آزاد تولید می‌کند که به‌صورت جهت‌دار حرکت کرده و در نتیجه پتانسیل الکتریکی در دو سر آن ایجاد می‌شود. این پدیده به نام «اثر فتوولتائیک» یا «اثر PV» شناخته می‌شود.
اجزای یک سیستم فتوولتائیک توزیع‌شده
یک سیستم فتوولتائیک توزیع‌شده شامل اجزای زیر است:
- آرایه فتوولتائیک: متشکل از ماژول‌های فتوولتائیک که به‌صورت سری و موازی متصل شده‌اند.
- مبدل جریان مستقیم به متناوب: برای تبدیل برق تولیدی به جریان متناوب.
- رک پنل خورشیدی: برای نصب و نگهداری پنل‌ها.
- جعبه اتصال به شبکه: برای اتصال سیستم به شبکه برق.
- کنترلر (اختیاری): برای مدیریت و کنترل سیستم.
- مجموعه باتری (اختیاری): برای ذخیره‌سازی انرژی تولیدی.
- کابل‌های AC/DC: برای انتقال برق.
برق تولید شده توسط ماژول‌های فتوولتائیک به‌صورت جریان مستقیم است و می‌تواند به جریان متناوب تبدیل شود. این برق می‌تواند بلافاصله استفاده شود یا در دستگاه‌های ذخیره‌سازی مانند باتری‌ها ذخیره گردد تا در زمان نیاز مورد استفاده قرار گیرد.
تولید برق فتوولتائیک و نقش اینورتر
تولید برق فتوولتائیک به فرآیند تبدیل انرژی تابش خورشید به برق از طریق سلول‌های فتوولتائیک اشاره دارد. این سیستم‌ها به عنوان یکی از اصلی‌ترین روش‌های تولید انرژی خورشیدی شناخته می‌شوند و در تأمین انرژی پایدار و تجدیدپذیر نقش مهمی ایفا می‌کنند. اما برای استفاده مؤثر از این انرژی، نیاز به تجهیزات جانبی مانند اینورترها وجود دارد.
نتیجه‌گیری
تولید برق فتوولتائیک یک راهکار مؤثر و پایدار برای بهره‌برداری از انرژی خورشیدی است. با استفاده از سیستم‌های فتوولتائیک توزیع‌شده، می‌توان به تأمین انرژی محلی و کاهش وابستگی به سوخت‌های فسیلی کمک کرد.
