בהתאם לאופן השימוש שלך בפאנל הסולארי, אתה יכול לייצר חשמל, חום או שניהם. ישנן מספר דרכים לרתום אנרגיה סולארית, כגון אדריכלות סולארית, אנרגיה תרמית סולארית ועוד.
מונו–גביש
בהשוואה לסוגים אחרים של פאנלים סולאריים, לפנל סולארי חד–גבישי יש יותר יעילות, עמידות טובה יותר ותוחלת חיים טובה יותר. ניתן להשתמש בפאנלים אלו על גגות קטנים או אפילו מערכת גג גדולה. ניתן להשתמש בפאנלים מונו–גבישיים להפעלת מכשירים הפועלים על מתח DC, אך ניתן גם להמיר אותם להספק זרם חילופין (AC).
פאנלים סולאריים חד–גבישיים הם הפאנלים היעילים ביותר בתעשייה, והם משמשים לרוב בפאנלים סולאריים למגורים. הם זמינים גם במודולי הספק גבוה יותר. צבעם שחור או כחול כהה, בעובי אחיד. הם גם מתאימים לרעפי גג שחורים.
במהלך תהליך הייצור, הסיליקון מותך ולאחר מכן יצוק לפנלים. הפאנלים מצופים אז בסיליקון ניטריד כדי למזער השתקפות. יש להם גם תבנית פירמידה עם שטח פנים גדול יותר כדי לאסוף יותר אנרגיה סולארית.
למשטח התחתון של הפאנל הסולארי יש כיוון חשמלי חיובי, ולמשטח העליון יש כיוון חשמלי שלילי. זה דבר טוב, כי זה אומר יותר אנרגיה נאספת מהשמש.
פאנלים סולאריים חד–גבישיים יכולים להחזיק מעמד למעלה מ-40 שנה. הם גם חסכוניים יותר. הם גם ניתנים למחזור יותר. הם צפויים לקבל יעילות טובה יותר בעתיד.
לפאנלים סולאריים חד–גבישיים יש גם מקדם טמפרטורה נמוך יותר. זוהי המדידה של ביצועי הפאנל בסביבה מסוימת. מקדם הטמפרטורה חשוב מכיוון שהוא קובע כמה אנרגיה יפיק הפאנל. על כל מעלה שהטמפרטורה עולה, הפאנל מאבד מיעילותו.
יעילות הפאנל הסולארי נשלטת על ידי המשוואה P = V x I. ככל שהיעילות גבוהה יותר, כך ניתן להפיק יותר כוח. בהתאם לגודל הלוח, האנרגיה שהוא יכול להפיק היא פונקציה של הטמפרטורה. מקדם הטמפרטורה של פאנלים סולאריים חד–גבישיים הוא -0.3% עד -0.5%.
לפנלים חד–גבישיים יש גם דירוג הספק גבוה יותר, מה שאומר שניתן לייצר יותר חשמל. הם גם קטנים יותר בגודלם, כך שהם מסוגלים להשתלב בגג קטן. הדבר הטוב ביותר בפאנלים סולאריים חד–גבישיים הוא שניתן לעשות בהם שימוש חוזר. הם גם מגיעים עם 25 או 30 שנות אחריות.
לתאים סולאריים מוקדמים הייתה יעילות המרת אנרגיה של פחות מאחוז אחד
במהלך העשורים הראשונים של הטכנולוגיה הסולארית, יעילות המרת האנרגיה של תאים סולאריים הייתה רק 1%. מכשירים אלו לא היו יעילים לייצור חשמל ולא היו מקור אנרגיה שימושי. אבל עם הזמן, תאים סולאריים שופרו כדי לייצר מגוון של יעילות.
התאים הסולאריים היעילים ביותר מיוצרים על ידי ערימת חומרים מוליכים למחצה שונים. התקנים מוערמים אלה יכולים באופן תיאורטי לייצר יעילות של 50 אחוז, אך עלויות הייצור גבוהות.
בשנים האחרונות עשו החוקרים התקדמות משמעותית בשיפור היעילות של תאים סולאריים. מספר חומרים מוליכים למחצה, כולל גליום ארסניד וגליום פוספיד, הוכחו כיעילים ביותר. חומרים אלו משמשים גם בסמארטפונים להגברת אותות.
התאים הסולאריים היעילים ביותר משתמשים במגוון חומרים מוליכים למחצה, אשר סופגים פרוסות שונות של הספקטרום האלקטרומגנטי. פרוסות אלו מכונות "פרופילי ספיגה". הפרופילים מותאמים כדי למקסם את כמות אור השמש שנלכדת על ידי התא.
יעילות התא מושפעת ממספר גורמים, כולל חלוקת הכוח המרחבית, העומס ההתנגדות וההפצה הספקטרלית של האור. בנוסף, עלות הקרינה הזמינה משפיעה על עלות מערכת האנרגיה הסולארית.
כדי להגביר את היעילות, חוקרים פיתחו תאים סולאריים המגבירים את לכידת האור על ידי הגדלת מספר השכבות הבולעות אור. מספר השכבות יכול לנוע בין שתיים לשש. "הנקודה המתוקה", או התא הסולארי היעיל ביותר, מורכב משש שכבות סופגות.
צוות חוקרים הודיע לאחרונה כי פיתחו תא סולארי חדש המשלב שתי שכבות של חומר סופג אור שמש. המכשיר, הנקרא תא צעד, נועד להגביר את יעילות המרת האנרגיה של תאים סולאריים.
החוקרים מדווחים שהמכשיר שלהם מגיע ליעילות מקסימלית של 39.2% ללא ריכוז. עליית יעילות זו מבוססת על תהליך ייצור חדשני בעלות נמוכה. הם הציגו את ממצאיהם בכנסים השנתיים ה-40 וה-42 של מומחי הפוטו–וולטאים של IEEE.
לתאים מרובי צומת יש יעילות גבוהה יותר מאשר לתאים סולאריים עם צומת יחיד. תאים אלה משתמשים במגוון חומרים אקזוטיים כדי להגביר את היעילות, כגון גליום פוספיד, בורון ניטריד וגאליום ארסניד. הערמת תאים של חומרים מוליכים למחצה שונים בסדרה יכולה גם לגרום ליעילות גבוהה יותר. עם זאת, מורכבות נוספת זו עשויה גם לייקר את עלות התא.
יש לקחת בחשבון את עלות החומרים והשטח הפנוי בתכנון פאנל סולארי
כדי להפיק את המרב מהפאנל הסולארי שלך מחייבת התייחסות מדוקדקת הן של החומרים המשמשים והן של השטח הפנוי. זה נכון במיוחד עבור פרויקטים בקנה מידה שירות, הדורשים התנגדות בידוד גדולה יותר ומתח גבוה יותר.
ישנם שני סוגים עיקריים של פאנלים סולאריים: חד גבישי ופולי גבישי. לוחות פוליגריסטליים הם בצבע כחול כהה. הסוג החד–גבישי מציע את היעילות הטובה ביותר בין 15 ל-22 אחוזים.
ההתקנה הסולארית הממוצעת למגורים יכולה לנוע בין שלושה קילוואט ל-10 קילוואט, תלוי באזור. עם זאת, מערכות גדולות יותר עשויות להיות יקרות יותר מכיוון שהן דורשות מבני הרכבה חזקים יותר וחיווט ארוך יותר.
באשר לאיכות הפאנל עצמו, סיליקון חד גבישי הוא תקן הזהב. לוחות סרט דק זמינים גם הם, ויש להם את היעילות הטובה ביותר.
ישנם גורמים אחרים שיכולים להשפיע על היעילות, אך לא ניתן לשלוט בהם על ידי בעל התאים הסולאריים. לדוגמה, שכבה עבה של שלג יכולה לחסום את אור השמש מלהגיע לפאנל. שימוש בציפוי סיליקון יכול לסייע במניעת הצטברות קרח.
ישנם גם גורמים נוספים שיש לקחת בחשבון, כגון טמפרטורה והצללה. טמפרטורה גבוהה יותר יכולה להשפיע על החומר המוליך למחצה, מה שעלול לגרום לירידה ביעילות. באופן דומה, הצללה יכולה גם להפחית את היעילות של פאנלים סולאריים.
הדרך הטובה ביותר לקבוע את עלות החומרים והשטח הפנוי שלך היא לדון בצרכים שלך עם חברה סולארית. החברה יכולה לספק לך הערכת עלות ולהעריך כמה אתה יכול לחסוך בהשוואה לשירות שלך. ישנם תמריצים סולאריים רבים זמינים משירותים בודדים, רשויות מקומיות וממלכתיות.
עלות החומרים מהווה גורם משמעותי בקביעת העלות הכוללת של התקנה סולארית. ישנן דרכים רבות לשלם עבור פאנל סולארי, ממזומן ועד מימון וכלה בהשכרת מערכת לפרק זמן מוגדר. אם יש לך מושג טוב על הצרכים שלך ועל התקציב שלך, החברה הסולארית הטובה ביותר תוכל לעזור לך להפיק את המרב מהמערכת שלך.
עלות החומרים והשטח הפנוי הם שני הגורמים העיקריים שיש לקחת בחשבון בעת תכנון מערכת סולארית. חברת השמש הטובה ביותר תעזור לכם למצוא את הפאנלים המתאימים לצרכים שלכם.
מחוץ לרשת וקשור לרשת
בין אם אתה שוקל מערכת פאנלים סולאריים לבית או לעסק שלך, עליך להיות מודע להבדלים בין מערכות מחוץ לרשת ומערכות קשורות לרשת. שתי המערכות הן דרכים טובות לייצר חשמל משלך, אך לכל מערכת יש יתרונות וחסרונות משלה.
מערכות סולאריות קשורות לרשת הן אופציה נוחה לבעלי בתים שגרים קרוב לרשת חשמל. הן זולות יותר להתקנה ולתחזוקה מאשר מערכות מחוץ לרשת, והן מאפשרות לך לנצל את מדיניות מדידת הרשת המקומית שלך. ברוב המקרים תקבלו זיכוי גם על החשמל שתזינו בחזרה לרשת. בנוסף, אתה יכול למכור עודפי אנרגיה לרשת אם חברת החשמל המקומית שלך לא גובה ממך תשלום על כך.
אמנם למערכת סולארית הקשורה לרשת יש יתרונות רבים, אבל זה יכול להיות גם חיסרון אם הבית שלכם ממוקם במקום שבו השמש לא זורחת כל היום. מערכות סולאריות מחוץ לרשת משמשות לרוב כדי לספק חשמל לבתים ועסקים המרוחקים מרשת החשמל. כשהשמש לא זורחת, תצטרך לחכות שהשמש תחזור לפני שתוכל לטעון מחדש את בנק הסוללות שלך.
מערכות סולאריות מחוץ לרשת הן זולות יותר ממערכות הקשורות לרשת, אך הן דורשות בנק סוללות. זה יכול להסתכם בכ-30 עד 40 אחוז מהעלות הכוללת של המערכת שלך. בהתאם לצרכים שלך, אתה יכול גם להוסיף גנרטור גז גיבוי למערכת מחוץ לרשת שלך. בדרך כלל, יש צורך בסוללה של 6.4 קילוואט–שעה כדי לאחסן מספיק אנרגיה לבית שלך.
מצד שני, מערכות סולאריות הקשורות לרשת זולות יותר להתקנה, אך הן עדיין דורשות את רשת החשמל כדי לייצר את החשמל. אם חברת החשמל שלך לא תשלם לך את מלוא הערך עבור החשמל שאתה מייצר, תצטרך לשלם עמלת פיחות. חלק מחברות החשמל מציעות גם מדי חשמל בחינם, אשר שימושיים למעקב אחר השימוש באנרגיה שלך.
מערכות סולאריות הקשורות לרשת הן גם גמישות יותר ממערכות מחוץ לרשת. אם הפאנלים שלך לא מייצרים מספיק חשמל, המערכת נכבית אוטומטית, ומגינה על עובדי החשמל מעבודה על קווי חשמל חיים.
