طراحی و ساخت مبدل DC-DC ایزوله برای صفحات خورشیدی
۱-۲-مزایاومعایب سیستم‌های فتوولتائیک
آلودگیهای زیست محیطی ناشی از سوخت‌های فسیلی و پایان پذیر بودن منابع آنها ،تلاش و تحقیقات وسیعی را در بکارگیری انواع دیگری از انرژی، بخصوص انرژی‌های جدید،موجب شده است.انرژی خورشیدی به دلیل نا محدود بودن ،در دسترس بودن و سازگاری با محیط زیست موجب شده است سیستم‌های فتوولتائیک بیشترین بازار تجاری را در زمینه کاربرد انرژی‌های نو داشته باشد .

جزییات بیشتر درباره این پایان نامه ها  :

پایان نامه ارشد برق قدرت : طراحی و ساخت مبدل DC-DC ایزوله برای صفحات خورشیدی

 
پاره‌ای از ویژگی‌ها و مزایایسیستم‌های فتوولتائیک که موجب گسترش استفاده از آن در کشور های مختلف شده است در زیر آمده است.

۱ـ بی نیازی به سوخت فسیلی

۲ـ حفظ محیط زیست و عدم ایجاد آلودگی

۳ـ طول عمر مفید بالا (بیش از ۲۰ سال )

۴ـ قابلیت اطمینان بالا به دلیل نداشتن بخش‌های متحرک مکانیکی

۵ـ پایین بودن احتمال بروز حوادث خطرناک مانند انفجار وآتش سوزی

۶ـ سهولت در نصب و راه اندازی و همچنین بی نیازی به تجهیزات پیچیده و نیروی انسانی متخصص

۷ـ قابلیت تغییر توان با افزایش و کاهش ظرفیت سیستم‌های فتوولتائیک در صورت نیاز با بهره گرفتن از افزودن یا کاستن تعداد ماژول‌هادر مقابل موارد ذکر شده بزرگترین عیب سیستم‌های فتوولتائیک برای استفاده از توان‌های زیاد، قیمت بالای آن در مقایسه با سایر منابع است. اگر چه با پیشرفت تکنولوژی  هزینه سیستم‌های فتوولتائیک روز به روزکاهش می‌یابد ،ولی قبل از هر اقدامی تحقیق و بررسی در زمینه صرفه اقتصادی جهت  به‌کارگیری هر یک از منابع لازم و ضروری است.

۱-۳تکنولوژی‌های ساخت سلول‌های فتوولتائیک
برای ساخت این سلول‌ها سه نوع تکنولوژی ساخت وجود دارد که به شرح زیر می‌باشند:

۱)تکنولوژی تک کریستالی (Monocrystalline or single crystal)

که در این حالت سلول خورشیدی در یک ورقه سیلیکونی کیفیت بالا ساخته می‌شود که در این سلول دارای بازده بیشتر نسبت به سلول‌های ساخته شده با تکنولوژی‌های دیگر است .

۲)تکنولوژی پلی کریستالی (Polycrystalline)

در این روش سلول از یک بلوک سیلیکونی چند کریستال کیفیت پایین ساخته می‌شود که بازده و قیمت کمتری دارد .

۳)تکنولوژی ورق _نازک (thin_film)

که سلول در چند پروسه مختلف ساخته می‌شود.این سلول‌ها بازده کمتری دارند ولی در عوض هزینه ساخت آنها بسیار کم است . [۱]

شکل۱-۶ سلول‌های سیلیکانی و ورق نازک

۱-۴-اجزای سیستم‌های فتوولتائیک
به خاطر وجود تغییر در میزان شدت تابش پرتوهای خورشیدی در طول روز و در فصول مختلف، یک باطری به منظور ذخیره کردن انرژی الکتریکی تولیدی توسط آرایه‌های فتوولتائیک و به عنوان یک عامل واسط بین آرایه‌های خورشیدی و مصرف کننده انرژی الکتریکی برای بهره‌وری بیشتر مورد نیاز می‌باشد. یک سیستم فتوولتائیک خورشیدی، در طول روز که تابش خورشید وجود دارد، پرتوهای خورشیدی را گردآورده و به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کند، ولی زمانیکه انرژی خورشیدی در حد اعلای خود موجود می‌باشد، بندرت اتفاق می‌افتد که دقیقاً منطبق با زمانی باشد که به انرژی الکتریکی نیز نیاز وافر باشد. پدیدار گشتن ابرها در آسمان نیز برای سیستم‌های فتوولتائیک مشکل ایجاد می‌کند و چنانچه ابری بودن آسمان چندین روز به درازا بکشد، انرژی الکتریکی در مقایسه با روزهای صاف آفتابی که خورشید شدت تابش بالائی دارد، میزان قابل ملاحظه‌ای کاهش پیدا خواهد کرد. واضح است در چنین روزهائی می‌توان از انرژی‌ای که در روزهای صاف آفتابی تولید و ذخیره شده‌، استفاده کرده و انرژی الکتریکی متمرکزی را تولید نمود بنابراین، اضافه کردن تجهیزات ذخیره‌سازی در سیستم‌های فتوولتائیک می‌تواند موجب افزایش قابلیت اعتماد سیستم برای تأمین مستمر انرژیالکتریکیگردد.معمولاً برای ذخیره‌سازی برق تولیدی در سیستم‌های فتوولتائیک با ظرفیت ۳ کیلووات به بالااز باطری استفاده می‌گردد ولی برخی از سیستم‌های کوچکترمانند پمپ کننده‌های کوچک، بدون ذخیره سازی باطری طراحی می‌شوند.

پیل یا باتری‌های خورشیدی تنهامبدل انرژی تابشی خورشید به انرژی الکتریکی باجریان الکتریکی ازنوع مستقیم می‌باشندوتوانایی ذخیره سازی انرژی را ندارند.

برق تولیدی باتری‌هاDCولتاژمعمولاً ۴۸یا۲۴ ولت است که با یک اینورتر  Pure sine wave به ۲۳۰ ولتAC تبدیل می‌شود.

ازا بزارذخیره سازی دراین سیستم‌هااستفاده ازباتری‌های الکتروشیمیایی می‌باشد.

از سری و موازی کردن سلول‌های آفتابی می‌توان به جریان و ولتاژ قابل قبولی دست یافت. در نتیجه به یک مجموعه از سلول‌های سری و موازی شده پنل (مدول) فتوولتائیک گویند.

یک ماژولمی‌تواند متشکل از ۳۲ سلول خورشیدی با قطر ۵/۷ سانتیمتری دارای مشخصات الکتریکی: ولتاژ نامی ۱۲ ولت، جریان نامی ۲/۱ آمپر، قدرت پیک ۱۸ وات،باشد. راندمان ماژول‌ها با توجه به راندمان سلول‌های خورشیدی و برخی افت‌های دیگر از قبیل جاسازی سلول‌ها در سطح ماژول‌ و اتصال الکتریکی آنها، حدود ۷ الی ۱۱ درصد در دمای ۲۸ درجه سانتی‌گراد و شدت تابش نور خورشید۱۰۰ ،که به نام شرایط استاندارد خوانده می‌شود، می‌باشد. [۱]

وبه مجموعه پنلهای فتوولتائیک،یک آرایه خورشیدی گفته می‌شود.جریان الکتریکی حاصل ازپنل های فتوولتائیک ازنوع جریان وولتاژمستقیم می‌باشد. ( DC)

با توجه به توضیحات فوق سیستم‌های فتوولتائیک از اجزای زیر تشکیل شده‌اند:

سلول‌های خورشیدی

ماژول‌ها

آرایه‌ها

رگولاتور ولتاژ و کنترل کننده‌ها

باتری‌های ذخیره ساز انرژی الکتریکی