مجله آموزشی: کارکرد پنل‌های خورشیدی در شب

به‌طور واضح، پاسخ این سوال نه است! چرا که پنل‌های خورشیدی برای تولید انرژی و برق، نیازمند نور هستند؛ با اینکه در طول شب نیز می‌توانند مقدار کمی انرژی توسط نورهای مصنوعی و یا نور ماه تولید کنند اما بسیار ناچیز است. 

پس سلول‌های خورشیدی چگونه در طول شب کار می‌کنند؟

پنل‌های خورشیدی، در طول روز مداوم در حال جذب انرژی خورشید و تبدیل آن به انرژی الکتریکی هستند؛ بنابراین این انرژی را در مخزنی ذخیره می‌کنند تا در زمان نیاز از آن بهره‌برداری شود.

یکی از راه‌های تشخیص اینکه آیا پنل‌های شما هنوز هم انرژی تولید می‌کنند یا نه، نگاه کردن به چراغ‌های راهنمای داخل خیابان‌ها است.

به صورت یک قاعده‌ی کلی، اگر چراغ‌های خیابان یا سایر چراغ‌ها روشن باشند – چه در روزهای ابری و چه در عصر – پنل‌های خورشیدی در حال تولید انرژی هستند. اگر آن‌ها خاموش هستند، به احتمال زیاد نور محیط برای سیستم پنل خورشیدی شما، تاریک است و بنابراین نمی‌تواند انرژی تولید کند.

آیا راهی برای تشخیص کار کردن یا نکردن پنل‌ها وجود دارد؟

یکی از راه‌های تشخیص اینکه آیا پنل‌های شما هنوز هم انرژی تولید می‌کنند، نگاه کردن به چراغ‌های عمومی است.

به عنوان یک قانون کلی، اگر چراغ‌های خیابان یا سایر چراغ‎‌ها خاموش باشند- چه در روزهای ابری و چه در عصر – پنل‌های خورشیدی شما برق تولید می‌کنند. اگر آن‌ها روشن هستند، به احتمال زیاد هوا برای سیستم پنل خورشیدی شما بسیار تاریک است.

ذخیره انرژی خورشیدی برای استفاده در روزهای ابری و شب

در طول ساعات اوج نور خورشید، پنل‌های خورشیدی شما ممکن است بیشتر از نیاز شما انرژی تولید کنند. از این توان مازاد می‌توان برای تامین برق اصافی در روزهای ابری یا در شب استفاده کرد.

این انرژی در کجا و چگونه ذخیره می‌شود؟

مفهوم ذخیره انرژی خورشیدی بسیار ساده است. اکثر سیستم‌های خورشیدی عمدتا برای تولید انرژی بیشتر از نیاز خانه شما در طول روز طراحی شده‌اند. انرژی مازاد تولید شده در طول روز در باتری خورشیدی ذخیره می‌شود.

انرژی مازاد تولید شده در طول روز در باتری‌های به صورت DC ذخیره می‌شود.

شب، زمانی که پنل‌های خورشیدی شما در حالت خواب و استراحت هستند، می‌توانید از انرژی ذخیره شده توسط سیستم باتری برای تامین انرژی خانه خود استفاده کنید.

در طول ساعات اوج نور خورشید، پنل‌های خورشیدی شما ممکن است بیشتر از نیاز شما انرژی تولید و ذخیره کنند. آیا این انرژی هدر رفته و بدرد نمی‌خورد؟

خیر! از این توان مازاد می‌توان برای تامین برق بیشتر در روزهای ابری و یا در شب‌ها استفاده کرد.

راهکار ذخیره‌سازی توسط باتری بسیار پرهزینه و با محدودیت است:

طبق تحقیقات انجام شده، روش‌های نوین برای تولید انرژی برق در شب توسط پنل‌های خورشیدی ارائه شده است که به بررسی آن‌ها می‌پردازیم.

محققان دانشگاه کالیفرنیا دیویس به تازگی یافته‌اند که شما می‌توانید شب هنگام با استفاده از صفحه‌های ضدخورشیدی(ANTI SOLAR PANEL) نیرو برق را تولید کنید.

پنل‌های ضدخورشیدی که در مجله ACS Photonicsc در رابطه با آن توضیح داده شده است، می‌توانند این نقطه ضعف را برای تکمیل تولید برق در شب را جبران کنند.

اما به چه صورت؟

به دلیل سرد بودن صفحات خورشیدی نور خورشید را جذب کرده و آن را به انرژی تبدیل می‌کنند.

فضا و آسمان شب سرد است. شما می‌توانید یک صفحه کرم‌تر را روی زمین به سمت آسمان نشان دهید تا انرژی را به عنوان نور مادون قرمز به بیرون تابش کند. این همان چیزی است که تیم دانشگاه کالیفرنیا پیشنهاد می‌دهند – این در اصل نوعی موتور حرارتی است.

این دستگاه‌ها از فناوری پنل‌های خورشیدی معمول استفاده نمی‌کنند، اگرچه احمالا شبیه به نظر می‌رسند. پنل‌های خورشیدی از طریق جذب فوتون‌های خورشیدی برای حرکت الکترون‌ها در نیمه هادی‌ها استفاده می‌کنند و از این طریق یک ولتاژ تولید می‌کنند. یک پنل شبانه از سلول حرارتب برای انتشار اشعه مادون قرمز از زمین به فضا استفاده می‌کند.

در پنل‌های مرسوم نور دریافت و تبدیل به جریان می‌شود اما در پنل‌های جدید برعکس این نور ساطع و جریان تولید می‌گردد!!!

برای دستیابی به این اثر با اشعه مادون قرمز، ما به صفحات خورشیدی منظم با انواع مختلفی از مواد نیاز داریم، که تمایل دارند به نور مرئی متمرکز شوند.

سال گذشته شاهد سیستم آزمایشی‌ای بودیم که توسط محققان دانشگاه استنفورد راه‌اندازی شد که از عدم تعادل گرما بین آسمان شب و زمین نیز برای تولید برق ناشی از اشعه مادون قرمز استفاده می‌کرد. البته این تکنولوژی هنوز در مرحله مطالعه و پژوهش است تا بتواند به مرحله بهینه‌ای برسد و در طول شبانه روز ما از برق تولید شده توسط پنل‌های خورشیدی بهره‌مند شویم.

اما چگونه این انرژی برای استفاده در آینده ذخیره می‌شود؟

در اینجا چند گزینه را بررسی می‌کنیم:

شما می‌توانید انرژی اضافی را در یک باتری خورشیدی ذخیره کنید.

هنگامی که یک باتری خورشیدی را به تاسیسات خورشیدی خود اضافه کنید، هر برق اضافی در ساعاتی که تابش نور خورشید نامناسب و یا کافی نیست از جمله در طول شب و یا هوای ابری را می‌توان جمع‌آوری کرد و بعدها از صورت ذخیره شده‌ی آن بهره برد.

باتری‌ها ممکن است به شما این امکان را بدهند که سیستم فتوولتائیک خورشیدی خود را در تمام طول روز اجرا کنید، اگرچه برخی از اشکالات ذخیره‌سازی باتری وجود دارد که در زیر ذکر شده است:

• این به کل هزینه سیستم خورشیدی شما می افزاید.
• باتری‌ها فضای کمی را اشغال خواهند کرد.
• اگر بخواهید بیش از چند ساعت برق داشته باشید، احتمالا به چندین باتری نیاز خواهید داشت. به عنوان مثال، اگر سیستم شما بیش از ۱۳ کیلووات است، تاسیسات خورشیدی تسلا به دو باتری Powerwall نیاز دارد.