انرژی فتو ولتایک، تبدیل نور خورشید به الکتریسیته از میان یک سلول فتو ولتاتیک (pvs) می باشد، که بطور معمول یک سلول خورشیدی نامیده می شود. سلول خورشیدی یک ابزار غیر مکانیکی است که معمولاً از آلیاز سیلیکون ساخته شده است. نور خورشید از فتونها، یا ذرات انرزی خورشیدی ساخته شده است این فتونها مغادیر متغییر انرژی را شامل می شود مشابه طول مولد های متفاوت اسپکتروم های نوری هستند. وقتی فتونها به یک سلول فتو ولتاتیک بر خورد می کند، ممکن است منعکس شوند، مستفیم از میان آن عبور کنند، یا جذب شوند. فقط فتونها جذب شده انرژی را برای تولید الکتریسیته فراهم می کنند.وقتی که نور خورشید کافی یا انرژی توسط جسم نیمه رسانا جذب شود، الکترون از اتم های جسم جابجا می شوند.

رفتار خاصی سطح جسم در طول ساختن باعث می شود سطح جلویی سلول که برای الکترون های آزاد بیشتر پذیرش یابد.بنا براین الکترون ها بطور طبیعی به سطح مهاجرت می کنند.

زمانی که الکترون ها موقعیت n را ترک می کنند و سوراخ هایی شکل می گیرد. تعداد الکترونها زیاد است، هر کدام یک بار منفی را حمل می کنند و به طرف جلو سطح سلول می روند، در نتیجه عدم توازون بار بین سلولهای جلویی و سطوح عقبی یک پتانسیل ولتاژ شبیه قطب های مثبت ومنفی یک باطری ایجاد می شود.
وقتی که دو سطح از میان یک راه داخلی مرتبط می شود، الکتریسیته جریان می یابد. سلول فتو ولتاتیک قاعده بلوک ساختمان یک سیستم pv است. سلولهای انفرادی می توانند در اندازه هایی از حدود cm 1 تا cm10 از این سو به آن سو متغیر می شود.
با این وجود، توان ۱ یا ۲ وات تولید می کند، که انرژی کافی برای بیشتر کار بردها مناسب نیست. برای اینکه بازده انرژی را افزایش دهیم، سلولها بطور الکتریکی به داخل هوای بسته یک مدول سخت مرتبط می شود.
مدولها می توانند بیشتر برای شکل گیری یک آرایش مرتبط شوند. اصطلاح آرایش به کل صفحه انرژی اشاره می کند، اگر چه آن از یک یا چند هزار مدول ساخته شده باشد، آن تعداد مدولهای مورد نیاز می توانند بهم مرتبط شوند برای اینکه اندازه آرایش مورد نیاز (تولید انرژی) را تشکیل دهند.
اجرای یک آرایش فتو ولتاتیک به انرژی خورشید وابسته است. شرایط آب و هوایی (همانند ابر و مه) تاثیر مهمی روی انرزی خورشیدی دریافت شده توسط یک آرایش pv و در عوض، اجرایی آن دارد. بیشتر تکنولوژی مدول های فتو ولتاتیک در حدود ۱۰ درصد موثر هستند در تبدیل انرژی خورشید با تحقیق بیشتر مرتبط شوند برای اینکه این کار را به ۲۰ درصد افزایش دهند.

سلولهای pv که در سال ۱۹۵۴ توسط تحقیقات تلفنی بل bell کشف شد حساسیت یک آب سیلیکونی حاضر به خورشید را به طور خاصی آزمایش کرد. ابتدا در گذشته در دهه ۱۹۵۰،pvs برای تامین انرژی قمر های فضا در یک مورد استفاده قرار گرفتند.
موفقیت pvs در فضا کاربرد های تجاری برای تکنولوژی pvs تولید کرد. ساده ترین سیستم های فتو ولتاتیک انرژی تعداد زیادی از ماشین حساب های کوچک و ساعتهای مچی را هر روز استفاده کردند. بیشتر سیستم های پیچیده الکتریسیته را برای پمپاژ آب، انرژی ابزارهای ارتباطی، و حتی فراهم کردن الکتریسیته برای خانه هایمان فراهم می کنند.
تبدیل فتو ولتاتیک به چندین دلیل مفید است. تبدیل نور خورشید به الکتریسیته مستقیم است، بنابراین سیستم های تولید کننده مکانیکی به حجم زیادی لازم نیستند. خصوصیت مدولی انرژی فتو ولتاتیک اجازه می دهد به طور سریع آرایش ها در هر اندازه مورد نیاز یا اجازه داده شده نصب شوند.
همچنین، تاثیر محیطی یک سیستم فتو ولتاتیک حد اقل است، آب را برای سیستم نیاز ندارد پختن و تولید محصول فرعی نیست. سلولهای فتوولتاتیک، همانند باتریها، جریان مستقیم (dc) را تولید می کنند که به طور عمومی برای برای راههای کوچکی مورد استفاده است (ابزار الکترونیک). وقتی که جریان مستقیم از سلولهای فتوولتاتیک برای کاربردهای تجاری یا لحیم کردن کار برد های الکتریکی استفاده می شود. شبکه های الکتریکی بایستی به جریان متناوب (AC) برای استفاده تبدیل کننده ها تبدیل شوند، ابزارهای حالت جامد که جریان مستقیم را به جریان متناوب تبدیل می کنند. به طور تاریخی PVS در جاهای دور برای تولید الکتریسیته بکار گرفته شده است. با این وجود یک بازار برای تولید از PVS را توزیع کنند ممکن است با بی نظمی قیمتهای تبدیل و توزیع همزمان با بی نظمی الکتریکی توسعه داده شود.
جایگزین ژنراتو های کوچک مقیاس عددی در تغذیه کنندهای الکتریکی می توانند اقتصاد واعتبار سیستم توزیع را بهبود بخشد.

در حال حاضر روشنایی خورشیدی بالاترین میزان کاربرد سیستم‌های فتوولتائیک را در سراسر جهان دارد و سالانه دهها هزار نمونه از این سیستم در سراسر جهان نصب و راه اندازی می‌گردد، مانند برق جاده‌ها و تونلها بخصوص در مناطقی که به شبکه برق دسترسی ندارند، تأمین برق پاسگاههای مرزی که دور از شبکه برق هستند، تأمین برق مناطقی شکاربانی و مناطق حفاظت شده نظیر جزیره‌های دور افتاده که جنبه نظامی دارند.

سیستم تغذیه کننده یک واحد مسکونی
انرژی مورد نیاز کلیه لوازم برقی منازل (شهری و روستایی) و مراکز تجاری را می‌توان با استفاده از پنلهای فتوولتائیک و سیستمهای ذخیره کننده و کنترل نسبتاً ساده، تأمین نمود.

سیستم پمپاژ خورشیدی
سیستم پمپهای فتوولتائیک قابلیت استحصال آب از چاهها، قنوات، چشمه‌ها، رودخانه‌ها و ….. را جهت مصارف متنوعی دارا می‌باشد.

سیستم تغذیه کننده ایستگاههای مخابراتی و زلزله نگاری
اغلب ایستگاههای مخابراتی و یا زلزله نگاری در مکانهای فاقد شبکه سراسری و صعب العبور و یا در محلی که احداث پست فشار قوی به فشار ضعیف و تأمین توان الکتریکی ایستگاه مذکور صرفه اقتصادی و حفاظت الکتریکی ندارد نصب شده‌اند.

ماشین حساب، ساعت، رادیو، ضبط صوت و وسایل بازی کودکانه یا هر نوع وسیله‌ای که تاکنون با باطری خشک کار می‌کرده‌است یکی دیگر از کاربردهای این سیستم می‌باشد.
مثلاً ژاپن در سال ۱۹۸۳ حدود ۳۰ میلیون ماشین حساب خورشیدی تولید کرده‌است که سلولهای خورشیدی بکار گرفته در آنها مساحتی حدود ۲۰ هزار متر مربع و توان الکتریکی معادل ۵۰۰ کیلووات داشته‌اند.

نیروگاههای فتوولتائیک
همزمان با استفاده از سیستم‌های فتوولتائیک در بخش انرژی الکتریکی مورد نیاز ساختمانها اطلاعات و تجربیات کافی جهت احداث واحدهای بزرگ‌تر حاصل گردید و همه اکنون در بسیاری از کشورهای جهان نیروگاه فتوولتائیک در واحدهای کوچک و بزرگ و به صورت اتصال به شبکه و یا مستقل از شبکه نصب و راه اندازی شده‌است ولی این تأسیسات دارای هزینه ساخت، راه اندازی و نگهداری بالایی می‌باشند که فعلاً مقرون به صرفه و اقتصادی نیست.

یخچالهای خورشیدی
از یخچالهای خورشیدی جهت سرویس دهی و ارائه خدمات بهداشتی و تغذیه‌ای در مناطق دور افتاده و صعب العبور استفاده می‌گردد. عملکرد مناسب یخچالهای خورشیدی تا حدی بوده‌است که در طی ۵ سال گذشته بیش از ۱۰۰۰۰ یخچال خورشیدی برای کاربردهای بهداشتی و درمانی در سراسر آفریقا راه اندازی شده‌است.

سیستم تغذیه کننده پرتابل یا قابل حمل
قابلیت حمل و نقل و سهولت در نصب و راه اندازی از جمله مزایای این سیستم‌ها می‌باشد بازده توان این سیستم‌ها از ۱۰۰ وات الی یک کیلو وات تعریف شده‌است. از جمله کاربردهای آن می‌توان به تأمین برق اضطراری در مواقع بروز حوادث غیر مترقبه، سیستم تغذیه کننده یک چادر عشایری و کمپ‌های جنگلی اشاره نمود.

 یو پی اس یا منبع برق دائمی از جمله پر کاربردترین وسایل برقی جانبی و کمکی است. یک دستگاه یو پی اس  به زبان ساده وسیله ای برای ذخیره انرژی برق بمنظور استفاده از آن در مواقع قطع برق است. از نظر کیفی برق تولید شده در یو پی اس مرغوب تر از برق خود شبکه برق شهری است. این امر بدلیل دو قطعه یکسو کننده و  اینورتر در ورودی و خروجی یو پی اس است که دو مرحله نویز گیری اولیه را انجام میدهد و در ضمن برق خروجی از  یو پی اس وابسته به باتری است که جریان بسیار یکنواخت تری را فراهم میکند.  مجموع این دو ویژگی باعث میشود که این وسیله بسیار محبوب و پر کاربرد باشد.
انواع مختلفی از یو پی اس وجود دارد که عمدتا در باتری و قدرت آن و هم در مدار مورد استفاده با هم تفاوت دارند. امروزه بطور عمده از یو پی اس های مدار آنلاین استفاده می شود چرا که درجه حفاظت خوبی را فراهم میآورند. یو پی اس ها از درجه ایمنی خوبی هم برخوردارند. یعنی احتمال بروز اتصال کوتاه و یا شارژ ناگهانی برق در مدار و یا هر نوع خطر برقی دیگر در یک یو پی اس استاندارد و با کیفیت صفر است.

قیمت یو پی اس

یو پی اس یا به اصطلاح منبع دائمی تامین برق، امروزه جای خاصی در میان لوازم برقی کمکی برای خود ایجاد کرده است. انواع و اقسام  یو پی اس امروزه توسط تولید کنندگان ایرانی و خارجی ساخته و در دامنه وسیعی از توان و مشخصات فنی ارائه می شوند. از نقطه نظر قیمت یو پی اس ذخیره برق باید گفت، قیمت به همه عوامل و مشخصات فنی بستگی دارد و حتی تا حدی به برند مورد تقاضا نیز بستگی دارد.

کیفیت قطعات و بویژه باتری در انواع اروپایی و برخی انواع چینی بسیار خوب است. باتری ها که قلب یو پی اس به حساب می آیند  بسته به ضخامت باتری در سه کلاس قرا میگیرند که ضخیم ترین باتری ها مربوط به کلاس L است. بیشتر باتری ها از نوع تک سلولی اند ولی انواع دو سلولی نیز وجود دارند. قیمت معمول برای یک یو پی اس با ذخیره 2 تا 4 ساعت و حدود 500 تا 1000 ولت آمپر توان، حدود 500 هزار توامن است. انواع صنعتی تا 10 میلیون تومان هم وجود دارد.

یو پی اس در واقع حروف اول عبارت Uninterruptible power supply یا بصورت مختصر UPS ،به معنای منبع تغذیه بدون وقفه(یو پی اس) است.

یوپی اس یک منبع تغذیه الکترونیکی می باشد که وظیفه اصلی آن ، تامین بدون وقفه ی توان مورد نیاز بار مصرفی می باشد ، این سیستم بین برق شهر و دستگاه مصرف کننده قرار گرفته علاوه بر تثبیت و تنظیم برق شبکه مانع از نفوذ نویز و اختلالات شبکه به تجهیزات حساس مصرف کننده می گردد . همچنین یو پی اس به عنوان منبع توان بدون وقفه با استفاده از انرژی ذخیره شده در باتری یو پی اس ، برق مورد نیاز تجهیزات مصرف کننده را تامین می نماید .

درحقیقت استفاده از یک انرژی پشتیبان مانند سیستم تامین انرژی بدون وقفه (UPS) شما را قادرمیسازد که بربیشترمشکلات ناشی ازبرق شهر فائق آیید وهمچنین محافظت دربرابرقطع کلی برق را نیز بدست آورید. شما می توانید سطوح مختلفی ازحفاظت را درمقابل مشکلات برق برای سیستم خود جهت جلوگیری ازتخریب ویا ازدست دادن اطلاعات به کارگیرید.

منبع: http://fiammco.ir