اولین جزء تشکیل دهنده سیستم های تولید برق خورشیدی پنل های خورشیدی هستند. با استفاده از پنل فتون های نور خورشید دریافت شده و الکترون تولید می گردد. پنل ها از کنار هم قرار گرفتن تعدادی سلول سیلیکونی تشکیل می شوند. زمانی که فوتون های نور به سطح سلول سیلیکونی برخورد می کنند الکترون ها در سطح ویفر نازک سیلیکونی جاری می شوند که می توان با استفاده از هادی هایی آنها را جمع آوری نمود. هر سلول خورشیدی در حدود نیم ولت (۵/۰ ولت ) برق (در حالت بی باری ) تولید می کند. پس با احتساب افت ولتاژ به وجود آمده در صورت باردار شدن پنل برای ساخت یک پنل با خروجی ولتاژ تحت بار ۱۲ ولت باید ۳۶ عدد سلول خورشیدی را به صورت سری به هم متصل کرد. خروجی در حالت بی باری این ۳۶ سلول خورشیدی در حدود ۱۸ ولت است. (بار به معنی مصرف کننده است).
با موازی کردن پنل ها ولتاژ ثابت می ماند و جریان خروجی پنل ها افزایش پیدا می کند و در نتیجه توان خروجی نیز زیاد می شود و همانطور که گفته شد با سری کردن پنل ها می توان ولتاژ خروجی را افزایش داد ( ۲۴ولت ، ۳۶ ولت و ۰۰۰) و جریان را ثابت نگه داشت. افزایش ولتاژ در پنل ها باعث کاهش جریان و در نتیجه کوچک شدن قطر کابل خروجی از پنل ها به سمت شارژ کنترلر و سپس باتری ها می شود که این امر خود باعث کمتر کردن هزینه کابل ها می گردد. پس در کل سری و موازی کردن پنل ها تاثیری بر روی توان تولیدی سیستم ندارد ولی باعث تغییر تلفات و سایز کابل ها می گردد.
ایرمان مارکت ، عرضه کننده انواع پنل خورشیدی در کشور
- نکته : بازده پنل های خورشیدی را معمولاً به درصد بیان می کنند. مثلاً بر روی کاتالوگ پنل نوشته شده بازده ۱۷% یعنی این پنل در تابش مستقیم نور خورشید ( که ۱۰۰۰ وات بر متر مربع در نظر می گیرند ) حدود ۱۷۰ وات توان تولید می کند. در ضمن تا حدودی می توان گفت تفاوت عمده انواع پنل ها در میزان بازده آنهاست .
انواع پنل های خورشیدی :
پنل های خورشیدی مونو کریستال (Monocrystalline) :
این پنل ها از سلول های مونو کریستال ساخته شده اند. برای ساخت سلول های مونو کریستال از یک کریستال سیلیس استفاده می شود. قطعات سیلیکونی بزرگ را به قطعات کوچک تر برش می دهیم که به آنها ویفر یا دیسک می گوییم. اندازه این ویفرها معمولاً ۰٫۲ تا ۰٫۴ میلیمتر است که در ساخت سلول استفاده می شود. اگر تعدادی از این سلول های مونو کریستال را کنار هم و هادی ها را بین آنها قرار دهیم یک پنل مونو کریستال ساخته می شود. سلول های مونوکریستال به دلیل ساختار یکپارچه و یک تکه از اندازه کوچکتر و همچنین راندمان بالاتری (بین ۱۵ تا ۲۰ درصد ) نسبت به سلول های پلی کریستال (بین ۱۲ تا ۱۶ درصد ) بهره مند می شوند. ولی قیمت انها نسبتاً بیشتر از پلی کریستال هاست. از این سلول می توان در مکان هایی که محدودیت فضا دارند استفاده نمود.
شکل ظاهری سلول های مونوکریستال بصورت زیر است :
پنل های پلی کریستال (polycrystalline) :
این پنل ها از سلول های پلی کریستال ساخته می شوند. سلول های پلی کریستال بر عکس مونو کریستال ها که از یک کریستال سیلیس ساخته می شوند از تجمع چندین کریستال سیلیس در یک سلول ساخته می شوند. همانطور که گفته شد تفاوت کاربردی اینها با مونوکریستال ها در اندازه، راندمان و قیمت آنهاست. البته در مناطق گرمسیر شاید استفاده از پنل های پلی کریستال مناسب تر باشد چون سطح آنها روشنتر است و حرارت کمتری را از انرژی خورشید جذب می کنند. به همین دلیل میزان افزایش مقاومت الکتریکی سیستم در اثر گرمتر شدن نیز کمتر بوده در نتیجه افت توان نیز کمتر می باشد. بازده پنل های پلی کریستال بین ۱۳ تا ۱۶ درصد می باشد. بیش از ۹۵ درصد پنل های استفاده شده در ایران از این نوع می باشند زیرا قیمت و کارایی نسبتاً خوبی داند .
شکل ظاهری سلول های پلی کریستال ها بصورت زیر است:
لایه نازک Thin-Film Solar Cell (TFSC):
این سلول ها که سلول فتوولتائیک لایه نازک نیز نامیده می‌شوند، نسل دوم سلولهای خورشیدی است که از قرار دادن یک یا چند لایه یا پوشش نازک از مواد فتوولتائیک مانند سیلیکون بر روی لایه‌ای از شیشه، پلاستیک یا فلز ساخته می‌شوند. به دلیل امکان تولید انبوه قیمت این سلول ها بسیار ارزان است ولی راندمان آنها بسیار پایین است (بین ۷ تا ۱۳ درصد ). بنابراین مساحت زیادتری نسبت به سلول های پلی کریستال یا مونوکریستال برای تامین یک توان مشخص نیاز دارد.
شکل سلول های فیلم نازک به صورت زیر است:
