پنل خورشیدی دستگاه پیشرفتهای است که نور خورشید را جذب خود کرده و آن را به نیروی برق تبدیل می‌کند. این پنل‌ها برای تهیه انرژی مورد نیاز بشریت، مورد استفاده قرار می‌گیرند؛ از جمله چراغ‌ها، پمپ‌های آب برای مکش آب درون چاه‌ها، تامین شارژرهای باتری برای خودروها و گوشی‌های موبایل. از پنل‌های خورشیدی جهت ترکیب شدن با باتری‌ها برای فراهم کردن انرژی در مکان‌های دورافتاده که به جریان برق مستقیم اتصال دارند، مورد استفاده قرار می‌گیرند.
همانطور که گفتیم، پروفیل آلومینیوم یکی از سازه‌های مهم برای ساخت می‌باشد و در واقع اهمیت آلومینیوم از انرژی تجدیدپذیر آن ایجاد می‌شود. در سال‌های گذشته، زمانی که جهان به تدریج به اهمیت انرژی خورشیدی و توسعه صنعت خورشیدی پی برد، با بهبود درک مردم از انرژی خورشیدی، افراد بیشتری مایل به نصب سلول‌های خورشیدی در منازل خود شدند.
با این حال، مشکلی که بیشتر مصرف کنندگان با آن، در این زمینه درگیر هستند، این موضوع است که هزینه پنل‌های خورشیدی بسیار بالا می‌باشد. به همین دلیل، جهت کم کردن این قیمت‌‌ها، فلز آلومینیوم عنصر مفیدی می‌باشد که می‌تواند برای تولید ساختار پنل‌های خورشیدی، مانند پروفیل اکستروژن آلومینیوم، بلوک و غیره استفاده شود.
در ادامه این مقاله برای اطلاعات بیشتر در رابطه با نقش پروفیل آلومینیوم در ساخت پنل‌های خورشیدی، همراه ما باشید
اهمیت کارایی پروفیل آلومینیوم در پنل‌های خورشیدی
آلومینیوم یک عنصر شیمیایی فلزی سبک، قوی و مقاوم در برابر حرارت است. این خصیصه مشابه در اکثر آلیاژها می‌باشد. به عنوان یک عنصر آلیاژی، می‌توان از آن برای بهبود خواص سایر فلزات استفاده کرد. پروفیل آلومینیوم عمدتاً در ساخت سازه‌های قاب و اجزای ساختمانی در صنایع خورشیدی استفاده می‌شود. پروفیل آلومینیوم نوعی ماده اکستروژن است و درواقع یک اکستروژن یا یک ورق پیوسته از آلومینیوم است که برای برآورده کردن مشخصات طراحی به طول‌های مشخص بریده می‌شود و سپس به یک پروفیل دلخواه تبدیل می‌شود.
اکستروژن آلومینیوم، جهت تبدیل نور خورشید به انرژی سبز با قاب‌ها و سازه‌های پیشرفته و سبک وزن، برای صنعت انرژی خورشیدی با اجزایی که امکان موقعیت یابی دقیق و پایداری برای بهبود بهره وری را می‌دهد، کمک می‌کند.
چرا در پنل خورشیدی از پروفیل آلومینیوم استفاده می‌شود؟
جدای این موضوع که اکستروژن آلومینیوم، جزو انرژی تجدیدپذیر به شمار می‌رود، دلایل اصلی دیگر کاربرد پروفیل آلومینیوم در ساخت پنل‌های خورشیدی عبارتند از:
• جهت محافظت از اجزای انرژی خورشیدی از پروفیل آلومینیومی استفاده می‌شود.
• اکستروژن آلومینیوم، خاصیت رسانایی خوبی دارد و می‌تواند به عنوان محافظت در برابر صاعقه در هنگام رعد و برق استفاده شود.
• از دلایل دیگر در رابطه با این موضوع، استحکام بالای این پروفیل‌های آلومینیومی به حساب می‌آید. از جمله مهمترین آنها، مقاومت در برابر خوردگی می‌باشد. همچنین استحکام کششی بالا برای بهبود مقاومت در برابر بارش برف، ضربه باران و باد و غیره.
مقالات مرتبط : در رابطه با فرآیند اکستروژن پروفیل آلومینیوم بیشتر بخوانید.
پنل خورشیدی و اهمیت آن در تولید انرژی
میزان انرژی که از خورشید به یک مکان خاص در سطح زمین می‌رسد، می‌تواند 1000 وات بر متر مربع باشد. انرژی خورشیدی در دهه‌های گذشته به عنوان ایده آل‌ترین منبع انرژی تجدیدپذیر مورد توجه جهانی قرار گرفته است که عمدتاً به دلیل ایمنی، پاک، رایگان و نامحدود بودن این انرژی است. خورشید مقدار زیادی تابش الکترومغناطیسی را به زمین می‌فرستد که تقریباً 4000 تریلیون کیلووات ساعت انرژی را هر روز به سطح زمین منتقل می‌کند.
این مقدار انرژی بسیار بیشتر از نیاز انسان و همچنین بیشتر از هر منبع انرژی دیگر روی زمین، مانند انرژی هسته‌ای یا سوزاندن سوخت فسیلی است. انرژی خورشیدی با برخی از مزایای اقتصادی و زیست محیطی همراه است و به عنوان منبع انرژی جایگزین برای منابع سنتی انرژی در نظر گرفته شده است.
امروزه انرژی خورشیدی در طیف وسیعی از کاربردهای صنعتی، تجاری و مسکونی مانند تولید برق، گرمایش آب، فرآیندهای صنعتی، روشنایی روز، گرمایش و سرمایش مورد استفاده قرار می‌گیرد. در نتیجه توسعه سریع فناوری‌های انرژی خورشیدی، انتظار می‌رود تا سال‌های آتی، سیستم‌های خورشیدی درصد خوبی از برق جهان را تامین کنند.
رشد تقاضا برای تولید گرما و برق در کشورهای توسعه یافته و در حال توسعه باعث توسعه سریع سیستم‌های تولید برق خورشیدی می شود. کیفیت و خواص فیزیکی موادی که در سیستم‌های خورشیدی استفاده می‌شوند، کارایی هر منظومه شمسی را تعیین می‌کنند. مواد مختلفی در انواع سیستم‌های انرژی خورشیدی مانند شیشه، نقره، فولاد، فولاد ضد زنگ و آلومینیوم استفاده می‌شود.
تاثیر پروفیل آلومینیوم در پنل خورشیدی در تامین انرژی خورشیدی
پروفیل آلومینیوم دارای خواص ویژه‌ای است که آن را به ماده‌ای جالب برای بسیاری از شرکت‌های انرژی خورشیدی تبدیل می‌کند. وزن سبک، استحکام بالا، خواص خوردگی مناسب، بازتاب سطحی بالا، رسانایی الکتریکی و حرارتی عالی، همچنین خواص نوری خاص پوشش آندی آن از جمله خواص جالب این سازه است که آن را جزئی جدایی‌ناپذیر از سیستم‌های انرژی خورشیدی می‌کند.
پروفیل آلومینیوم نقش مهمی در انواع مختلف سیستم‌های انرژی خورشیدی ایفا می‌کند که شامل انرژی خورشیدی متمرکز (CSP)، برق خورشیدی فتوولتائیک (PV) و مجموعه‌های حرارتی خورشیدی می‌شود.
سیستم‌های انرژی خورشیدی متمرکز شامل مواد بازتابنده‌ای هستند که انرژی گرمایی خورشید را به نقطه یا خطی برای تولید بخار در دیگ بخار، به حرکت درآوردن توربین بخار و تولید برق متمرکز می‌کنند.
با این حال، برق تولیدی تنها کاربرد سیستم‌های CSP نیست. انرژی خورشیدی متمرکز منبع انرژی مناسبی است که می‌تواند در طیف گسترده ای از پردازش مواد مانند تولید فوم‌های فلزی، سنتز نانو مواد مانند نانو لوله‌های کربنی و نانو ذرات سرامیکی، گرم کردن سریع مواد سرامیکی نزدیک به شوک حرارتی استفاده شود.
اکستروژن‌های آلومینیومی راه حل‌های همه کاره و مقرون به صرفه‌ای برای کاربردهای مختلف صنعتی هستند و به طور گسترده در صنعت خورشیدی نیز استفاده می‌شوند. اکستروژن آلومینیومی را می‌توان در اشکال، اندازه‌ها و پرداخت‌های مختلف سفارشی کرد و آنها را برای کاربردهای مختلف خورشیدی مانند قابهای پنل خورشیدی، سیستم‌های نصب و ردیاب‌ها استفاده کرد.
قابهای پنل خورشیدی
پنل‌های خورشیدی جزء ضروری یک سیستم انرژی خورشیدی هستند و قاب های آنها نقش مهمی در تضمین پایداری و دوام آنها ایفا می‌کنند. پروفیل آلومینیوم به دلیل نسبت استحکام به تحمل وزن بالا، مقاومت در برابر خوردگی و سهولت ساخت، معمولاً برای تولید قاب های پنل خورشیدی استفاده می‌شود. پروفیل آلومینیوم اکسترود شده را می‌توان با مقاطع مختلف از جمله اشکال T، H و L طراحی کرد؛ تا با نیازهای خاص قابهای پنل خورشیدی مطابقت داشته
سیستم‌های نصب خورشیدی
سیستم‌های نصب خورشیدی برای ایمن سازی پنل‌های خورشیدی بر روی پشت بام‌ها، محفظه‌های اتومبیل و سایر سطوح استفاده می‌شود. پروفیل‌های اکستروژن آلومینیومی به دلیل سبک وزن، نصب آسان و خواص مقاومت در برابر خوردگی به طور گسترده در سیستم‌های نصب خورشیدی استفاده می‌شوند. پروفیل‌های آلومینیومی اکسترود شده را می‌توان با اشکال مختلف مانند کانال‌های Z، C و U طراحی کرد؛ تا انواع مختلف سیستم‌های نصب مانند سیستم‌های شیب دار، ثابت و قابل تنظیم را ایجاد کند.
ردیاب‌های خورشیدی
ردیاب‌های خورشیدی دستگاه‌هایی هستند که حرکت خورشید را دنبال می‌کنند؛ تا بازده انرژی پنل‌های خورشیدی را به حداکثر برسانند. پروفیل آلومینیوم، به دلیل سبک وزن، استحکام بالا و دوام معمولا در ردیاب‌های خورشیدی استفاده می‌شود و پروفیل‌های آلومینیومی اکسترود شده را می‌توان در اشکال مختلف مانند پروفیل‌های توخالی و جامد برای ایجاد انواع مختلف ردیاب‌های خورشیدی، مانند ردیاب‌های تک محوره و دو محوره سفارشی کرد.
مزایای استفاده از پروفیل آلومینیوم در صنعت خورشیدی
پروفیل آلومینیوم، اولا به دلیل اینکه جز انرژی تجدیدپذیر محسوب می‌شود، مزایای متعددی نسبت به سایر مواد مانند فولاد و پلاستیک دارد که آنها را به گزینه‌ای ایده‌آل برای کاربردهای مختلف خورشیدی تبدیل می‌کند.
مزایای استفاده از پروفیل آلومینیوم در تولید انرژی خورشیدی، شامل موارد زیر است:
سبک و دارای استحکام
پروفیل آلومینیوم سبک وزن بوده و نسبت استحکام به وزن بالایی را ارائه می‌دهد که حمل، نصب و جابجایی آنها را آسان می‌کند. این ویژگی آنها را به گزینه‌ای ایده آل برای کاربردهای خورشیدی تبدیل می‌کند؛ زیرا وزن کلی منظومه شمسی را کاهش می‌دهند و امکان نصب سریع‌تر و کاهش هزینه‌های نیروی کار را فراهم می‌کنند
مقاومت در برابر خوردگی
پروفیل‌های اکستروژن آلومینیومی به دلیل تشکیل یک لایه اکسید طبیعی روی سطوح، خواص مقاومت در برابر خوردگی عالی را ارائه می‌دهند. این لایه اکسید آلومینیوم را در برابر خوردگی محافظت می‌کند و از ایجاد زنگ زدگی جلوگیری می‌کند که می‌تواند طول عمر سیستم‌های خورشیدی را کاهش دهد. مقاومت در برابر خوردگی در کاربردهای خورشیدی ضروری است؛ زیرا در معرض شرایط آب و هوایی مختلف از جمله باران، برف و رطوبت بالا قرار دارند.
آسان برای ساخت و سفارشی
پروفیل آلومینیوم را می‌توان به راحتی ساخته و سفارشی کرد؛ تا با نیازهای خاص کاربردهای خورشیدی مطابقت داشته باشد. پروفیل‌های آلومینیومی اکسترود شده را می‌توان در اشکال، اندازه‌ها و پرداخت‌های مختلف طراحی کرد که به تولیدکنندگان اجازه می‌دهد تا سیستم‌های خورشیدی منحصربه‌فرد و خلاقانه ایجاد کنند. سهولت ساخت و سفارشی سازی پروفیل‌های اکستروژن آلومینیومی، زمان و هزینه‌های تولید را کاهش می‌دهد و به تولیدکنندگان اجازه می‌دهد که قیمت‌های رقابتی را به مشتریان خود ارائه دهند.
قابلیت بازیافت
آلومینیوم یکی از قابل بازیافت‌ترین مواد است و پروفیل های اکستروژن آلومینیوم را می‌توان بدون از دست دادن خواص خود به طور مکرر بازیافت کرد. انرژی تجدیدپذیر، پروفیل‌های اکستروژن آلومینیوم مصرف انرژی، ردپای کربن و دفع زباله را کاهش می‌دهد و آنها را به گزینه‌ای سازگار با محیط زیست برای کاربردهای خورشیدی تبدیل می‌کند.
ظاهر زیبا
پروفیل آلومینیوم ظاهر زیبایی را ارائه می‌دهد و می‌تواند در رنگ‌ها و بافت‌های مختلف برای مطابقت با نیازهای طراحی سیستم‌های خورشیدی تکمیل شود. این ویژگی آنها را به گزینه‌ای محبوب برای کارایی پنل خورشیدی مسکونی و تجاری تبدیل می‌کند.
سخن پایانی
به طور گسترده‌ای پذیرفته شده است که سوخت‌های فسیلی نقش مهمی در زندگی روزمره انسان و پیشرفتهای صنعتی ایفا کرده‌اند. با این حال، سوخت‌های فسیلی با برخی از مشکلات مانند آلودگی هوا همراه است. علاوه بر این، سوخت‌های فسیلی منابع محدودی در جهان دارند که اگر میزان مصرف سوخت‌های فسیلی کاهش نیابد، در آینده نزدیک به پایان خواهند رسید. بنابراین، دانشمندان تشویق شده‌اند تا منابع مناسب انرژی را به عنوان جایگزینی برای سوخت‌های فسیلی بیابند.
نور خورشید، باد، امواج دیدنی و هیدروژن نمونه‌هایی از منابع انرژی تجدیدپذیر هستند که سال‌ها موضوع تحقیقات بوده‌اند. در بین همه منابع انرژی تجدیدپذیر، خورشید فراوان‌ترین و تجدیدپذیرترین منبع انرژی است که انرژی را بسیار مفید و زیادی را در حال حاضر و آینده، تولید خواهد کرد. در این میان پروفیل آلومینیوم نیز، نقش مهمی در ساختن پنل‌های خورشیدی و تامین نیروی مورد نیاز دارد.
