פאנל סולארי: מודול פוטו־וולטאי

מודול פוטו־וולטאי, או PV, הוא מכלול של תאים פוטו־וולטאיים המאוגדים במסגרת להתקנה. תאים פוטו־וולטאיים אלה משתמשים באור השמש כמקור אנרגיה ומייצרים חשמל בזרם ישר (DC). אוסף של מודולי PV נקרא פאנל PV, ומערכת של לוחות היא מערך סולארי. מערך כזה משמש כמערכת לאספקת חשמל ישירות לציוד חשמלי או לרשת חשמל.

 

כל מודול מדורג על ידי הספק הפלט DC שלו בתנאי בדיקה סטנדרטיים (STC) כך שהספק היציאה בפועל משתנה בהתאם לתנאי הסביבה ולתחזוקה. הספק של מודול נע בדרך כלל בין 100 ל־365 ואט. היעילות של מודול קובעת את שטח המודול בהתחשב באותה תפוקה מדורגת – מודול 230 ואט עם יעילות של 8% יהיה בעל שטח כפול ממודול 230 ואט עם יעילות של 16%. חלק מהמודולים הסולאריים המתקדמים הזמינים מסחרית עולים אף על יעילות של 24%.

בהתאם לאופן הבנייה, מודולים פוטו־וולטאיים יכולים לייצר חשמל ממגוון תדרי אור, אך בדרך כלל מודול מסוג מסוים אינו יכול לכסות את כל תחום אנרגיית השמש (באופן ספציפי, אולטרה סגול, אינפרא אדום ואור נמוך או מפוזר). לפיכך, חלק ניכר מאנרגיית השמש הפוגעת במודול לא יכולה להיות מנוצלת.

מערכת פוטו־וולטאית כוללת בדרך כלל מערך של מודולים פוטו־וולטאיים, מהפך מתח (inverter), בנק סוללות לאחסון אנרגיה, בקר טעינה, חיווט חשמלי בין חיבורים, מפסקים, נתיכים, מתגי ניתוק, מדי מתח, ולעיתים גם מנגנון מעקב סולארי המטה את הפאנלים בהתאם למיקום השמש.

נכון ל-2019, רוב הייצור של הפאנלים רוכז ברפובליקה העממית של סין. בשנה זו ייצרה חברת Jinko Solar פאנלים בהיקף של 14 ג'יגה ואט. החברה הלא־סינית הגדולה ביותר הייתה החברה הקנדית Canadian Solar (אנ') אשר ייצרה כ־8 ג'יגה ואט (חמישית בעולם) ואחריה החברה הקוריאנית Hanwha Q-cells עם קצת מעל 7 מגה ואט.

 

מרבית הפאנלים בעולם מיועדים לשדות סולאריים תעשייתיים ולגגות מבנים, כאשר האנרגיה שמיוצרת על ידי הפאנלים מועברת למהפך המתח שמשנה את צורת המתח מזרם ישר לזרם חילופין, אותו ניתן להזרים לרשת החשמל הארצית, או להשתמש בו לצריכת המתקן ואת העודפים (במידה וקיימים) להזרים לרשת הארצית.

בנוסף, מיושמים פאנלים סולאריים במקומות שונים, כגון פנסי רחוב ותאורה רחוב, מערכות אבטחה ומצלמות, מערכות מודיעין ממוחשבות בתחנות אוטובוס, ולניטור רמזורים, כאשר בכל אלו האנרגיה שנאגרת בשעות היום מוזרמת למצברים המספקים אותה בשעות הלילה. לשימוש בפאנל סולארי כדאיות כלכלית גבוהה עבור מתקן המרוחק מרשת החשמל הארצית, כאשר עלות התקנת התשתית עבורו גבוהה במיוחד.

ישנם מספר תקנים נפוצים בשימוש המתייחסים למודולים פוטו־וולטאיים, ביניהם:

• תקני IEC:
  • 61215 (‏crystalline silicon performance)
  • 61646 (‏thin film performance)
  • 61730 (‏all modules safety)
  • 61853 (‏Photovoltaic module performance testing & energy rating)
• ISO 9488 ‏ - Solar energy—Vocabulary
• Underwriters Laboratories:
  • תקנים UL 1703, UL 1741, UL 2703
• CE mark
• סדרת EST (‏Electrical Safety Tester):
  • EST-460, EST-22V, EST-22H, EST-110

  מדיה וקבצים בנושא פאנל סולארי בוויקישיתוף

• וול סטריט ג'ורנל, ‏מאחורי העלייה בשימוש באנרגיה סולארית מסתתר הר של פחם סיני, באתר גלובס, 3 באוגוסט 2021