چراغ خورشیدی چیست و چگونه کار می کند؟

خورشید تا 5 میلیارد سال آینده عمر خواهد کرد. از آنجاییکه انرژی خورشید جزء منابع انرژی تجدیدپذیر است؛ لذا مایه شرمساری است که ما به جای استفاده از آن، به منابعی روی آورده ایم که در نهایت سیاره مان را نابود می کنند. موضوع تخریب زمین بسیار دردناک است؛ اما جای نگرانی نیست، چرا که فناوری آنقدر پیشرفت کرده که می توانیم به راحتی از این منبع انرژی تجدیدپذیر استفاده کنیم و از تخریب و تخلیه زمین دست برداریم.

یکی از راه های استفاده از انرژی خورشیدی، استفاده از پنل های خورشیدی است. امروزه در سراسر جهان می توان پنل های خورشیدی نصب شده را مشاهده کرد که قادر به تامین مواد خام اولیه برای رساندن نور به نیروگاه های برق هستند. انرژی خورشیدی چیست و چه سودی برای کاربران معمولی خانگی دارد و برای دستیابی به این انرژی پاک در خانه، چه کارهایی باید انجام داد؟

انرژی خورشیدی چیست؟

انرژی خورشیدی که در اصل فراوان ترین منبع روی کره زمین به شمار می آید؛ همان پرتوهای خورشیدی است. اما انرژی خورشیدی تنها برای کاهش هزینه قبوض برق شما نیست؛ بلکه از سیاره زمین نیز محافظت می کند. شما به ازای هر وسیله برقی خانه خود، هر گالن بنزینی که در ماشین خود می ریزید و هر تماس تلفنی که برقرار می کنید، به هر حال به طریقی از برق استفاده می نمایید. این برق توسط سیاره زمین تامین می شود و همان طور که می دانید جمعیت روی کره زمین مرتباً در حال افزایش است.

در سال 2011 جمعیت کره زمین به 7 میلیارد نفر رسید. در سال 2017 ما به 7.53 میلیارد نفر تبدیل شدیم. قسمت اعظم این افراد برق مصرف می کنند و این منبع انرژی به زودی به پایان می رسد. در نتیجه باید به ابزارهای دیگری روی بیاوریم و از آن دسته منابع انرژی استفاده کنیم که تقریباً نامحدود هستند و به سیاره زمین اجازه می دهند منابع خود را تجدید کند.

اگر از منابع انرژی جایگزین استفاده کنیم، می توانیم ردپای کربن خود را کاهش دهیم؛ زیرا با کنار گذاشتن تمام توضیحات خوش آب و رنگ، باید قبول کنیم که ما انسانها با هر عملی که انجام می دهیم، به گونه ایی زمین را آلوده می نماییم. دلیل اینکه انرژی خورشیدی تا این اندازه ارزشمند است، این است که مثلاً در مقام مقایسه با انرژی امواج ،راحت تر قابل دستیابی است. خورشید بالای سر همه ما قرار دارد، خواه در استرالیا باشیم و خواه در ایالات متحده یا آفریقا؛ به همین دلیل خورشید امروزه در دسترس ترین منبع انرژی جایگزین است.

با این حال استفاده از انرژی خورشیدی، در کنار مزیت نجات سیاره زمین، معایبی نیز دارد. به عنوان مثال ممکن است در برخی از قسمت های جهان، دسترسی به سیستم های انرژی خورشیدی امکان پذیر نباشد. اما نگران نباشید؛ زیرا امروزه یادگیری نحوه ساخت پنل های خورشیدی به راحتی امکان پذیر است.

اولین چیزیکه باید در هنگام برنامه ریزی برای استفاده از پنل های خورشیدی در نظر داشته باشید این است که حرکت به سمت این انرژی هزینه بر است. در واقع هزینه بسیار زیاد پنل های خورشیدی، بزرگترین مانعی است که سر راه استفاده عمومی از این انرژی قرار دارد.

نکته مهم دیگر، موقعیت مکانی محل زندگی شماست. همان طور که می دانید سهم بخش های مختلف زمین با اقلیم های مختلف، از انرژی خورشیدی یکی نیست. اگر خانه شما در مکان مناسبی قرار نداشته باشد، یا سایه ساختمان های مجاور مانع از رسیدن پرتوهای خورشید به پنل هایتان شود؛ نمی توان روی دریافت مناسب انرژی خورشیدی حساب باز کرد.

میدان های انرژی خورشیدی چه چیزی هستند؟

برای صرفه جویی در هزینه های انرژی و محافظت از سیاره زمین، بهترین راه این است که تامین کنندگان و مصرف کنندگان انرژی سبز به سمت هدف مشترکی حرکت کنند. اگر بتوان انرژی سبز را مستقیماً از یک تامین کننده برق دریافت کرد؛ چنین چیزی هم به نفع افراد است و هم به نفع شرکت ها. در این صورت کافی است به جای نصب پنل های خورشیدی برای بهره مندی از انرژی خورشید، تنها چند کابل را از خانه عبور دهید و برق را به شبکه اصلی برق برسانید.

به میدان های خورشیدی گاهاً مزارع خورشیدی، پارک های خورشیدی یا نیروگاه های فتوولتاییک نیز گفته می شود. این اصطلاحات کاملاً گویای همه چیز هستند: کافی است مزرعه ایی را تصور کنید که افراد به جای کاشت گل های آفتابگردان، پنل های خورشیدی را در آن نصب کرده اند.

اما آیا این میدان های انرژی خوب هستند؟ یا بهتر است هر فردی به صورت مجزا پنل های خورشیدی را روی خانه خود نصب کند؟ بدیهی است که چنین سیستمی به مراتب کارآمدتر است؛ زیرا صدها و بلکه هزاران خانوار و شرکت را به هم متصل می کند. به این ترتیب هزینه قبوض برق آنها بسیار کمتر خواهد شد و برق فقط از یک منبع تامین کننده انرژی سبز تامین می گردد.

امروزه کسانیکه از انرژی سبز برای تامین برق وسایل الکتریکی یا خودروهای خود استفاده می کنند؛ به آن به عنوان یک منبع انرژی مکمل برق معمولی نگاه می کنند. قطعاً این افراد به تدریج این منبع انرژی را جایگزین منبع اصلی انرژی خود خواهند کرد و از این پس تنها از انرژی خورشیدی بهره خواهند برد.

در این صورت از آنجاییکه انرژی خورشیدی هیچگونه گاز گلخانه ایی تولید نمی کند؛ لذا استفاده از آن به معنی ایجاد آلودگی کمتر است. با وجود اینکه راه اندازی چنین کسب و کارهایی هزینه بر و گران است؛ اما تامین کنندگان انرژی خورشیدی در سال های آینده به سود کلانی دست خواهند یافت و سرمایه گذاری اولیه، بلافاصله به آنها برخواهد گشت.

پنل های خورشیدی را می توان در مناطق وسیع نصب کرد و برق مورد نیاز کل روستا یا شهر را تامین نمود. تنها نقطه ضعف این روش این است که شرکت ها در این حالت به جای پرورش گیاهان یا گوسفندان، از زمین برای کاشت پنل های خورشیدی استفاده می کنند. اما در مناطقی که دارای دمای پایین هستند؛ می توان پنل ها را بر روی سقف ساختمان ها یا گلخانه ها نصب کرد.

اگر یک میدان انرژی بیش از نیاز ساکنین آن منطقه انرژی تولید کند؛ این انرژی به راحتی در باتری ها قابل ذخیره سازی است. در این صورت بعدها می توان این انرژی را به افراد یا شرکت هایی که به دنبال منابع انرژی جایگزین هستند، فروخت.

آیا خود شما می توانید پنل های خورشیدی را بسازید؟

امروزه در بسیاری از نقاط زمین از پنل ها و سازه های خورشیدی استفاده می شود که انرژی خورشید را مهار کرده و بین مصرف کنندگان و مردم توزیع می کنند. متاسفانه افراد در برخی از مناطق کره زمین به تامین کنندگان انرژی خورشیدی و در نتیجه این انرژی سبز دسترسی ندارند؛ به همین دلیل آنها باید راه های دیگری را برای استفاده از این انرژی سبز پیدا کنند. این افراد باید به تنهایی پنل ها را طراحی و نصب کنند، و با کمک ابزارآلاتی که در اختیار دارند آنها را بر روی پشت بام های خود نصب نمایند.

به همین دلیل چنین افرادی باید قبل از فراهم کردن امکان نصب پنل های خورشیدی، آنها را در ابتدا بسازند. البته اگر فروشگاه های محلی امکان فروش این پنل ها را نداشته باشند؛ همیشه امکان خرید آنها به صورت آنلاین وجود دارد.

حتی اگر بتوانید این پنل ها را طراحی کرده و بسازید؛ باید قطعات زیادی مانند سلول های خورشیدی را خریداری کنید که به راحتی نمی توان آنها را از هر فروشگاهی خریداری نمود. اما هنوز هم می توان سلول ها و باتری های خورشیدی را به صورت آنلاین خرید. به عنوان مثال می توان با 36 عدد سلول خورشیدی مونو کریستالی، یک پنل کوچک خورشیدی ساخت؛ زیرا هر کدام از این سلول ها به راحتی می توانند حدود 0.5 ولت برق تولید کنند. اگر این سلول های خورشیدی را به صورت سری به هم متصل کنید؛ در نهایت یک پنل خورشیدی خواهید داشت که باید حدود 18 ولت برق تولید کند که برای استفاده خانگی چندان کم نیست.

این سلول ها را باید در قالب یک چارچوب چوبی قرار دهید؛ چیزیکه به راحتی می توانید آن را بسازید. اگر پنل خورشیدی را روی سقف خانه یا ساختمان خود نصب می کنید؛ باید یک محافظ پلکسی گلاس را بر روی آن قرار دهید تا از آن در برابر باد و باران محافظت کند. سلول های خورشیدی باید به صورت سری به هم لحیم شوند تا بتوان برق را از سلولی به سلول دیگر و در نهایت به اینورتر DC-AC انتقال داد.

یکی از مشکلات بزرگ در هنگام ساخت و نصب پنل های خورشیدی این است که باید اطلاعات زیادی را در مورد آنها جمع آوری کنید؛ اما جای نگرانی نیست، زیرا می توانید این اطلاعات را به صورت آنلاین یا از طریق کتابخانه ها به دست آورید. بعد از اینکه تمام نکات را در این زمینه فراگرفتید؛ می توانید از یک منبع انرژی کاملاً پاک و تجدیدپذیر استفاده کنید که کاملاً رایگان است. مزیت بزرگ استفاده از انرژی خورشیدی این است که یکی از معدود منابع انرژی تجدیدپذیر محسوب می شود و به جو و سیاره ما آسیب نمی رساند.

عامل هزینه

اگر چه بسیاری از افراد ادعا می کنند که پنل های خورشیدی گران هستند؛ اما همین پنل ها به آنها کمک می کنند تا هزینه های ماهیانه خود را کاهش دهند و راحت تر زندگی کنند. اگر افراد بتوانند شرایط سخت اقتصادی امروزه را تحمل نمایند؛ مطمئناً قادر به خرید چند پنل خورشیدی نیز خواهند بود.

در بسیاری از مواقع استفاده از این انرژی سبز، آنگونه که خیلی ها اعتقاد دارند گران نیست. تنها کافی است به دنبال شرکت هایی باشید که خدمات انرژی سبز را در منطقه شما ارائه می دهند. به طور کلی شرکت های زیادی در این زمینه وجود دارند و به دلیل رقابت، قیمت های خود را روز به روز پایین تر می آورند.

راه های مختلفی برای صرفه جویی در هزینه ها و در عین حال بهره مندی از این فناوری گران قیمت وجود دارد. یک راهکار خوب اجاره پنل های خورشیدی است. قبض برق شما پس از اولین ماه استفاده از آنها به صورت چشمگیری کاهش خواهد یافت. مزیت این روش این است که شما این پنل های خورشیدی را نمی خرید؛ به همین دلیل نیازی به سرمایه اولیه زیادی ندارید.

بزرگترین مشکل این روش نیز این است که این پنل های خورشیدی متعلق به شما نیستند؛ بلکه متعلق به شرکتی هستند که آنها را از آن اجاره کرده اید. اما این پنل ها با صرفه جویی که در هزینه قبوض برق برای شما به ارمغان می آوردند؛ بعدها امکان خرید و مالکیت کامل آنها را برایتان فراهم می آورند.

دولت ها معمولاً برای کسانیکه می خواهند از مزایای انرژی خورشیدی بهره مند شوند، تخفیف هایی را در نظر می گیرند؛ به همین دلیل بهتر است به دنبال کسب اطلاعات در این زمینه باشید. در ایالات متحده حداکثر تخفیفی که در چنین شرایطی دریافت می کنید؛ حداکثر 30% برای سیستم های فتوولتاییکی است که استانداردهای آتش سوزی را برآورده می کنند و می توان از آنها برای تامین برق خانه ها استفاده کرد.

اگر گزینه اجاره پنل های خورشیدی چندان برای شما جذاب نیست؛ می توانید پنل های دست دوم را خریداری کنید. اکثر شرکت هایی که در زمینه اجاره پنل های خورشیدی فعالیت می کنند؛ در زمینه فروش پنل های دست دوم نیز فعال هستند. وقتی صاحب یک خانه به خانه دیگری نقل مکان می کند و یا به هر دلیلی پنل های خورشیدی اجاره شده را باز می گرداند؛ شرکت مالک می تواند آنها را یا دوباره اجاره دهد و یا به عنوان کالاهای دست دوم بفروشد.

اما بهترین راه برای صرفه جویی در هزینه های این انرژی سبز این است که خود شما پنل های خورشیدی را بسازید. اگر در این زمینه تخصص داشته باشید؛ این روش برایتان به یک سرگرمی جالب تبدیل می شود. اما اگر این طور نیست، چنین راهکاری می تواند برای شما مشکل آفرین شود؛ در این صورت می توانید از افراد متخصص کمک بگیرید، زیرا ساخت پنل های خورشیدی به کمک تخصصی نیاز دارد.

چراغ خورشیدی چیست و چگونه کار می کند؟

چراغ خورشیدی همان کاری را انجام می دهد که یک لامپ معمولی قادر به انجام آن است؛ با این تفاوت که انرژی خود را از نور خورشید می گیرد، در حالیکه لامپ برای ایجاد نور به انرژی برق نیاز دارد. چراغ های خورشیدی اجزای مختلفی دارند؛ اما انرژی خود را از باتری هایی می گیرند که با استفاده از پرتوهای خورشید شارژ می شوند و در نهایت این انرژی را در درون خود به دام می اندازند.

کارکرد این چراغ ها غالباً مبتنی بر اثر فتوولتاییک است. هسته اصلی این چراغ ها، سلول های خورشیدی است که وظیفه تبدیل نور خورشید به برق را برعهده دارند. سلول های خورشیدی همان پنل های تیره رنگی هستند که می توانید در بالای چراغ های خورشیدی مشاهده کنید.

سلول های خورشیدی با لایه های سیلیکونی کریستالی و مواد شیمیایی مختلف ساخته می شوند؛ از این رو این سلول ها دارای لایه های حاوی فضاهای با بار مثبت و الکترون های با بار منفی هستند. وقتی نور خورشید وارد سلول های خورشیدی می شود؛ به الکترون ها نیرو می بخشد و آنها را به سمت فضاهای با بار مثبت می راند.

سپس جریان برق با استفاده از سیم هایی که بخشی از سلول های خورشیدی هستند به باتری منتقل می شود؛ در واقع در این حالت جریان الکترونی به صورت جریان الکتریکی منتقل می گردد. اما زمانیکه هوا تاریک می شود و دیگر نور خورشید برای جمع آوری وجود ندارد؛ سلول های خورشیدی این فرآیند را متوقف می کنند. اگر چراغ خورشیدی دارای یک سنسور نوری باشد؛ می تواند تاریکی را تشخیص دهد و به صورت خودکار لامپ را روشن کند.

در اینجا باید به دو نکته مهم توجه کرد:

• چراغ های خورشیدی باید به اندازه کافی در معرض پرتوهای خورشید قرار بگیرند تا باتری آنها به صورت کامل شارژ شود. این بدان معنی است که شما باید این چراغ ها را در مکانی با نور مناسب نصب کنید تا مطمئن شوید که در طول روز پنل های آنها با سایه اجسام دیگر (درختان، بوته ها، دیوارهای خانه و غیره) پوشانده نمی شوند.
• در ضمن نمی توانید انتظار داشته باشید که چراغ های خورشیدی در تمام فصول از یک نوع باتری استفاده کنند. به عنوان مثال در طول زمستان روزها کوتاه تر هستند و این بدان معنی است که پنل های خورشیدی مانند تابستان در معرض نور خورشید قرار ندارند. در ضمن فراموش نکنید که بارش برف می تواند روی سلول های خورشیدی را بپوشاند و مانع از رسیدن نور خورشید به آنها شود.

مزایای چراغ های خورشیدی

طبیعتاً بسیاری از مزیت هایی که در قسمت اول این مطلب برای پنل های خورشیدی ذکر کردیم؛ شامل چراغ های خورشیدی نیز می شوند:

• استفاده از این چراغ ها باعث کاهش هزینه قبوض برق مصرفی می شود. شاید در ابتدا فکر کنید که چراغ های خورشیدی ارزش صرف هزینه را ندارند؛ اما در نهایت با محاسبه هزینه ها، به بازدهی بالای آنها پی خواهید برد.
• چراغ های خورشیدی فاقد سیم هستند. آنها معمولاً از مجموعه ایی کوچکتر از چراغ ها ساخته شده اند که مستقیماً به یک پنل خورشیدی کوچک متصل هستند. این مجموعه در نهایت بر روی پایه ایی که می توان آن را روی زمین نصب کرد قرار می گیرد. با این حال اکثر چراغ های خورشیدی دارای تجهیزاتی هستند که امکان نصب آنها بر روی دیوار را نیز فراهم می کنند.
• با روش های مختلف می توان از چراغ های خورشیدی در محیط های گوناگون استفاده کرد. با بهره گیری از این چراغ ها قادر خواهید تا محوطه حیاط را روشن نمایید. همچنین می توانید این چراغ ها را در شب روشن کنید تا کل فضای ساختمان، ورودی پارکینگ و تراس را روشن کنند. در ضمن می توان از این برق برای روشنایی خیابان ها استفاده نمود؛ در این صورت لامپ های خورشیدی مستقیماً به دیرک ها متصل می شوند و انرژی خورشید را در طول روز ذخیره می کنند. در این حالت شهرداری ها می توانند در طول شب سطح خیابان ها را روشن نگهدارند.
• یکی دیگر از مزایای بزرگ چراغ های خورشیدی این است که خیلی کم به تعمیر و نگهداری نیاز دارند. تنها باید چندین بار در طول سال آنها را تمیز کنید؛ به خصوص در فصول پاییز و زمستان که ممکن است برگ ها و برف روی پنل ها را بپوشانند. وقتی زباله ها و ضایعات روی سطح سلول های خورشیدی را بپوشانند؛ دیگر اشعه خورشید به آنها نمی رسد و این بدان معنی است که دیگر قادر نیستند انرژی پرتوهای خورشید را مهار کنند.

• آنها می توانند به چشم انداز منزل شما جان ببخشند. اگر به ظاهر حیاط و نمای خانه خود افتخار می کنید؛ می توانید با استفاده از چراغ های خورشیدی، منظره زیبای درختان، باغچه ها و نمای خانه خود را در شب نیز به نمایش بگذارید.
• این چراغ ها سازگار با محیط زیست هستند و غالباً مزیت آنها آنطور که باید و شاید به چشم نیامده است. همان طور که بارها و بارها اشاره کرده ایم؛ حرکت به سمت استفاده از انرژی های خورشیدی، یکی از بهترین راه ها برای کاهش ردپای کربن و استفاده درست از منابع طبیعی است. در این حالت شما از یک منبع انرژی نامحدود استفاده می کنید و این بدان معنی است که تا زمانیکه خورشید می تابد می توانید از آن انرژی بگیرید. این چراغ ها از طیف گسترده نور خورشید و طول موج نور مستقیم آن، به عنوان یک منبع انرژی تجدیدپذیر استفاده می کنند.
• نگهداری و تعمیر این چراغ ها بسیار آسان است. این مورد در مورد شیوه نصب چراغ های خورشیدی نیز صدق می کند.

انواع مختلف چراغ های خورشیدی

همانطور که می توانید تصور کنید؛ چراغ های خورشیدی انواع مختلفی دارند. این چراغ ها بسته به کاربرد، نحوه طراحی و هدف از استفاده، دسته بندی می شوند.

• چراغ های رشته ایی خورشیدی برای اهداف تزئینی مناسب هستند. آنها شبیه لامپ هایی هستند که از یک رشته آویزان می شوند و می توان در داخل و خارج از منزل از آنها استفاده کرد. آنها را می توان از درختان یا درختچه ها آویزان نمود؛ در ضمن می توان آلاچیق ها، طاق ها یا ورودی ها را با آنها تزئین کرد.
• چراغ های تزئینی خورشیدی، نوعی LED هستند که اندازه ها و اشکال مختلفی دارند. آنها را بیشتر بر روی دیوارها، ایوان ها، پله ها یا پاسیوها نصب می کنند و بدون اینکه نیاز به سیم داشته باشند، محیط این مکان ها را رویایی و نورانی می نمایند.
• چراغ های دیرکی خورشیدی، نه تنها بسیار کاربردی هستند، بلکه ظاهر زیبایی هم دارند. این چراغ ها می توانند انرژی خورشید را جمع آوری و جذب نمایند و به شما کمک می کنند تنها با کمک آنها فضای بیشتری را تنها با یک منبع نور روشن کنید.
• فانوس های خورشیدی بسیار محبوب هستند و تنوع بسیار زیادی دارند. از آن می توان در کمپ ها، فضاهای بیرون شهر و حیاط خانه ها استفاده کرد.

• چراغ های دیواری خورشیدی را می توان مستقیماً بر روی دیوارها نصب کرد. این چراغ ها برای روشن کردن ورودی خانه ها، دیوارهای جانبی خانه ها و ورودی گاراژها و انبارها بسیار مناسب هستند.
• چراغ های پله ‌ایی خورشیدی ظاهر بسیار زیبا و شیکی دارند و می توان آنها را در انتهای هر پله به صورت ردیفی از پایین به بالا نصب کرد. آنها شکل و ظاهر بسیار مدرنی دارند، و برای استفاده در پله های خارجی و داخلی ساختمان ها بسیار مناسب هستند.
• چراغ های چمن خورشیدی، شب ها تصویر زیبایی را از گل های باغچه شما به نمایش می گذارند؛ زیرا زیبایی نور آنها با رنگ گل های مختلف ترکیب شده و محیط بسیار زیبایی را ایجاد می کند.
• چراغ های اضطراری خورشیدی برای استفاده در زمان قطع برق مناسب هستند. آنها معمولاً دارای پاوربانک های داخلی هستند و ظرفیت روشنایی بالایی دارند، و در هنگام قطعی برق، محیط خانه شما را کاملاً روشن می کنند.

نتیجه گیری: امروزه به دلیل افزایش تعداد افرادیکه در قبال محیط زیست احساس مسئولیت می کنند، افراد بیشتری به دنبال منابع طبیعی هستند؛ از این رو تقاضا برای ابزارهایی که امکان بهره مندی از این انرژی ها را فراهم می کنند، افزایش یافته است. خورشید یکی از این منابع انرژی شگفت انگیز است که نه تنها محیط سیاره ما را روشن و گرم می کند؛ بلکه به لطف وجود سلول های فتوولتاییک، قابلیت تبدیل شدن به برق را نیز دارد.

چند سال قبل به ندرت افراد با پنل های خورشیدی آشنایی داشتند و کمتر کسی فکر می کرد که روزی بتوان از آنها استفاده کند. اما طی چند سال اخیر همه چیز تغییر کرده و پنل های خورشیدی به یکی از اولویت های، صاحبان خانه ها تبدیل شده اند.

چراغ های خورشیدی از توان پنل های خورشیدی استفاده می کنند. آنها انرژی تابشی خورشید را به نوعی انرژی تبدیل می کنند که می تواند چراغ ها را روشن نماید. اساساً چراغ های خورشیدی براساس مفهوم برداشت انرژی خورشیدی توسط سلول های خورشیدی و ذخیره برق حاصله در داخل باتری کار می کنند؛ سپس می توان از این چراغ ها در هنگام تاریکی هوا برای روشن کردن باغ ها، راهروها، ایوان جلوی خانه ها و هر مکانی را که فکرش می کنید استفاده کرد. اگر چراغ های خورشیدی کیفیت مناسبی دارند؛ می توانید آنها را در بیرون از خانه بگذارید تا در طول روز شارژ شوند و سپس شب ها از آنها برای روشنایی داخل خانه استفاده کنید.