مشکلات استفاده از پنل های خورشیدی چیست؟

بعد از کمبود و گرانی برق در کشورها , برخی به فکر استفاده از پنل های خورشیدی افتادند

در این مقاله با مشکلات و معایب استفاده از این پنل های خورشیدی برای تولید برق آشنا می شویم

با افزایش 3 تا 5 درصدی هزینه برق در هر سال، ممکن است منابع جایگزین انرژی مثل انرژی خورشیدی را در نظر بگیرید. اما قبل از اینکه بروید و یک سیستم خورشیدی را در خانه خود نصب کنید، باید برخی از معایب پنل های خورشیدی را بدانید.

مشکلات استفاده از پنل های خورشیدی

با داشتن انرژی خورشیدی که بالاترین هزینه های اولیه را نسبت به سایر منابع انرژی تجدیدپذیر دارد، شاید تصور کنید ابتکار خوبی برای کاهش هزینه ها زده اید اما شاید بد نباشد بدانید، پنل های خورشیدی بازدهی بسیار پائینی دارند.

اگر در یک مکان خوب که تابش خورشیدی مناسبی دریافت می کند هم باشید، حداکثر نرخ تبدیل نور خورشید به انرژی برق، 22 درصدی را دریافت خواهید کرد.

1. موقعیت مکانی و در دسترس بودن نور خورشید
موقعیت جغرافیایی شما یکی از عوامل اصلی در تعیین کارایی انرژی خورشیدی است. همه مکان‌ها به یک اندازه نور خورشید سالانه دریافت نمی‌کنند، زیرا هر چه از خط استوا دورتر می‌شوید، کارایی انرژی خورشیدی به طور چشمگیری کاهش می‌یابد.

این بدان معناست که ساکنان مناطقی مانند کانادا و روسیه در یک نقطه ضعف خورشیدی قرار دارند. با این حال، در مکان‌هایی مانند هاوایی که در آن به طور متوسط ​​۲۷۷ روز در سال باران  می‌بارند، مکان آن‌ها در خط استوا بی‌اهمیت است چرا که هر چقدر هم به خط استوا نزدیک باشند اما خبری از نور مستقیم خورشید نیست. 

کارایی خورشیدی بر اساس فصل تعیین می شود. در تابستان می توانید بیش از آنچه نیاز دارید برق تولید کنید در حالی که در زمستان، نور خورشیدی کمتری خواهید داشت و بنابراین نمی توانید برق کافی برای تامین نیازهای خود تولید کنید.

مانند هر وسیله دیگری دیگری که برای مدت طولانی  در زیر نور خورشید باقی مبماند، پنل‌های خورشیدی نیز در اثر اشعه‌های فرابنفش تخریب می‌شوند. مواردی مانند باد، تگرگ، برف، خاک و نوسانات دما نیز تهدیدهای جدی برای پنل های خورشیدی هستند.

2. منطقه نصب
برای صاحبان خانه هایی که می خواهند پنل های خورشیدی نصب کنند، منطقه نصب آنچنان مهم نیست، به خصوص زمانی که بیشتر اوقات آنها روی پشت بام نصب می شوند. با این حال، شرکت‌های بزرگی که می‌خواهند برق زیادی تولید کنند، به یک منطقه نصب بسیار بزرگ برای تامین برق به طور مداوم نیاز دارند.

بزرگترین میدان خورشیدی در اسپانیا واقع شده است و در حدود 173 هکتار از اراضی این کشور پر شده از پنل های خورشیدی که برق نزدیک به 12000 خانوار را تامین می کند. 

3. قابلیت اطمینان
یکی از اشکالات انرژی خورشیدی این است که به خورشید متکی است، الکتریسیته نمی تواند در طول شب تولید شود، و شما باید انرژی اضافی تولید شده در روز را ذخیره کنید یا به یک منبع برق جایگزین مانند شبکه برق محلی متصل شوید. این بدان معناست که علاوه بر هزینه بالای پنل های خورشیدی، باید هزینه بیشتری بپردازید.

ابرها و طوفان ها مقدار انرژی را که می توانید تولید کنید را با مسدود کردن پرتوهای نوری، تحت تاثیر منفی قرار می دهند.

4. ناکارآمدی
با توجه به گروه استدلال کیفی با دانشگاه نورث وسترن، اکثر پانل های خورشیدی در خانه های مردم تنها 14 درصد از انرژی موجود خود را به برق تبدیل می کنند. حتی کارآمدترین پنل های خورشیدی امروزی تنها 22 درصد از انرژی موجود خود را به انرژی تبدیل می کنند.

طبق قانون دوم ترمودینامیک، سلول های خورشیدی هرگز به بازده 100% نمی رسند. بالاترین حداکثر بازده تئوری 85 درصد است و آن هم با آینه ها و موتورهایی که با حرکت خورشید، زاویه پنل را با آن تنظیم می کنند که بسیار گران قیمت هستند.

برای سیستمی که خورشید را ردیابی نمی کند و تنها در یک زاویه ثابت نصب شده است، بالاترین بازده نظری تنها 55 درصد است. همین امر در مورد سیستم هایی که خورشید را در روزهای ابری ردیابی می کنند صادق است.

5. آلودگی و اثرات زیست محیطی
اثرات زیست محیطی مرتبط با انرژی خورشیدی عبارتند از استفاده از زمین و آب و آلودگی، از بین رفتن زیستگاه و استفاده از مواد بسیار خطرناک در فرآیند تولید.

از جمله ترکیبات موجود در صفحات خورشیدی، کادمیوم و سرب، فلزات بسیار سمی هستند. تعدادی مواد سمی و خطرناک دیگر در تولید پنل های خورشیدی استفاده می شود که از جمله آنها می توان به آرسنید گالیم، مس-ایندیوم-گالیوم-دیزلنید اشاره کرد.

6. ذخیره سازی انرژی گران قیمت
اکثر آنها ذخیره مقادیر زیادی انرژی الکتریکی را تنها بزرگترین مانع در تولید انرژی خورشیدی در مقیاس صنعتی می دانند. در حال حاضر، گزینه های سیستم ذخیره باتری برای ذخیره انرژی خورشیدی به عنوان انرژی الکتریکی بسیار گران هستند.

تسلا باتری Powerwall را برای ذخیره انرژی خورشیدی برای استفاده در سالهای آینده ساخته است. با این حال،  نصب یک باتری 14 کیلووات ساعتی حدود 7100 دلار هزینه دارد، این باتری ها بسیار گران هستند. اگر می‌خواهید یک روز انرژی پشتیبان برای یک خانه چهار خوابه داشته باشید، به سه باتری تسلا نیاز دارید که مجموعاً به قیمت 18300 دلار می‌رسد.

7. هزینه اولیه بالا
برای سیستم های با اندازه متوسط ​​که بین 4 تا 8 کیلووات برق تولید می کنند، بین 15000 تا 29000 دلار هزینه دارد. این هزینه ها شامل پانل های خورشیدی، اینورتر، سخت افزار نصب و سیم کشی، نصب، مجوزها، تعمیرات، هزینه های نظارت و نگهداری و هزینه های اضافی عملیات و سربار می باشد.

8. پنل های خورشیدی می توانند به سقف شما آسیب بزنند
همه ما می خواهیم زمانی که از برق استفاده نمی کنیم کمتر مصرف کنیم. ما می توانیم از پنل های خورشیدی برای کمک به تولید برق استفاده کنیم، اما ممکن است در این فرآیند به سقف شما آسیب بزنند.

نصب نادرست پنل‌های خورشیدی می‌تواند سوراخ‌هایی در سقف ایجاد کند که منجر به نشت آب می‌شود و آسیب قابل توجهی به بیرون و داخل خانه شما وارد می‌کند. برای جلوگیری از این امر، از انجام تحقیقات مناسب در مورد شرکت های نصب اطمینان حاصل کنید و اطمینان حاصل کنید که آنها تیم بررسی های خوبی دارند.

پنل های خورشیدی به دلیل وزن پنل ها برای نصب ایمن نیاز به پشتیبانی بیشتری دارند. اگر سقف بادوام نباشد یا نقاط ضعیفی داشته باشد، پانل ها می توانند به مرور زمان به دلیل وزن اضافی باعث ترک خوردن یا “صاف شدن” سقف شما شوند. توصیه می کنیم یک ارزیابی مناسب روی یکپارچگی سقف شما انجام شود تا تایید شود سقف وزن پانل ها را تحمل می کند.

اگر پانل ها در زاویه شیب دار نصب شوند، می تواند به مرور زمان باعث لغزش آنها شود و باعث آسیب به سقف شود. اگر پانل ها در سقف خیلی بالا یا پایین باشند، ممکن است مشکلاتی در اتاق زیر شیروانی ایجاد شود یا در عملکرد صحیح ناودان ها اختلال ایجاد کند.

نتیجه
در حالی که انرژی خورشیدی به عنوان یک منبع تجدید ناپذیر در نظر گرفته می شود، روشی که ما در حال حاضر از آن انرژی استفاده می کنیم، از غیرقابل دسترس بودن تا ناکارآمد بودن معایب بسیاری دارد. با این حال، فناوری خورشیدی هنوز در مراحل اولیه خود است و بسیاری از ایده های خوب در حال ظهور هستند.

به عنوان مثال، تحقیقات در مورد مسائل ذخیره سازی انرژی دو روش متفاوت را پیدا کرده است که می تواند برای ذخیره انرژی الکتریکی در آینده مورد استفاده قرار گیرد.

دانشمندان با الهام گرفتن از فناوری موجود، باتری‌های جریانی ایجاد می‌کنند که از مولکول‌های آلی کوچکی استفاده می‌کنند که به گیاهان ریواس کمک می‌کند انرژی به نام کینون‌ها را به جای یون‌های فلزی سمی و بسیار گران‌قیمت وانادیوم ذخیره کنند. محققان پیش بینی می کنند که این فناوری می تواند هزینه فعلی را از 0.02 دلار به ازای هر کیلووات ساعت به 0.0025 دلار در هر کیلووات ساعت کاهش دهد.

روش دیگر که واقعاً مبتکرانه است، انرژی خورشیدی تولید شده را برای ایجاد متانول از دی اکسید کربن به جای الکتریسیته می گیرد. طرح این است که یک کارخانه متانول را به عنوان سوخت بسوزاند، که آن را دوباره به دی اکسید کربن تبدیل می کند که دوباره گرفته و ذخیره می شود. هدف کاهش انتشار گازهای گلخانه ای با بازیافت کربن به جای خروج از جو است.