تعریف طیف استاندارد برای پانل های خورشیدی

اتمسفر نه تنها شدت کل تابش خورشید را تغییر می­دهد بلکه طیف خورشید را نیز تغییر می­دهد. برای نمونه بیشتر طول موج های پر انرژی موجود در طیف خورشید به وسیله­ی لایه­ی اوزون فیلتر می­شوند. به طور کلی در مسیرهای گذر طولانی­تر از اتمسفر (در عرض های بالاتر یا هنگام غروب خورشید) سهم زیادی از طیف خورشید را تابش زیرقرمز تشکیل می­دهد. این اثر فیلتر را می­ توان توسط فاکتور کدری (Turbidity factor) بیان کرد.
 به عبارت دیگر برای مقایسه ­ی ماژول­های خورشیدی ، تست در شرایط استاندارد طراحی شده است. این شرایط ، طیف، شدت و دما را در بر می گیرند. طیف استاندارد اشاره به موقعیت دارد. این شرایط با پیشوند AM  و سپس یک عدد بیان می شود که AM بر گرفته از AirMass است و اشاره به طول مسیر گذر از اتمسفر نسبت به کوتاهترین مسیر دارد البته در صورتیکه خورشید در اوج باشد.

سازمان Committee Internationale d"Eclaraige (CIE) و ASTM یک مجموعه از این اعداد را منتشر کرده اند. مقدار این اعداد از اندازه­گیری عملی به دست آمده است که به صورت استاندارد بیان میشوند. این اعداد همچنین به منظور مقایسه ی طیف واقعی با طیف ساختگی آزمایشگاهی نیز استفاده می­شوند.

به عنوان نمونه مطابق شکل توان تابش خورشید در ΑΜ-1.5G در سمت الراس 48 درجه (48 درجه اختلاف خورشید با نقطه قرار گیری خورشید در اوج آسمان)  وشیب پانل 37 درجه و میزان بازتاب 0.3 و رطوبت 0.29 و دمای 20 درجه سانتیگراد برابر 964 وات بر متر مربع است. و  به عنوان نمونه ی دیگر میزان توان تابشی خورشید در خارج از اتمسفر زمین 1353 وات بر متر مربع است.

امروزه با توجه به نیاز روزافزون به انرژی، کاهش منابع سوخت­های فسیلی، وآلودگی هوای ناشی از مصرف سوخت­های هیدروکربنی رایج، کشورهای پیشرفته به استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر روی آورده ­اند. همان­طور که می­دانید توسعه­ ی منابع انرژی عاری از کربن یکی از مهمترین چالش­های این قرن است. استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر از قبیل انرژی خورشید، انرژی باد، انرژی آب، بسیار قدیمی است. این انرژی­ها از قرن­ها پیش تا اوایل دوره­ ی انقلاب صنعتی و حتی اواسط قرن نوزدهم میلادی کم و بیش استفاده می­شدند که در دوره­ ی انقلاب صنعتی به علت قیمت پایین نفت، استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر رو به فراموشی گذاشته شد. از مهمترین منابع انرژی تجدیدپذیر می­توان انرژی باد، انرژی جریان آب، انرژی خورشیدی، سوخت­های طبیعی، سوخت­های زیستی، انرژی گرمایی زمین، انرژی امواج دریا، انرژی جزر­و­مد و... را نام برد که به جز انرژی زمین گرمایی و انرژی جزر و مد، بقیه­ ی انرژی­های تجدیدپذیر نام­برده وابسته به خورشید هستند. انرژی­های تجدیدپذیر پسماندی ندارند، تمیز هستند، و می­ توان در محل تولید، آنها را مصرف کرد.

به طور کلّی از دلایل استفاده از انرژی­های تجدیدپذیر در چند سال اخیر می­توان به موارد از قبیل نیاز روزافزون به انرژی، آلودگی هوا ناشی از مصرف سوخت­های فسیلی ،کاهش روزافزون منابع انرژی مرسوم، افزایش قیمت منابع انرژی، گرم شدن کره­ ی زمین، فراوانی منابع انرژی­های تجدیدپذیر در سرتاسر کره­ ی زمین، رایگان و بی زیان  بودن منابع انرژی تجدیدپذیر برای محیط زیست، راحتی انبوه­سازی منابع انرژی تجدیدپذیر، پیشرفت علم در بهره­ برداری از منابع انرژی تجدیدپذیر، بهره­ برداری از منابع تجدیدپذیر بدون نیاز به حفاری و استخراج، پیشرفت علم در ساخت باتری­های قابل­شارژ و … را نام برد.

از میان انرژی­های تجدیدپذیر، انرژی باد و انرژی حاصل ازخورشید از قدیمی­ترین منابع انرژی­ مورد استفاده­ و پر استفاده­ ترین منابع انرژی­های تجدیدپذیر امروزه­ ی بشر هستند. اولین مدارک تاریخی مربوط به استفاده از انرژی خورشید به 212 سال قبل از میلاد مسیح در زمان ارشمیدس بازمیگردد. به علت فراوانی و مزایای زیاد منابع انرژی خورشید و باد، امروزه توجه زیادی به آنها شده است و در چند سال اخیر همانگونه که در شکل زیر مشخص است این دو منبع انرژی رشد زیادی کرده­ اند.

انرژی باد و انرژی خورشید دو منبع انرژی هستند که امروزه با یکدیگر در حال رقابت­ اند. ظرفیت نیروگاه­های بادی در پایان سال 2012 به مقدار 282482 مگاوات رسید درحالیکه در پایان سال 2012، ظرفیت جهانی انرژی حاصل از نیروگاه­های فتوولتاییک به 100000 مگاوات رسید و کشورهای آلمان و ایتالیا بیشترین تعداد نیروگاه­های فتوولتاییک را دارا هستند.

بهره­ برداری از انرژی خورشید نسبت به دیگر انرژی­های تجدیدپذیر جنبشی برتری­هایی دارد که عبارتند از: نبود قطعات مکانیکی و استهلاک در سلول­های خورشیدی، قابلیت نصب سلول­های خورشیدی روی لوازم کوچک خانگی تا نیروگاه­های بزرگ خورشیدی، نبود آلودگی صوتی، تعمیر و نگهداری راحت، بی نیاز بودن به استفاده از عناصر نادر همچون نئودیمیوم، قابل حمل بودن، آسیب کمتر مزارع خورشیدی در برابر زمین­ لرزه (نسبت به توربین­های بادی) و... .