نیروگاه خورشیدی
یکی از منابع عظیم انرژی، انرژی خورشید است. این نوع انرژی پاک، ارزان و بی پایان میباشد. سیستمهای انرژی خورشیدی، فنآوریهای جدیدی میباشند که جهت تامین گرما، آب گرم، الکتریسیته و حتی سرمایش منازل مسکونی، مراکز تجاری و صنعتی بکار برده میشوند.
نیروگاه خورشیدی تاسیساتی است که نور خورشید را به صورت مستقیم (نیروگاه خورشیدی فتوولتائیک) یا غیرمستقیم (نیروگاه حرارتی خورشیدی) به برق تبدیل می کند.
نیروگاه خورشیدی شامل اجزای خورشیدی، از جمله پنل های خورشیدی (جهت جذب و تبدیل نور خورشید به برق)، اینورتر خورشیدی (برای تبدیل برق DC به AC و نظارت بر سیستم)، باتری های خورشیدی و سایر لوازم جانبی میباشد .
هدف اصلی از راه اندازی یک نیروگاه خورشیدی، تامین انرژی به صورت مستقل و همچنین کاهش هزینه های برق میباشد.
برای انتخاب مناسب بهتر است با سه نوع سیستم انرژی خورشیدی مختلفی که وجود دارند آشنا شوید.
انواع نیروگاه خورشیدی
- سیستم خورشیدی متصل به شبکه : ذخیره + صادرات به شبکه
- سیستم خورشیدی خارج از شبکه : ذخیره + پشتیبانی
- سیستم خورشیدی هیبریدی : متصل به شبکه + خارج از شبکه
تفاوت بین نیروگاه های خورشیدی هیبریدی، متصل به شبکه و خارج از شبکه
سیستم های برق خورشیدی بسته به مشخصات و ویژگی های خود با یکدیگر تفاوت دارند؛ اما همه آنها براساس یک اصل ثابت فعالیت می کنند. اما برخی از اجزای انواع مختلف سیستم های خورشیدی با یکدیگر تفاوت دارند.
تفاوت اصلی این سه نوع نیروگاه خورشیدی، به نحوه ارتباط آنها با شبکه برق بر می گردد.
یک سیستم خورشیدی متصل به شبکه با شبکه برق فعالیت می کند؛ در حالیکه یک سیستم برق خورشیدی خارج از شبکه، ارتباطی با شبکه برق ندارد. و یک سیستم هیبریدی تا حدودی به شبکه برق وابسته میباشد.
نیروگاه های خورشیدی طبق کاربرد
- نیروگاه های خورشیدی مسکونی (متصل به شبکه / خارج از شبکه / هیبریدی)
- نیروگاه های خورشیدی تجاری (معمولا متصل به شبکه و هیبریدی)
نیروگاه های خورشیدی مسکونی
سیستم خورشیدی خارج از شبکه
در برخی نقاط جهان به دلیل دسترسی سخت، امکان ایجاد شبکه برق وجود ندارد و یا امکان تولید برق کافی نیست. در نتیجه عدم وجود برق مشکل بزرگی محسوب میشود. بنابراین وجود یک سیستم برق خورشیدی خارج از شبکه یک حسن بزرگ است؛ زیرا چنین سیستمی برای کار کردن، نیاز به شبکه برق نداشته و همچنین این سیستم در تمام طول سال می‌تواند برق کافی و پیوسته تولید کند.
نیروگاه خورشیدی خارج از شبکه از یک سیستم خورشیدی و بانک باتری تشکیل شده است. این باتری می تواند انرژی تولید شده توسط سیستم را ذخیره کرده تا در صورت نیاز در آینده استفاده شود.
این باتری خورشیدی تامین بدون وقفه برق را در هنگامی که نور خورشید وجود ندارد، تضمین می کند درنتیجه با کمبود برق مواجه نیستیم.
نحوه کارکرد سیستم خورشیدی خارج از شبکه چگونه است؟
- نیروگاه خورشیدی خارج از شبکه، میزان برق مصرف نشده ای که توسط سیستم خورشیدی تامین می شود را در باتری ها ذخیره می کند.
- اضافه شدن اینورتر خورشیدی برق DC ذخیره شده در باتری ها را به برق AC (جریان متناوب) تبدیل میکند.
- برق AC فرم استاندارد جریان الکتریسیته میباشد و برای تمام وسایلی که به برق شهری متصل می شوند مناسب است.
نتیجه گیری: اگر با قطعی مکرر برق مواجه هستید و یا برق متناوب دریافت نمیکنید؛ بهتر است یک نیروگاه خورشیدی خارج از شبکه تهیه کنید.
سیستم برق خورشیدی متصل به شبکه
یک نیروگاه خورشیدی متصل به شبکه همواره متصل به شبکه برق است و در صورت نیاز از آن مصرف می کند. سیستم های خورشیدی متصل به شبکه، سیستم های PV خورشیدی میباشند و هنگامی قادر به تولید برق می باشند که به شبکه برق دسترسی داشته باشند.
این نوع نیروگاه برای کاهش هزینه برق مناسب میباشد.
سیستم برق خورشیدی متصل به شبکه دارای قابلیت مترینگ خالص (Net Metering) میباشد. در این حالت برق مازاد تولید شده توسط سیستم خورشیدی به شبکه برق تزریق می گردد و هزینه آن به عنوان اعتبار در قبض برق لحاظ می شود.
درنتیجه علاوه برق کاهش هزینه برق میتوان کسب درآمد نیز داشت.
این نوع سیستم خورشیدی این امکان را به شما میدهد تا از هر وسیله خانگی جدیدی به راحتی استفاده کنید؛ زیرا لازم نیست نگران تامین برق آن باشید. همچنین نصب این سیستم آسان بوده، و دارای هزینه نگهداری پایین و قیمت کمتری نسبت به یک سیستم خورشیدی خارج از شبکه دارد.
سیستم برق خورشیدی متصل به شبکه چگونه کار می کند؟
- در سیستم متصل به شبکه می توان برق تولید شده را فوراً استفاده کرد و یا به شبکه اصلی منتقل کرد. این نوع از سیستم برق خورشیدی به طور خودکار برق مازاد تولید شده توسط سیستم را به شبکه برق انتقال می دهد.
- در صورت کمبود برق، برق صادر شده به شبکه عودت داده می شود
- هر وات برق اضافه ای که به شبکه تزریق می گردد برای شما درآمدی ایجاد میکند.
نتیجه گیری: اگر شبکه برق شما قابل اعتماد و پیوسته در دسترس است، ولی هزینه قبض برق زیاد است؛ توصیه می گردد از یک نیروگاه خورشیدی متصل به شبکه استفاده کنید.
سیستم انرژی خورشیدی هیبریدی
سیستم خورشیدی هیبریدی، ترکیبی از دو سیستم فوق الذکر میباشد. سیستم هیبریدی شامل مجموعه ای از باتری های خورشیدی است که در صورت نیاز می توانند با شبکه اصلی برق ارتباط برقرار میکند. و همچنین متصل به شبکه برق است.
با راه اندازی و نصب یک سیستم خورشیدی هیبریدی نه تنها می توان مصرف برق خود را افزایش داد؛ بلکه قادر به مصرف کمتر برق شبکه، و کاهش هزینه قبض برق شد.
سیستم خورشیدی هیبریدی چگونه کار می کند؟
- در این سیستم، پنل های خورشیدی در طول روز برق تولیدی منزل شما را تامین می کنند. همچنین به طور همزمان، برق مازاد مصرف نشده در باتری های خورشیدی ذخیره می شود.
- این سیستم مجهز به یک اینورتر خورشیدی هیبریدی میباشد که از طریق باتری ها، برق DC را به AC تبدیل نموده و انتقال می دهد.
- هنگامی که باتری های خورشیدی به صورت کامل شارژ شدند؛ برق مازاد به صورت خودکار به شبکه برق انتقال پیدا میکند.
نیروگاه خورشیدی تجاری
معمولا نیروگاه های خورشیدی تجاری، شامل سیستم های فتوولتائیک خورشیدی با ظرفیت بالا میباشند که جهت کاهش هزینه قبض و یا فروش برق و کسب درآمد از آن، نصب و راه اندازی می گردند.
برخی از عواملی موثر در راه اندازی و نصب نیروگاه خورشیدی:
- بار الکتریکی مورد نیاز برای راه اندازی ماشین آلات، به منظور تعیین نمودن تعداد پنل های خورشیدی مورد نیاز
- انتخاب نوع برق مورد نیاز: AC، DC، تک فاز یا سه فاز
- نوع باتری جهت ذخیره برق تولید شد
- اینورتر جهت تبدیل برق AC به DC
- وجود شبکه جهت اطمینان از جریان مناسب برق
- نوع نیروگاه خورشیدی مورد نیاز
نیروگاه خورشیدی زمینی
نیروگاه های خورشیدی زمینی پروژه هایی با هدف ، فروش برق به دولت ها یا شرکت ها هستند. براساس آخرین بررسی ها، انرژی خورشیدی متمرکز می تواند برق کافی را در زمان اوج تقاضا تامین نماید. ظرفیت این نوع از نیروگاه های خورشیدی، بسیار بالا میباشد.
هزینه نیروگاه خورشیدی
هزینه راه اندازی و نصب نیروگاه خورشیدی، نیازمند یک سرمایه گذاری سنگین است. اما نباید فراموش نمود که هزینه این سرمایه‌گذاری دیر یا زود در آینده باز می گردد. قیمت یک سیستم خورشیدی به عوامل متفاوتی از جمله ظرفیت، راندمان، برند، نوع و محل نصب آن بستگی دارد.
فناوری به کار رفته در نیروگاه خورشیدی
در نیروگاه های خورشیدی، عمدتاً از سه نوع فناوری استفاده می گردد :
- نیروگاه خورشیدی متمرکز
- نیروگاه خورشیدی حرارتی
- نیروگاه خورشیدی فتوولتائیک
نیروگاه خورشیدی متمرکز
در نیروگاه خورشیدی متمرکز از آئینه ها، لنزها و سیستم های ردیابی جهت متمرکز کردن انرژی خورشیدی استفاده می گردد. این نوع نیروگاه خورشیدی ، انرژی خورشید به حرارت معمولی تبدیل میشود. و این حرارت موجب به کار انداختن توربین های بخار یا موتورهای موبد برق میشود.
این نوع نیروگاه یک سیستم سطح بالا است؛ زیرا از فناوری TES جهت ذخیره انرژی استفاده می کند. بزرگترین مزیت نیروگاه های خورشیدی متمرکز در ا قابل اعتماد بودن و پیش بینی هزینه آنهاست.
نیروگاه های خورشیدی حرارتی
اصل این نوع نیروگاه بر پایه فناوری خورشیدی وابسته به حرارت میباشد. در این فناوری، پرتوهای خورشید با استفاده از کلکتورهای خورشیدی در یک نقطه متمرکز می گردند تا دمای مناسب جهت تولید برق به دست بیاید.
این نوع از پنل های خورشیدی در اصل دارای دو بخش بازتابنده (برای جمع آوری نور خورشید) و گیرنده (برای متمرکز کردن نور جمع آوری شده) میباشند. گرمای تولید شده ناشی از تمرکز پرتوهای خورشید، موجب بخار شدن یک سیال می شود. این بخار پره های توربین را به گردش در آورده؛ در این صورت انرژی لازم برای تولید برق توسط ژنراتور تامین می شود.
انواع نیروگاه های حرارتی خورشیدی :
- خطی (Linear)
- حرارتی خورشیدی سهموی خطی (Parabolic Trough Solar Thermal)
- نیروگاه های بشقابک خورشیدی (Solar Dish Power plants)
نیروگاه خورشیدی فتوولتائیک یا PV
فتوولتائیک رایج ترین نوع فناوری در نیروگاه های خورشیدی میباشد که در آن پنل خورشیدی با استفاده از اثر فتوولتائیک، نور خورشید را به جریان برق تبدیل می کند. پنل های خورشیدی مهمترین و قابل مشاهده ترین اجزای یک نیروگاه خورشیدی فتوولتائیک میباشند. این نوع از نیروگاه خورشیدی دارای چهار بخش اصلی زیر هستند:
- پنل خورشیدی
- اینورتر خورشیدی
- باتری خورشیدی
- و لوازم جانبی خورشیدی
این نوع نیروگاه حتی برای نیروگاه های خورشیدی در مقیاس کوچک نیز مناسب است.
پنل های خورشیدی معمولا با یکی از روش های زیر ساخته می شوند:
پنل خورشیدی کریستالی:
این نوع پنل از سیلیکون کریستالی (بلوری) ساخته می شوند. آنها ممکن است مونو کریستالی یا پلی کریستالی باشند. اما قاعده کلی بدین صورت است که نسخه های مونوکریستالی (تک بلوری) کارآمدتر هستند (راندمان حدود ۲۰% و بالاتر) اما گرانتر از نسخه های جایگزین خود می باشند (که راندمان آنها حدود ۱۵% تا ۱۷% است)؛ هر چند پیشرفت تکنولوژی موجب کاهش فاصله بین آنها شده است.
پنل خورشیدی لایه نازک:
این نوع از پنل ها از یک سری فیلم ساخته شده اند که نور خورشید را در قسمت های متفاوت طیف EM جذب می کنند. این نوع از پنل ها معمولاً از سیلیکون آمورف (a-Si)، کادمیم تلورید (CdTe)، کادمیم سولفید (CdS) و ایندیوم مس (گالیوم) ساخته می گردند. از آنجاییکه این نوع از پنل خورشیدی در اصل یک لایه انعطاف پذیر میباشد؛ لذا برای استفاده روی سطوح مختلف و ادغام در مصالح ساختمانی (مانند کاشی های سقفی) بسیار مناسب میباشد.
نیروگاه برق خورشیدی فتوولتائیک چگونه کار می کند؟
کارکرد نیروگاه های فتوولتائیک خورشیدی همچون پنل های PV در مقیاس کوچک میباشد.
اکثر پنل های فتوولتائیک خورشیدی از مواد نیمه هادی، معمولاً نوعی سیلیکون ساخته می گردند. وقتی فوتون های نور خورشید به مواد نیمه هادی برخورد می کنند؛ الکترون های آزاد تولید می گردد که می توانند در داخل ماده جریان یافته و جریان الکتریکی مستقیم تولید کنند.
این به اثر فوتوالکتریک معروف میباشد. درنتیجه برق جریان مستقیم (DC) با استفاده از یک اینورتر باید به برق جریان متناوب (AC) تبدیل شده تا بتوان مستقیماً از آن استفاده نمود و یا آن را به شبکه برق تزریق کرد.
پنل های فتوولتائیک با دیگر انواع سیستم برق خورشیدی تفاوت دارند؛ زیرا مستقیماً از اثر فوتوالکتریک استفاده می نمایند و نیازی به فرآیندها یا دستگاه های جانبی ندارند. مثلا همچون نیروگاه های حرارتی خورشیدی، نیازی به استفاده از یک عامل انتقال حرارت (مانند آب) ندارند.
مزایا و معایب نیروگاه خورشیدی
مزایا نیروگاه خورشیدی:
- صرفه جویی حداکثری در هزینه قبوض برق
- بازگشت سرمایه
- سازگار با محیط زیست
- امکان افزایش ارزش دارایی های مشهود و نامشهود
- امکان استفاده از یک روش مقرون به صرفه جهت تولید برق
- نصب آسان و هزینه کم نگهداری
- قابلیت پشتیبان گیری در سیستم های خارج از شبکه و هیبریدی
- قابلیت مترینگ خالص
معایب نیروگاه های خورشیدی:
- نیاز به سرمایه گذاری اولیه بالا
- نصب سیستم انرژی خورشیدی، نیازمند دسترسی به یک منطقه فاقد سایه است
جهت مشاوره خرید و استعلام قیمت، نصب و راه اندازی، راهنمایی، گارانتی و مشخصات فنی با کارشناسان دیزل صنعت تماس بگیرید. (۳۳۳۵۹۸۱۸ – ۰۴۱ )
