امروزه با افزایش استفاده از منابع تجدید ناپذیر مانند نفت و گاز، به زودی شاهد به اتمام رسیدن این منابع هستیم. از این‌رو باید به دنبال استفاده از منابع تجدیدپذیری مثل خورشید باشیم. نور و گرمایی که توسط خورشید تولید می‌شود از بهترین و ارزانترین انرژی‌های در دسترس است که برخلاف بسیاری از انرژی‌ها، یک انرژی دوستدار محیط زیست محسوب می‌شود. لذا فناوری بنام پنل خورشیدی برای استفاده از این انرژی پاک و نامحدود طراحی گردید. با استفاده از این پنل‌ها به راحتی میتوان برق مورد نیاز دستگاه‌ها و تجهزات مختلف را تامین نمود. اگر می‌خواهید در مورد انرژی خورشیدی اطلاعات بیشتری کسب کنید پیشنهاد می‌کنیم تا پایان این مطلب با ما همراه باشید.
بررسی ایران و جهان از لحاظ بهره برداری از انرژی خورشیدی
بر اساس تحقیقات صورت گرفته توسط انستیتو تحقیقات انرژی در سال 2016 فقط %6/. از انرژی ایالات متحده آمریکا از طریق انرژی خورشیدی تامین میگردد. اما پیشرفت فناوری در حوزه صنعت انرژی خورشیدی موجب شده که قیمت برق خورشیدی کاهش پیدا کند. از این‌رو ارزان‌تر شدن این فناوری شرایط بهره برداری بیشتر از این منبع انرژی را فراهم نموده است. به طوری‌که آژانس بین‌المللی انرژی در سال 2017 سریع‌ترین منبع انرژی در حال توسعه را انرژی خورشیدی معرفی نموده است. این موضوع می‌تواند نوید دهنده بهره برداری بیشتر از این منبع انرژی پاک در سال‌های آینده باشد.
بر اساس نظرات متخصصان این فناوری، ایران کشوری است که دارای 300 روز آفتابی با متوسط تابش 4/5-5/5 کیلو وات ساعت بر متر مربع در روز است و پتانسیل بالایی برای استفاده از انرژی خورشیدی دارد. از این‌رو با وجود مساحت بیابانی گسترده‌‌ای که در نواحی مختلف خود دارد می‌تواند با استفاده از پنل‌های خورشیدی و ایجاد نیروگاه خورشیدی بهره مندی بی‌نظیری از برق خورشیدی داشته باشد. بنابراین میتوان گفت انرژی خورشیدی در ایران دارای پتانسیل بسیار بالایی است و می‌تواند به خوبی جایگزین سوخت‌های تجدید ناپذیر و فسیلی شود. بر اساس مطالعات صورت گرفته توسط DLR آلمان در مساحتی بالغ بر 2000 مترمربع قابلیت نصب بیش از 60000 مگاوات نیروگاه حرارتی خورشیدی وجود دارد.
انواع انرژی خورشیدی
انرژی خورشیدی را با توجه به نوع تبدیل و نوع انرژی که به آن تبدیل می‌شود میتوان به چند دسته انرژی دسته بندی کرد. در ادامه به این موارد اشاره می‌کنیم:
- انرژی خورشیدی منفعل: در این روش انرژی خورشیدی بدون استفاده از هیچگونه وسیله مکانیکی به دام می‌افتد.
- انرژی خورشیدی فعال: در این روش برای جمع آوری، ذخیره و توزیع انرژی از دستگاه‌های مکانیکی استفاده می‌شود.
- انرژی حرارتی خورشیدی: این انرژی از تبدیل انرژی خورشیدی به گرما به وجود می‌آید.
- انرژی خورشیدی فتوولتائیک: این انرژی از تبدیل انرژی خورشیدی به برق به دست می‌آید.
- انرژی خورشیدی متمرکز: نوعی انرژی گرمایی خورشید است که به منظور تولید برق مورد استفاده قرار میگیرد.
پنل خورشیدی چیست؟
همانطور که اشاره شد برای تولید برق خورشیدی از پنل‌های خورشیدی استفاده می‌شود. این پنل‌ها از ترکیبات نیمه هادی تشکیل شده‌اند که موجب تبدیل انرژی نورانی خورشید به انرژی الکتریکی می‌شوند. هر یک از صفحات خورشیدی دارای تعداد زیادی سلول خورشیدی و یک ماژول خورشیدی هستند.
میزان برق خورشیدی که توسط این پنل‌ها تولید می‌شود به عوامل مختلفی بستگی دارد. اما با این وجود ابعاد صفحه خورشیدی، میزان تابش نور خورشید و کارایی پنل‌ها از مهم‌ترین فاکتورها در تولید برق هستند. از این رو برای تامین برق خانگی یا واحدهای صنعتی باید در ابتدا میزان برق مصرفی آن‌ها را مشخص نمود و با توجه به برآوردها تعداد پنل‌های خورشیدی مورد نیاز را محاسبه کرد.
نحوه عملکرد سیستم پنل خورشیدی چگونه است؟
سیستم پنل خورشیدی که در نیروگاه خورشیدی به منظور تولید برق از انرژی خورشید به کار می‌رود از بخش‌های مختلفی تشکیل شده است؛ از جمله آن‌ها میتوان به پنل‌های خورشیدی، باتری، اینورتر و سیستم کنترلر اشاره نمود. پنل‌ها در واقع همان سلول‌های خورشیدی هستند که گیرنده نور خورشید محسوب می‌شوند. این سلول‌ها با جذب نور خورشید آن را به الکتریسیته تبدیل می‌کنند. پس از آن این الکتریسیته به عنوان جریان مستقیم DC به اینورتر انتقال می‌یابد.
اینورتر جریان DC را به AC ( جریان متناوب) تبدیل میکند و میتوان از آن در خانه و دیگر سیستم‌های برقی استفاده نمود. در برخی از سیستم‌های پنل خورشیدی، برای ذخیره سازی انرژی از باتری نیز استفاده می‌شود. از این رو در مواقعی که نور خورشید در دسترس نیست میتوان به راحتی برق مورد نیاز را تامین نمود.
سیستم کنترلر نیز جهت کنترل جریان بین پنل‌های خورشیدی، باتری و سایر قطعات سیستم مورد استفاده قرار میگیرد. این سیستم‌ها برای کنترل و مانیتورینگ وضعیت سیستم از حسگرهای مختلفی استفاده می‌کنند و در مواقع مورد نیاز سیستم را خاموش می‌نمایند و از آسیب دیدگی سیستم جلوگیری می‌کنند.
سلول‌های خورشیدی یا سلول فتوولتائیک موجب تبدیل انرژی تابشی خورشید به الکتریسیته می‌شود. فوتون‌هایی که در نور خورشید وجود دارند با برخورد به سلول‌های خورشید و از طریق اتم‌های سیلیکونی که سلول را تشکیل می‌دهد جذب می‌شوند. فوتون‌ها با تحریک الکترون‌ها و پروتون‌ها موجب می‌شوند که به سطح بالاتری راه یابند. پس از آن الکترون‌ها انرژی به دست آمده را به صورت گرما پراکنده کرده و با ورود به بدنه سلول خورشیدی موجب ایجاد جریان برق می‌شود.
انواع پنل خورشیدی
برای تولید برق خورشیدی از پنل‌های مختلفی استفاده می‌شود که در ادامه به آن‌ها اشاره می‌کنیم.
پنل خورشیدی مونو کریستال
همانطور که از واژه مونو مشخص است، مونو بیانگر صفحه‌‌ای سیلیکونی تک کریستال است و در ساخت آن فقط از یک کریستال استفاده شده است. این صفحات خورشیدی گرد هستند و بازدهی حدود 15 الی 20 درصد دارند.
پنل خورشیدی پلی کریستال
این صفحات خورشیدی از کنار هم قرار گرفتن چندین کریستال سیلیس در یک سلول به وجود می‌آیند و بازدهی آن‌ها حدود 13 الی 16 درصد است.
پنل خورشیدی دیواری
این نوع پنل‌های خورشیدی بسیار کاربردی و با قابلیت نصب آسانی هستند. زیرا نصب آن‌ها بدون نیاز به سیم‌کشی و تابلو برق انجام می‌شود. این سیستم‌ها مجهز به یک باطری لیتیومی هستند و معمولا برای فضاهایی مانند کارگاه، باغ و باغچه و تابلوهای تبلیغاتی مورد استفاده قرار می‌گیرند.
مزایا و معایب انرژی خورشیدی
مزایا انرژی خورشیدی
تولید برق خورشیدی و استفاده از این انرژی فواید بسیاری دارد که از جمله آن‌ها میتوان به موارد زیر اشاره نمود:
- پاکی: انرژی خورشیدی پاک‌ترین نوع انرژی است، زیرا هیچگونه انتشار دی اکسید کربنی در اثر تولید آن رخ نمی‌دهد. به عبارتی مانند سوخت‌های فسیلی موجب گرم شدن کره زمین نمی‌شوند.
- تجدیدپذیری: این منبع انرژی تجدیدپذیر است و تا زمانی‌که خورشید وجود دارد، بهره‌مندی از این انرژی نیز امکان‌پذیر است. از این‌رو با استفاده از آن میتوان به میزان قابل توجهی هزینه‌های آب و برق را کاهش داد.
- قابل اطمینان بودن: امکان ذخیره این انرژی در باطری‌ها وجود دارد و موضوع عدم اطمینان در مورد آن‌ها مطرح نمی‌شود.
- رایگان بودن: این انرژی کاملا رایگان است، زیرا به وفور وجود دارد و به آسانی به دام می‌افتد.
معایب انرژی خورشیدی
انرژی خورشیدی خانگی و نیروگاهی در کنار تمامی مزایایی که دارد دارای معایبی است که لازم است به آن‌ها نیز اشاره کنیم:
- تولید آن در روزهای ابری و زمستان‌ها کاهش می‌یابد.
- هزینه نصب و راه اندازی اولیه بالایی دارد.
- به فضای زیادی نیاز دارد.
کاربردهای انرژی خورشیدی
تولید انرژی خورشیدی به دلیل ویژگی‌های منحصربه فردی که دارد دارای کاربردهای فراوانی است. از جمله کاربردهای این نوع انرژی تجدیدپذیر میتوان به موارد زیر اشاره نمود:
تولید برق
بسیاری از صنایع به ماشین آلات و تجهیزات سنگینی نیاز دارند که با برق در سطوح بالا کار می‌کنند. این صنایع می‌توانند برای تامین برق مورد نیاز خود از انرژی خورشیدی استفاده کنند. این انرژی ضمن کاهش هزینه‌های برق مصرفی موجب محافظت از لوله‌ها در برابر خوردگی می‌شود.
شارژ باطری
در شرایطی که مشکلاتی مانند قطع برق وجود داشته باشد میتوان از باتری‌هایی که در طول روز به عنوان پشتیبان با استفاده از این انرژی شارژ می‌شوند استفاده کرد. این انرژی همچنین می‌تواند در صرفه جویی در مصرف برق از طریق پاور بانک نیز موثر باشد. برای این منظور کافی است پاوربانک خود را در طی روز زیر نور آفتاب قرار دهید تا شارژ شود و بتوانید در شب از آن استفاده کنید.
تولید گرما
با نصب پنل‌های خورشیدی روی ساختمان‌های مسکونی میتوان انرژی مورد نیاز آن‌ها را برای گرم کردن آب تامین کرد. همچنین میتوان از طریق چرخش این آب گرم در ساختمان بدون استفاده از هیچگونه سوخت فسیلی محیط را گرم نمود.
برای پخت و پز
از این انرژی برای پخت و پز استفاده می‌کنند و پخت و پز با اجاق خورشیدی به جای معمولی می‌تواند بسیار جذاب باشد.
انرژی خورشیدی در خانه
از پنل‌های خورشیدی تنها در نیروگاه‌های تولید برق خورشیدی استفاده نمی‌شود، بلکه امکان استفاده از این فناوری در منازل نیز وجود دارد. این روش می‌تواند راهکاری بسیار مقرون به صرفه برای تولید برق خانگی باشد و دارای بازدهی بالا و هزینه خیلی کمی است. برای راه اندازی نیروگاه خورشیدی در منزل می‌توانید به راحتی پنل‌های خورشیدی خانگی و تجهیزات جانبی آن‌ها را تهیه کنید و با تولید برق ضمن صرفه‌جویی در هزینه‌های انرژی با فروش آن به کسب درآمد نیز پرداخت.
پنل‌های خورشیدی خانگی برای سقف‌های آسفالت سیمانی، کامپوزیت، خاک رس سخت و فلز ایجاد تولید شده و دارای دوام و استحکام بالایی هستند. برای استفاده از این پنل‌های خورشیدی در منازل میزان تشعشعات خورشید که به سقف می‌رسند بسیار حائز اهمیت هستند. به طوری‌که هر چقدر نور مستقیم بیشتری به سقف برخورد داشته باشد، میزان برق بیشتری تولید می‌شود.
قیمت انرژی خورشیدی
هنگامی‌که صحبت از برق خورشیدی می‌شود یکی از موضوعاتی که در مورد آن مطرح می‌شود بالا بودن هزینه‌های آن است. شاید در نگاه اول بومی نبودن و یا کاملا بومی نبودن تجهیزات خورشیدی در ایران هزینه خرید این تجهیزات بالا باشد و بالا رفتن قیمت دلار نیز موجب افزایش این هزینه‌ها شود.اما اگر بخواهید هزینه‌های قیمت برق خورشیدی را با سیستم‌هایی مانند پمپ خورشیدی مقایسه کنید متوجه می‌شوید که انرژی خورشیدی چندان گران نیست و حتی می‌تواند در برخی موارد موجب کاهش هزینه‌ها نیز شود.
هزینه برق خورشیدی با توجه به میزان توان تولید متفاوت است. پنل‌های خورشیدی مونو کریستال در مقایسه با پلی کریستال به دلیل خلوص بیشتری که دارد دارای بازدهی بیشتر و قیمت بالاتری است. افرادی که علاقمند هستند بر روی بام ساختمان محل سکونت خود این نیروگاه‌های برقی را راه اندازی نمایند، می‌توانند با اداره برق یک قرار داد تنظیم کنند و برق تولیدی خود را به اداره بفروشند و به این ترتیب درآمد داشته باشد. با توجه به استقبال خوبی که از پنل‌های خورشیدی صورت گرفته میتوان گفت سرمایه‌گذاری بر روی سیستم‌های خورشیدی در کشور در آینده‌‌ای نه چندان دور به یکی از محبوب‌ترین زمینه‌های سرمایه‌گذاری تبدیل می‌شود و می‌تواند بسیار پر سود باشد.
مدل پنل خورشیدی باید با توجه به آب وهوای محل سکونت شما تعیین شود. معمولا در آب وهوای گرم و شرجی از پنل‌های پلی کریستال و در آب وهوای سرد و ابری از پنل‌های مونو کریستال استفاده می‌کنند. قیمت پنل انرژی خورشیدی با توجه به تکنولوژی، توان و برند آن‌ها متفاوت است. لازم به ذکر است که تولید برق خورشیدی تنها با استفاده از پنل خورشیدی امکان پذیر نیست و به باطری خورشیدی، شارژ کنترلر، اینورتر یا سانورتر نیز نیاز خواهید داشت و تمامی این مواد و میزان مساحت بام شما تعیین کننده هزینه راه اندازی سیستم پنل خورشیدی در منزل شما هستند.
مدیریت و راه اندازی یک نیروگاه خورشیدی با فارسکادا
راه‌اندازی نیروگاه خورشیدی و بهره مندی از این منبع انرژی اتمام ناپذیر همانند هر حوزه تولید انرژی و صنعت دیگری نیازمند دانش و تخصص خاصی است و به مدیریت و کنترل نیاز دارد تا بتواند سود دهی مناسبی داشته باشد. یکی از بهترین زیر ساخت‌هایی که برای نیروگاه‌های تجدیدپذیر به آن نیاز خواهید داشت نرم افزار فارسکادا است. در واقع این نرم‌افزار به شما که تصمیم به راه‌اندازی نیروگاه خورشیدی گرفته‌اید کمک میکند تا مشکلات سایت نیروگاه را در کوتاه‌ترین زمان ممکن شناسایی نمایید و به رفع آن‌ها بپردازید.
از دیگر قابلیت‌های این نرم افزار میتوان به امکان گزارش گیری از عملکرد نیروگاه، اپراتورهای بهره برداری، ارائه داده‌ها و اطلاعات جمع آوری شده به طور آنلاین و لحظه‌‌ای به مالک نیروگاه با هدف افزایش میزان تولید و به حداکثر رسانی بازگشت پذیری اقتصادی نیروگاه اشاره نمود. از این رو با استفاده از فارسکادا می‌توانید هزینه برق خورشیدی خود را کاهش دهید و با مدیریت بهینه نیروگاه خود یک سرمایه گذاری پر سود داشته باشید. برای بهره مندی از خدمات بی‌نظیر مجموعه فارسکادا کافیست به وب‌سایت آن مراجعه نمایید.
برای تغییر این متن بر روی دکمه ویرایش کلیک کنید. لورم ایپسوم متن ساختگی با تولید سادگی نامفهوم از صنعت چاپ و با استفاده از طراحان گرافیک است.
