در ارزیابی اقتصادی نیروگاه‌های خورشیدی، صرفاً توجه به توان خروجی یا ظرفیت اسمی نصب‌شده کافی نیست؛ بلکه شاخص تعیین‌کننده، هزینه نهایی تولید هر کیلووات ساعت برق یا همان LCOE است. در تحلیل هزینه LCOE نیروگاه‌های خورشیدی، تفاوت میان سازه‌های ثابت و ردیاب خورشیدی، تنها به جنبه‌های فنی محدود نمی‌شود، بلکه ابعاد دیگری مانند حجم سرمایه‌گذاری اولیه، هزینه‌های بهره‌برداری و نگهداری و میزان ریسک‌های اجرایی را نیز شامل می‌شود.
شاخص LCOE معیاری است که مجموع هزینه‌های سرمایه‌گذاری اولیه، بهره‌برداری، نگهداری و هزینه‌های عملیاتی را بر کل انرژی تولید شده طی عمر مفید نیروگاه تقسیم می‌کند تا هزینه واقعی تولید هر کیلووات ساعت برق مشخص شود. این شاخص، هزینه واقعی تولید هر کیلووات ساعت برق را به طور دقیق بازتاب می‌دهد و مبنایی حیاتی برای ارزیابی اقتصادی و مقایسه پروژه‌های مختلف انرژی به شمار می‌رود.
محاسبه LCOE نیازمند اطلاعات دقیق درباره هزینه‌های اولیه، نرخ تنزیل، عمر مفید تجهیزات و تولید واقعی انرژی است. هر تغییری در پارامتر‌های فوق می‌تواند تاثیر قابل توجهی بر مقدار نهایی LCOE داشته باشد. دقت در محاسبه LCOE اهمیت بالایی دارد چرا که سرمایه‌گذاران با استفاده از آن می‌توانند گزینه‌های مختلف را از نظر اقتصادی سنجیده و تصمیم بهینه بگیرند.
در پروژه‌های نیروگاه خورشیدی، نرخ تنزیل معمولاً بین ۶ تا ۱۰ درصد در نظر گرفته می‌شود. افزایش این نرخ، به ویژه در پروژه‌هایی با هزینه سرمایه‌گذاری اولیه بالاتر مانند نیروگاه‌های ردیاب خورشیدی، می‌تواند باعث افزایش LCOE شده و توجیه اقتصادی پروژه را کاهش دهد.
علاوه بر عوامل فنی و اقتصادی، سیاست‌های حمایتی دولت مانند تعرفه خرید تضمینی برق (FiT)، معافیت‌های مالیاتی یا تسهیلات بانکی نیز می‌توانند نقش مؤثری در کاهش LCOE و افزایش جذابیت سرمایه‌گذاری در نیروگاه‌های خورشیدی ایفا کنند.
در ادامه، مهم‌ترین پارامتر‌های فنی و اقتصادی که به طور مستقیم بر مقدار نهایی شاخص LCOE اثر می‌گذارند، از منظر مقایسه‌ای میان دو نوع سازه ثابت و ردیاب خورشیدی بررسی شده‌اند. این تحلیل به تصمیم‌گیری بهینه در طراحی و اجرای پروژه‌های خورشیدی کمک می‌کند.
نیروگاه‌های سازه ثابت از منظر سرمایه‌گذاری اولیه به دلیل سادگی طراحی ساختار و حذف اجزای مکانیکی متحرک، هزینه‌های کمتری نسبت به نیروگاه‌های مجهز به ردیاب خورشیدی دارند. سازه‌های ثابت عمدتاً شامل پایه‌ها و چارچوب‌های فلزی مقاوم با طراحی بهینه جهت تحمل بار‌های باد و وزن پنل‌ها هستند که به دلیل عدم وجود قطعات مکانیکی متحرک، فرآیند نصب سریع‌تر و با پیچیدگی کمتر صورت می‌گیرد.
در مقابل، سیستم‌های ردیاب خورشیدی با تجهیزاتی همچون موتور‌های الکتریکی، جعبه دنده‌ها، سنسور‌های تشخیص زاویه تابش خورشید، و کنترلر‌های هوشمند نیازمند سرمایه‌گذاری بالاتری هستند. این تجهیزات علاوه بر افزایش هزینه‌های نصب، نیازمند کالیبراسیون دقیق و هماهنگی نرم‌افزاری پیچیده هستند که هزینه کل پروژه را معمولاً ۱۰ تا ۲۰ درصد بیشتر از سازه‌های ثابت می‌کند. البته در مقیاس پروژه‌های مگاواتی، به دلیل بهره‌مندی از صرفه‌جویی‌های مقیاس (Economies of Scale)، این اختلاف هزینه قابل مدیریت‌تر خواهد بود.
از نظر هزینه‌های عملیاتی و نگهداری (O&M)، نیروگاه‌های سازه ثابت به دلیل ساختار مکانیکی ساده‌تر و نبود قطعات متحرک، هزینه‌های نگهداری پایین‌تری دارند. این ویژگی باعث کاهش ریسک بروز خرابی‌های مکانیکی و الکتریکی شده و فرایند نگهداری در این نیروگاه‌ها به بازرسی‌های دوره‌ای و تعمیرات پیشگیرانه محدود می‌شود.
اما نیروگاه‌های ردیاب خورشیدی، با وجود مزیت‌های تولید انرژی بالاتر، به دلیل وجود اجزای مکانیکی متحرک و سیستم‌های کنترلی پیچیده، نیازمند برنامه‌های نگهداری تخصصی‌تر و با دفعات بالاتر هستند. خرابی موتور‌های ردیاب، اختلال در سیستم‌های حسگر زاویه و فرسایش مکانیکی قطعات، هزینه‌های تعمیرات و تعویض قطعات را افزایش داده و هزینه‌های عملیاتی و نگهداری این نیروگاه‌ها معمولاً ۱۵ تا ۳۰ درصد بیشتر از سازه‌های ثابت است. این نکته باید به دقت در تحلیل‌های اقتصادی و مالی لحاظ شود تا ریسک‌های عملیاتی بهینه مدیریت گردد.
مهم‌ترین عامل جذابیت سیستم‌های ردیاب خورشیدی، افزایش قابل توجه میزان انرژی تولیدی است که در اغلب مطالعات فنی بین ۱۰ تا ۲۵ درصد بالاتر از نیروگاه‌های سازه ثابت گزارش شده است. این افزایش بهره‌وری ناشی از دنبال کردن مداوم مسیر حرکت خورشید توسط ردیاب‌ها است که بهینه‌ترین زاویه تابش را در طول روز حفظ می‌کند و تابش مستقیم بیشتری را به سلول‌های خورشیدی می‌رساند.
البته میزان این افزایش انرژی به فاکتور‌های متعددی مانند نوع ردیاب (تک‌محور یا دو محور)، شرایط جغرافیایی و اقلیمی منطقه، دقت و کیفیت سیستم‌های کنترلی، و قابلیت واکنش به تغییرات ناگهانی جوی وابسته است. این افزایش تولید، ضمن کاهش شاخص هزینه LCOE از طریق توزیع بهتر هزینه‌های سرمایه‌گذاری و عملیاتی در واحد انرژی تولید شده، بهبود چشمگیری در بازده سرمایه‌گذاری و سودآوری پروژه ایجاد می‌کند.
هر دو نوع نیروگاه معمولاً دارای عمر مفید طراحی شده در حدود ۲۵ سال هستند، اما از نظر پایداری عملکرد و نیاز به تعمیرات تفاوت‌هایی وجود دارد که بر شاخص هزینه LCOE تاثیرگذار است. سازه‌های ثابت به دلیل ساختار مکانیکی ساده و اجزای ثابت، مقاومت و دوام بالاتری دارند و ریسک خرابی‌های ناگهانی یا فرسایش مکانیکی در آنها کمتر است، که این امر باعث کاهش هزینه‌های نگهداری و در نتیجه کاهش LCOE می‌شود.
در مقابل، سیستم‌های ردیاب خورشیدی به دلیل وجود اجزای متحرک، موتور‌های الکتریکی و سیستم‌های الکترونیکی حساس، ممکن است با گذشت زمان نیازمند تعمیرات و تعویض قطعات بیشتری باشند که این موضوع می‌تواند بهره‌وری کل و هزینه‌های نگهداری را افزایش دهد و در نهایت باعث افزایش LCOE شود. با این حال، پیشرفت فناوری و تولید تجهیزات با کیفیت بالا و با دوام، منجر به کاهش هزینه‌های نگهداری سیستم شده است و در نتیجه شاخص LCOE در نیروگاه‌های ردیاب خورشیدی بهبود یافته است.
تحلیل شرایط اقلیمی و تابش خورشید، نقش اساسی در انتخاب میان نیروگاه سازه ثابت یا ردیاب خورشیدی دارد. در مناطق با تابش خورشید بالا، پایدار و یکنواخت مانند نواحی مرکزی و جنوبی ایران، مزیت افزایش تولید انرژی سیستم‌های ردیاب می‌تواند هزینه‌های سرمایه‌گذاری و نگهداری بیشتر آنها را جبران کرده و به کاهش قابل توجه شاخص هزینه LCOE منجر شود.
اما در مناطقی که تابش خورشید کمتر، متغیر یا با شرایط محیطی سخت‌تر (مثلاً باد‌های شدید یا گرد و غبار زیاد) همراه است، دوام بالاتر، هزینه کمتر نگهداری و سادگی سازه‌های ثابت، آنها را به گزینه بهتری تبدیل می‌کند. بنابراین، مدل‌سازی دقیق تابش و شرایط محیطی و اقتصادی هر منطقه، اساس تصمیم‌گیری هوشمندانه و بهینه در انتخاب فناوری مناسب خواهد بود.
تحلیل مقایسه‌ای شاخص هزینه LCOE در نیروگاه‌های سازه ثابت و ردیاب خورشیدی نشان می‌دهد که انتخاب بهینه فناوری، به توازن میان هزینه‌های سرمایه‌گذاری، نگهداری، بهره‌وری انرژی و شرایط اقلیمی بستگی دارد. اگرچه سیستم‌های ردیاب خورشیدی در برخی مناطق با تابش بالا می‌توانند کاهش قابل‌توجهی در LCOE ایجاد کنند، اما پیچیدگی فنی و هزینه‌های نگهداری بالاتر آنها در مناطق با شرایط جوی ناپایدار ممکن است مزیت اقتصادی را کاهش دهد. در مقابل، سازه‌های ثابت با هزینه‌های پایین‌تر و عملکرد پایدار، در بسیاری از سناریو‌های اقتصادی انتخابی محافظه‌کارانه‌تر، اما مطمئن‌تر محسوب می‌شوند.
ارسال نظر
آموزش خورشیدی 
خبرهای مرتبط
