استفاده از انرژی خورشیدی در کشور به دلیل تابش مناسب خورشید و همچنین ناترازی برق و خاموشیهای فصلی در حال افزایش است. در این شرایط، انتخاب نوع طرح خورشیدی متناسب با شرایط مصرف انرژی و نوع دسترسی به شبکه، از اهمیت ویژهای برخوردار است. سیستمهای متصل به شبکه، مستقل از شبکه و هیبریدی هرکدام مزایای خاص خود را دارند که باعث میشود در شرایط مختلف (چه برای سرمایهگذاری و چه برای تأمین برق پایدار)، بهترین انتخاب به شمار آیند.
سیستمهای خورشیدی متصل به شبکه (On-Grid)، به شبکه برق عمومی متصل هستند و انرژی تولیدی خود را به آن ارسال میکنند. این سیستمها برای خانهها و صنایع شهری بسیار مناسب هستند، زیرا هزینه نصب پایینتری دارند و نیازی به ذخیرهسازی انرژی ندارند. انواع متصل به شبکه معمولاً در مناطق شهری با دسترسی آسان به شبکه برق مورد استفاده قرار میگیرند.
• کاهش هزینهها از طریق فروش برق به شبکه: سیستمهای متصل به شبکه این امکان را فراهم میآورند که انرژی مازاد تولیدی به شبکه برق عمومی فروخته شود و از این طریق درآمد کسب شود.
• نصب ساده و بدون نیاز به ذخیرهسازی: این نوع طرح خورشیدی به دلیل عدم نیاز به ذخیرهسازی انرژی، فرآیند نصب سادهتر و هزینه کمتری دارد.
• مناسب برای مناطق شهری و دسترسی آسان به شبکه: در مناطق شهری که شبکه برق عمومی به راحتی در دسترس است، این نوع سیستمها مناسبترین گزینه هستند.
• میزان استفاده: این سیستمها به دلیل هزینه پایین و سادگی نصب، پرکاربردترین نوع در مناطق شهری و صنعتی هستند.
مراحل مختلف نصب نیروگاههای خورشیدی با ظرفیتهای مختلف، از جمله انتخاب سایت، طراحی، تأمین تجهیزات، نصب، تست و راهاندازی، در مقالهای با عنوان «مدتزمان نصب و راهاندازی انواع نیروگاه خورشیدی؛ از خانگی تا صنعتی» که در وبسایت دکتر سولار منتشر شده است، توضیح داده شده و زمانهای معمول هر بخش در کشورمان مورد بررسی قرار گرفته است.
سیستمهای مستقل از شبکه (Off-Grid)، بهطور مستقل از شبکه برق عمومی کار میکنند و انرژی تولیدی خود را ذخیره کرده یا بهطور مستقیم مصرف میکنند. این سیستمها در مناطقی که دسترسی به شبکه برق عمومی وجود ندارد، کاربرد دارند.
• نیاز به تجهیزات ذخیرهسازی انرژی: از آنجا که این سیستمها به شبکه متصل نمیشوند، نیاز به تجهیزات ذخیرهسازی مانند باتری دارند تا انرژی تولیدی در ساعات کمتابش یا شب استفاده شود.
• مناسب برای مناطق دورافتاده و بدون شبکه برق: در مناطقی که شبکه برق عمومی در دسترس نیست، این سیستمها بهترین انتخاب هستند.
• هزینههای نصب و نگهداری بالا: به دلیل نیاز به تجهیزات اضافی مانند باتریها، هزینه نصب و نگهداری این سیستمها بالاتر از انواع متصل به شبکه است.
• میزان استفاده: بیشترین استفاده در مناطق روستایی، عشایری، پمپهای آب کشاورزی و مناطقی که دسترسی به شبکه برق عمومی ندارند.
مراحل انتخاب سیستمهای خورشیدی آفلاین (Off-Grid) از جمله تحلیل مصرف، طراحی باتری و اینورتر، انتخاب پنل و نکات نصب و نگهداری، بهطور کامل در مقاله «چطور یک سیستم خورشیدی آفلاین (Off‑grid) مناسب انتخاب کنیم؟» در وبسایت دکتر سولار، بررسی شده است.
سیستمهای هیبریدی (Hybrid) ترکیبی از انواع متصل به شبکه و مستقل از شبکه هستند. این مدلها میتوانند انرژی تولیدی خود را به شبکه ارسال کرده یا برای استفاده در ساعات اوج مصرف، ذخیرهسازی نمایند.
• قابلیت ذخیرهسازی و ارسال انرژی به شبکه: مدلهای هیبریدی بهطور همزمان میتوانند انرژی تولیدی را به شبکه ارسال کنند و یا آن را ذخیره کرده تا در مواقع ضروری استفاده شود.
• مناسب برای مناطق با قطع برق متداول: این سیستمها بهویژه در مناطقی که قطع برقهای مکرر دارند، مفید هستند، زیرا میتوانند انرژی ذخیرهشده را در این زمانها استفاده کنند.
• پیچیدگی بیشتر در نصب و مدیریت: به دلیل ترکیب دو نوع طرح، نصب و مدیریت این سیستمها پیچیدگی بیشتری دارند.
• میزان استفاده: بیشتر در مناطقی که نیاز به برق پایدار دارند و در آنها قطع برق مکرر وجود دارد.
ساختار و تحلیل اقتصادی سیستمهای خورشیدی هیبریدی بهویژه در پروژههای خانگی و پشتبامی، در مقالهای با عنوان «نیروگاههای خورشیدی هیبرید پشتبامی؛ ساختار و تحلیل اقتصادی» که در وبسایت دکتر سولار منتشر شده است، بهطور جامع بررسی شده است. این مقاله علاوه بر اجزای سیستم (پنلها، اینورترهای هیبریدی و باتریها)، نحوه اتصال به شبکه و عملکرد آنها در مواقع قطع برق را نیز تحلیل میکند.
انتخاب نوع طرح خورشیدی به عواملی مانند شرایط جغرافیایی، تابش خورشید، نیاز به ذخیرهسازی انرژی و هزینهها بستگی دارد. در این بخش، به بررسی این عوامل پرداخته میشود.
میزان تابش خورشید در هر منطقه نقش مهمی در انتخاب نوع سیستم دارد. مناطق جنوبی کشور که تابش بالاتری دارند، به انواع متصل به شبکه بیشتر نیاز دارند، در حالی که در مناطق با تابش کمتر یا شرایط خاص، طرحهای مستقل از شبکه یا هیبریدی ممکن است کاربردیتر باشند.
• تابش خورشید بالا در مناطق جنوبی: در این مناطق به دلیل تابش زیاد، انواع متصل به شبکه بهترین گزینه برای نصب و بهرهبرداری هستند.
• مناطق با تابش کمتر: در مناطقی که تابش خورشید کمتر است، سیستمهای مستقل از شبکه و هیبریدی میتوانند با ذخیرهسازی انرژی به بهینهسازی مصرف کمک کنند.
• مناطق با گرد و غبار بالا: در این مناطق، طرحهای هیبریدی یا مستقل از شبکه بهتر هستند؛ زیرا این سیستمها بهطور مستقل از شبکه برق عمل میکنند و نیاز به ذخیرهسازی انرژی دارند که میتواند در شرایط آلودگی و گرد و غبار بالا مفید باشد.
سیستمهای مستقل از شبکه و هیبریدی نیاز به ذخیرهسازی انرژی دارند که هزینه نصب را افزایش میدهد. در حالی که انواع متصل به شبکه نیازی به ذخیرهسازی ندارند و انرژی مازاد را به شبکه میفرستند.
• نیاز به ذخیرهسازی در سیستمهای مستقل از شبکه و هیبریدی: این نوع طرحها بهطور معمول برای استفاده در شب یا روزهای ابری به باتریها یا سایر سیستمهای ذخیرهسازی انرژی نیاز دارند.
• عدم نیاز به ذخیرهسازی در سیستمهای متصل به شبکه: در این سیستمها انرژی اضافی به شبکه ارسال میشود، بنابراین نیازی به ذخیرهسازی انرژی ندارند.
سیستمهای خورشیدی متصل به شبکه معمولاً هزینه کمتری دارند و برای شهرها و مناطق صنعتی مناسبتر هستند، زیرا نیازی به سرمایهگذاری زیاد برای ذخیرهسازی ندارند. در مقابل، طرحهای مستقل از شبکه هزینههای بالاتری دارند، اما در مناطقی که دسترسی به شبکه برق وجود ندارد، از لحاظ اقتصادی بهصرفهتر هستند.
• کمترین هزینه در سیستمهای متصل به شبکه: این سیستمها هزینه نصب پایینتری دارند و برای مناطقی که به شبکه برق متصل هستند، اقتصادیترین گزینه هستند.
• هزینه بالاتر در سیستمهای مستقل از شبکه: این سیستمها به دلیل نیاز به تجهیزات اضافی، مانند باتریها، هزینه نصب بالاتری دارند.
برای انتخاب سیستم خورشیدی مناسب، باید مراحل مختلفی طی شود تا با توجه به شرایط خاص هر منطقه، بهترین گزینه انتخاب شود.
در این مرحله، باید میزان مصرف انرژی در محل مصرف را به دقت محاسبه کرد. این محاسبات شامل نیازهای انرژی در خانهها، کارخانجات، تأسیسات صنعتی و دیگر مکانها است. ارزیابی دقیق نیازهای انرژی میتواند به انتخاب نوع سیستم خورشیدی مناسب کمک کند.
• محاسبه دقیق مصرف انرژی: این کار از طریق بررسی مصرف روزانه و ماهانه لوازم خانگی، ماشینآلات صنعتی، تجهیزات تهویه، سیستمهای گرمایشی و سرمایشی و دیگر دستگاهها صورت میگیرد.
• در نظر گرفتن الگوی مصرف: برای تحلیل دقیقتر، باید الگوی مصرف انرژی در طول روز و ماه بررسی شود. بهویژه در مناطقی که مصرف انرژی با تغییرات فصلی یا نوسانات در ساعات اوج مصرف همراه است، این الگوها باید مدنظر قرار گیرند. این دادهها میتوانند از طریق کنتورهای هوشمند یا بررسی صورتحسابهای برق بهدست آیند.
شرایط جغرافیایی و اقلیمی تأثیر زیادی بر عملکرد و بهرهوری سیستمهای خورشیدی دارند. بنابراین، باید شرایط محلی مانند تابش خورشید، دما، باد و سایر ویژگیهای اقلیمی بهدقت ارزیابی شوند.
• سنجش تابش خورشید: برای انتخاب بهترین نوع پنلها و ظرفیت مورد نیاز، باید میزان تابش خورشید در منطقه خاص اندازهگیری شود. این اندازهگیریها میتواند با استفاده از نرمافزارهای خاص مانند PVsyst یا Global Solar Atlas صورت گیرد که دادههای دقیق تابش خورشید را ارائه میدهند.
• بررسی شرایط اقلیمی: شرایط محیطی مانند دما، بارش، رطوبت، باد، و گرد و غبار میتوانند بر کارایی سیستمهای خورشیدی تأثیر بگذارند. به عنوان مثال، در مناطق با گرد و غبار زیاد، ممکن است نیاز به تمیزکاری مداوم پنلها باشد و در مناطق با دماهای بالای تابستان، کارایی پنلها ممکن است کاهش یابد. ابزارهایی مانند SAM میتوانند در شبیهسازی شرایط اقلیمی و تأثیر آنها بر سیستمها مفید باشند.
در این مرحله، باید بررسی شود که آیا نیاز به ذخیرهسازی انرژی برای استفاده در زمانهای کمتابش خورشید (مثل شب یا روزهای ابری) وجود دارد یا خیر. در صورتی که ذخیرهسازی انرژی ضروری باشد، انتخاب سیستمهای مستقل از شبکه یا هیبریدی پیشنهاد میشود.
• ارزیابی نیاز به باتریها: برای سیستمهای مستقل از شبکه و هیبریدی، استفاده از باتریها یا سیستمهای ذخیرهسازی انرژی ضروری است تا در مواقع کمتابش خورشید بتوان انرژی مورد نیاز را تأمین کرد. این گام شامل تحلیل نیاز به ذخیرهسازی و ظرفیت باتریها میشود. انتخاب نوع باتریها (مانند لیتیوم-یون یا سرب اسید) و ارزیابی عمر مفید آنها نیز در این مرحله انجام میشود.
• نیاز به پشتیبانی از شبکه: اگر شبکه برق در منطقه موجود باشد، سیستمهای متصل به شبکه میتوانند بدون نیاز به ذخیرهسازی انرژی، برق مازاد تولیدی را به شبکه ارسال کنند. این باعث میشود که هزینه نصب و نگهداری سیستمها کاهش یابد و سیستم بهطور مستقیم از شبکه برق استفاده کند.
انتخاب سیستم خورشیدی بر اساس بودجه اولیه و تمایل به سرمایهگذاری میتواند متفاوت باشد. سیستمهای متصل به شبکه کمترین هزینه را دارند، در حالی که سیستمهای مستقل و هیبریدی مزایای بیشتری از لحاظ استقلال انرژی دارند.
• انتخاب سیستم بر اساس هزینه: بسته به بودجه و تمایل به سرمایهگذاری، سیستمهای متصل به شبکه کمترین هزینه را دارند، در حالی که سیستمهای مستقل و هیبریدی با وجود هزینه بالاتر، مزایای بیشتری از لحاظ استقلال انرژی ارائه میدهند.
• هزینههای نگهداری: سیستمهای متصل به شبکه هزینه نگهداری کمتری دارند. در مقابل، سیستمهای مستقل و هیبریدی به دلیل باتریها، نیاز به نگهداری و تعویض دارند.
• بازده اقتصادی: سیستمهای متصل به شبکه از فروش برق به شبکه درآمد ایجاد میکنند و برای مناطق شهری مناسبتر هستند. سیستمهای مستقل و هیبریدی برای مناطقی که به شبکه دسترسی ندارند یا قطعی برق دارند، اقتصادیترند.
• مدت زمان بازگشت سرمایه (ROI): سیستمهای متصل به شبکه به دلیل هزینه کم و درآمد از فروش برق، معمولاً بازگشت سرمایه سریعتری دارند.
سیستمهای خورشیدی در کشور به سه نوع اصلی متصل به شبکه (On-Grid)، مستقل از شبکه (Off-Grid) و هیبریدی (Hybrid) تقسیم میشوند. انتخاب هر یک از این سیستمها به عواملی نظیر شرایط جغرافیایی، نیاز به ذخیرهسازی انرژی، هزینهها و دسترسی به شبکه برق بستگی دارد.
سیستمهای متصل به شبکه برای مناطق شهری با دسترسی آسان به شبکه برق و هزینه کمتر مناسب هستند. سیستمهای مستقل از شبکه برای مناطقی که به شبکه برق دسترسی ندارند یا در آنها قطعی برق زیاد است، بهترین گزینهاند. سیستمهای هیبریدی نیز ترکیبی از این دو نوع سیستم بوده و در مناطقی که قطع برق مکرر دارند، کاربرد دارند.
مراحل انتخاب سیستم خورشیدی شامل تحلیل دقیق نیازهای انرژی، بررسی شرایط اقلیمی و جغرافیایی، ارزیابی نیاز به ذخیرهسازی انرژی و در نهایت انتخاب سیستم متناسب با بودجه و شرایط اقتصادی است.
ارسال نظر
آموزش خورشیدی 
خبرهای مرتبط
