آموزش برق خورشیدی – قسمت پنجم – آشنایی با برق خورشیدی

امروزه یکی از روش های اصلی و مهم تر تولید کلان برق، برق خورشیدی یا نیروگاه برق خورشیدی است. اساس هر نیروگاه برق خورشیدی پنل خورشیدی است که انرژی موجود در نور خورشید را به انرژی الکتریکی تبدیل می کند. پنل خورشیدی ثابت و بدون قطعه متحرک است. سطح پنل خورشیدی را سلول های خورشیدی تشکیل داده اند. این سلول ها از مواد نیمه هادی و معمولا از جنس سیلیکون هستند. با برخورد نور خورشید به سلول های سیلیکونی، انرژی موجود در نور خورشید موجب آزاد شدن الکترون های درون سیلیکون شده و با حرکت جهت دار آن ها، جریان الکتریکی تولید می شود.

به طور معمول نیروگاه خورشیدی از پنل خورشیدی، سازه نگهدارنده پنل خورشیدی و مبدل برق (اینورتر) تشکیل می شود و فقط ساعاتی از روز که آفتاب در دسترس است، برق تولید می کند. نوع دیگری از نیروگاه خورشیدی به منظور بهره برداری از برق خورشیدی در ساعات تاریک شبانه روز نیز وجود دارد که در آن از باتری برای ذخیره سازی انرژی استفاده می شود.

نیروگاه خورشیدی را می توان بر اساس ارتباط با شبکه برق شهر به دو دسته زیر تقسیم بندی نمود:

1. نیروگاه خورشیدی متصل به شبکه یا On Grid Solar Power Station
2. نیروگاه خورشیدی جدا از شبکه یا Off Grid Solar Power Station

نیروگاه خورشیدی متصل به شبکه

این نوع نیروگاه بیشتر در ظرفیت بالا و به منظور تامین بخشی از انرژی شبکه برق سراسر مورد استفاده قرار می گیرد. برق در این مدل از نیروگاه توسط پنل خورشیدی تولید و سپس توسط اینورتر متصل به شبکه، با برق شهر تطبیق داده می شود. همانطور که از نام این نیروگاه مشخص است، خروجی نیروگاه به شبکه سراسر برق وصل می شود و درصورت قطع شدن شبکه سراسر، به دلیل مسائل حفاظتی، خروجی آن نیز قطع می شود.

در نیروگاه متصل به شبکه به طور معمول از باتری استفاده نمی شود اما در برخی سیستم ها امکان استفاده از باتری نیز امکان پذیر است. برای مثال در برخی کشور ها، هزینه برق مصرفی در ساعات پیک مصرف بیشتر است که باتری ها در این حالت فعال می شوند. اما نیروگاه های خورشیدی اجرا شده در ایران غالبا بدون باتری هستند.

نیروگاه خورشیدی جدا از شبکه

نیروگاه های خورشیدی جدا از شبکه به طور معمول دارای باتری نیز هستند تا بتوانند انرژی الکتریکی وسایل الکتریکی در تمامی ساعات از شبانه روز تامین شود. البته برخی از این نیروگاه ها با کاربری خاص، امکان تامین انرژی الکتریکی را بدون باتری دارند. برای مثال می توان به پمپ آب خورشیدی روزکار اشاره نمود.

از معروف ترین نیروگاه های برق خورشیدی جدا از شبکه می توان به پکیج های خانگی و ویلایی، پکیج تامین برق تجهیزات مخابراتی، پکیج برق اضطراری و … اشاره نمود.

قدرت نیروگاه های خورشیدی

در گذشته به دلیل هزینه بالا و همچنین راندمان پایین پنل خورشیدی، امکان اجرای نیروگاه در ابعاد بزرگ امکان پذیر نبود اما امروزه با اجرای نیروگاه های مگاواتی و همچنین گیگاواتی، امکان تامین برق یک یا چند شهر توسط نیروگاه خورشیدی امکان پذیر است. همچنین بسیاری از تاسیسات الکتریکی دور از دسترس برق شهر مانند تجهیزات مخابراتی در بیابان ها، انرژی الکتریکی خود را از پنل خورشیدی دریافت می کنند.

تنها محدودیت های سر راه نیروگاه خورشیدی، هزینه و ابعاد است که روز به روز بهینه تر و بهتر می شود.

طول عمر نیروگاه خورشیدی

خوشبختانه به دلیل نبود قطعات مکانیکی در نیروگاه برق خورشیدی، طول عمر تجهیزات این نیروگاه ها بالا بوده و پنل خورشیدی که اصلی ترین قطعه به حساب  می آید، دارای طول عمر بالای 20 سال است. در نیروگاه برق خورشیدی جدا از شبکه، به دلیل استفاده از باتری، طول عمر باتری تا حدی پایین بوده و معمولا بین 3 تا 7 سال است.