آیا پنل خورشیدی می تواند در روز ابری نیز کار کند؟

انرژی خورشیدی به صورت رسمی تبدیل به ارزان ترین منبع تولید انرژی پاک شده است و این را ممنون سرعت سریع توسعه تکنولوژی در این زمینه هستیم. اساس کار نیروگاه های خورشیدی، تبدیل انرژی موجود در نور خورشیدی به انرژی الکتریکی است که این کار توسط سلول های خورشیدی موجود در پنل خورشیدی صورت می گیرد. انرژی تولید شده توسط نیروگاه خورشیدی به پارامتر های مختلف مانند شرایط جغرافیایی وابسته است. یکی از این پارامتر های مهم، شرایط آب و هوایی است که تاثیر مهمی در مجموع تولید انرژی الکتریکی دارد. به عنوان مثال حرکت ابر ها در طول یک روز می تواند مقدار خروجی را به طرز چشمگیری افزایش دهد.

برای فهمیدن تاثیر ابر ها بر روی توان خروجی نیروگاه خورشیدی، اول همه نیاز به فهمیدن عملکرد پنل خورشیدی است. تابش خورشید، توسط اجزای جو زمین، جذب، پراکنده و منعکس می شود که سلول های خورشیدی داخل یک پنل خورشیدی آن ها را جذب و تبدیل به انرژی الکتریکی می کند. میزان تشعشعات وارد شده به اتمسفر زمین نسبت به فضای بیرونی کمتر است و به صورت زیر دسته بندی می شود:

پارامتر Global Horizontal Irradiance (GHI)

مقدار کل تابش عمودی که بر سطح می آید که سطح در اینجا زمین یا پنل خورشیدی است که به صورت موازی با زمین نصب شده است و تابش خورشید در یک خط مستقیم از سمت خورشید می آید.

پارامتر Diffuse Horizontal Irradiance (DHI)

مقدار کل تابش خورشید که در مسیر مستقیم از خورشید نمی رسد که توسط ابر ها و ذرات در جو پراکنده می شود و به طور مساوی از همه جهات می آید.

پارامتر Global Tilted Irradiance (GTI)

نشان دهنده تابش است که روی یک سطح کج می افتد. سطح کج در اینجا نشان دهنده پنل خورشیدی است که در یک زاویه بهینه نصب شده است.

Albedo

سطح Albedo به تابش خورشیدی منعکس شده از زمین اشاره دارد.

روزهای ابری می تواند تاثیر مهمی در تولید انرژی الکتریکی نسبت به روز هایی با آب و هوای صاف داشته باشند و بدون شک پنل خورشیدی در روزهای ابری نیز می تواند انرژی الکتریکی تولید نماید اما قطعا در این شرایط توان خروجی به طرز چشمگیری کاهش می یابد.

تحقیقات نشان می دهد انواع هوای ابری متفاوت می تواند تاثیرات متفاوتی در توان خروجی داشته باشد و بر اساس ارتفاع ابر می توان ابر ها را به سه نوع زیر کلاس بندی نمود:

هوای کاملا صاف و بدون ابر
هوای ابری ضعیف با ابرهایی با فاصله ۲ کیلومتر از سطح زمین
هوای ابری معمولی با ابرهایی با فاصله ۲ تا ۷ کیلومتر
هوای ابری شدید با ابرهایی با فاصله ۵ تا ۱۳ کیلومتر از سطح زمین که بیشتر سطح آسمان را فرا گرفته است.

مقدار کل تابش و توان خروجی در ماه های اکتبر تا ژانویه برای یک نیروگاه خورشیدی کوچک با ۹ پنل خورشیدی و فضای اشغال شده 11.25 متر مربع جمع آورش شده است و این اطلاعات نشان می دهد هوای ابری تاثیر بسزایی در خروجی نیروگاه خورشیدی داشته است.

تاثیر لبه ابر یا Cloud Edge Effect

گاهی اوقات ممکن است توان خروجی در روز نیمه ابری نسبت به روز کاملا افتابی بیشتر باشد. این اتفاق به دلیل تاثیر لبه ابر است که در این شرایط به نظر می رسد نور خورشید پس از عبور از لبه ابر به صورت متمرکز تر به صفحه خورشیدی تابیده می شود و در نتیجه توان خروجی افزایش می یابد. این پدیده به صورت کاملا دقیق توسط دانشمندان درک نشده است اما تاثیر آن قابل رویت است.

جمع بندی
به نظر می رسد پنل خورشیدی از نوع مونوکریستال می تواند عملکرد بهتری در آب و هوای ابری داشته باشد اما این مورد به تایید رسمی بسیاری از کمپانی ها نرسیده است اما در مقابل قیمت این نوع سلول ها بیشتر است. همچنین تکنولوژی هایی چون پرک، هاف سل و تاپ کان روانه بازار شده است که تفاوت چندانی بین آن ها در آب و هوای ابری وجود ندارد و صرفا جهت افزایش راندمان پنل و کاهش هزینه های تولید است. اما به طور کلی تاثیر هوای ابری مسئله نگران کننده ای در تولید برق خورشیدی نیست و بسیاری از پنل های خورشیدی در آب و هوای نیمه ابری بیش ۵۰ درصد خروجی می دهند.

جهت مطالعه نوشته های مرتبط با برق خورشیدی می توانید به مجله آموزشی سولارنیرو مراجعه نمایید. در این بخش تلاش شده تا به به روز ترین تکنولوژی ها و محصولات حوزه برق خورشیدی پرداخته شود.