تامین برق باغ و ویلا توسط انرژی خورشیدی

شاید در بسیاری از کشورها و شهرهای خودمان دیده باشید که با استفاده از پنل‌های خورشیدی برق تولید می‌کنند. برق خورشیدی از نور و انرژی خورشید به دست می‌آید و این پنل‌ها که در ابعاد مختلف ساخته می‌شوند، می‌توانند با تبدیل نور خورشید، فوتون‌ها یعنی ذرات انرژی‌دار را به الکتریسیته تبدیل نمایند. از پنل خورشیدی استفاده‌های بسیاری می‌شود که یکی از مهم‌ترین آن‌ها تامین برق سیستم‌های الکتریکی خورشیدی خانگی و تجاری و صنعتی می‌باشد. ما در این مطلب سعی داریم به طور کامل به تاریخچه، چیستی و چگونگی عملکرد پنل‌های برق خورشیدی اشاره کنیم تا اگر شما تصمیم به خرید و تامین تجهیزات برق خورشیدی را دارید بدانید به چه نکات و مواردی در این زمینه باید توجه کنید. در انتها نیز مجموعه‌ای را به شما معرفی خواهیم کرد که می‌تواند صفر تا صد تامین، نصب و راه‌اندازی برق خورشیدی و همچنین احداث نیروگاه خورشیدی صنعتی و خانگی و .. را به انجام رساند.

برق خورشیدی چیست؟

در بیشتر مناطق و شهرهایی که از تابش نور آفتاب در اغلب فصول سال بهره‌مندند می‌توان با قرار دادن صفحات یا همان پنل خورشیدی نور خورشید را دریافت کرده و از آن برق خورشیدی به دست آورد. در این دستگاه‌ها، ماژول‌ها یا اثر فوتوولتائیکPV  قادر است برق را از نور خورشید تولید ‌کرده و انرژی لازم را برای شبکه برق تامین نمایند.

اگر بخواهیم به تاریخچه استفاده از انرژی خورشیدی اشاره کنیم باید گفت اثر فتوولتائیک در سال 1839 توسط فیزیکدان فرانسوی ادموند بکرل Alexandre-Edmund Becquerel کشف شد که با استفاده از آن سلول‌های PV امکان تولید انرژی از انرژی موجود در فوتون های نور خورشید را داشتند، اما در آن زمان از انرژی خورشیدی برای تولید بخار آب استفاده می‌شد که می‌توانستند از بخار بدست آمده جهت تامین انرژی و راه‌اندازی ماشین‌های مختلف استفاده نمایند. چند سال بعد چارلز فریت در سال 1893 با کمک گرفتن از کشف بکرل اولین سلول خورشیدی را به وجود آورد که این ورقه‌های نازک از جنس طلا و آغشته به سلنیوم ساخته شده بود. بعدها راسل اُهل آمریکایی اولین سلول خورشیدی سیلیکونی دنیا را تولید کرد.

در آن زمان از این پنل‌ها در دستگاه‌های ماشین حساب استفاده می‌شد که وقتی در برابر نور قرار می‌گرفتند امکان استفاده از آن‌ها فراهم می‌شد. اما سلول‌های برق خورشیدی که امروزه مورد استفاده قرار می‌گیرند جهت شارژ شدن تجهیزات گسترده‌تری به کار می‌روند که در ادامه بیشتر به این موارد اشاره خواهیم کرد.  

شرکت برق خورشیدی چه خدماتی را ارائه می‌کند؟

همان طور که پیشتر اشاره کردیم امروزه در بسیاری از کشورهای دنیا استفاده از سیستم‌های برق خورشیدی یا برق سولار بسیار متداول شده است، زیرا این پنل‌ها را می‌توان در هر مکانی و بدون نیاز به شبکه برق، نصب کرده و انرژی الکتریکی مورد نیاز را بدست آورد. به این ترتیب مناطقی که از شبکه‌های برق دور هستند با استفاده از این دستگاه می‌توانند نیاز خود را در تامین انرژی الکتریکی توسط power solar برآورده نمایند. شرکت‌های برق خورشیدی می‌توانند با تامین و نصب و راه‌اندازی پمپ و سلول خورشیدی کمک کنند تا برق مورد نیاز در این مناطق تامین گردد. از ویژگی‌های نصب تجهیزات برق خورشیدی می‌توان به سادگی نصب، طول عمر بالا، هزینه‌های نگهداری پایین و عدم وابستگی به برق شبکه اشاره کرد که از مزیت‌های آن محسوب می‌شود.

شرکت برق خورشیدی که در این زمینه فعالیت دارند می‌توانند از نصب و راه‌اندازی برق خورشیدی گرفته تا تامین و فروش تجهیزات برق خورشیدی انواع خدمات را به مشتریان ارائه نمایند. همچنین شرکت‌های فعال در زمینه تامین برق خورشیدی قادرند عملیات احداث نیروگاه‌ برق خورشیدی جهت تولید برق و فروش به وزارت نیرو (ساتبا) را نیز به انجام رسانند. در حال حاضر دولت تمایل دارد خرید انرژی را از نیروگاه‌های تجدیدپذیر انجام دهد زیرا با توجه به قیمت برق خورشیدی این نوع معامله توانسته به معامله‌ای دو سر برد برای طرفین تبدیل شود. ما در ادامه به معرفی بخش‌های مختلف یک نیروگاه برق خورشیدی خواهیم پرداخت. اما پیش از آن لازم است ببینیم پنل‌های خورشیدی بهتر است در کجا قرار گرفته و نصب و راه‌اندازی شوند تا بتوانند بهترین کارایی را داشته باشند.

بهتر است پنل خورشیدی در کجا نصب شود؟

می‌دانید که وجود سایه، ابرهای پر و متراکم و همچنین سایر موانع می‌تواند در دریافت نور توسط پنل‌های خورشیدی اختلال ایجاد نماید. بنابراین بهتر است پنل‌ها رو به جنوب و با حداکثر شیب ممکن جهت کاهش سایه فعلی و آینده نصب گردد. ویژگی پنل‌های خورشیدی به این صورت است که می‌توانند از از فوتون‌های موجود در نور روز و نه از نور مستقیم خورشید، الکتریسیته تولید نمایند. بنابراین لازم نیست که حتما پنل‌ها زیر نور مستقیم خورشید نصب شوند. به عنوان مثال یک سیستم برق خورشیدی که به طور ثابت روی بام نصب شده باشد باید از زاویه‌ای برابر با عرض جغرافیایی محل نصب یعنی بین 30 تا 45 درجه بهره‌مند باشد.

یک پنل خورشیدی می‌تواند نهایت تا 30 سال دوام آورد، اما این موضوع به آن معنا نیست که از کار می‌افتند بلکه میزان تولید انرژی آن‌ها ممکن است تا حدودی کاهش یابد.

نیروگاه خورشیدی از چه بخش‌هایی تشکیل می‌شود؟

پیش از معرفی بخش‌های مختلف یک نیروگاه خورشیدی لازم است به این نکته اشاره کنیم که در حال حاضر از انرژی حرارتی خورشید می‌توان برای مصارف خانگی، صنعتی و نیروگاهی استفاده کرد و یا پرتوهای خورشید را با استفاده از تجهیزاتی به نام فتوولتائیک به الکتریسیته تبدیل نمود. اجزای اصلی یک نیروگاه خورشیدی را موارد زیر تشکیل می‌دهد. 

پنل‌ یا پک خورشیدی که در حال حاضر تولید می‌شوند ساختار مدرنی دارند و از سلول‌های سیلیکونی و یا همان طور که پیشتر اشاره کردیم از سلول‌های فتوولتائیک PV تشکیل یافته‌اند که می‌توانند به طور مستقیم برق را از نور خورشید تولید کنند. سلول‌های PV در یک پانل خورشیدی به هم ارتباط دارند و با استفاده از کابل‌هایی که برای آن در نظر گرفته شده به پانل‌های مجاور وصل می‌شوند.

سلول خورشیدی یا Solar Cell یک قطعه الکترونیکی است که نور خورشید را دریافت کرده و آن را به برق تبدیل می‌کند. هر سلول ابعاد نسبتا کوچکی به اندازه یک کف دست دارد که دارای رنگ سیاه مایل به آبی می‌باشد. از پیوند سلول‌های خورشیدی ماژول خورشیدی به دست آمده که این‌ها نیز در کنار هم پنل خورشیدی را به وجود می‌آورند.

یک نکته مهم در اینجا لازم به ذکر است که پنل‌های خورشیدی می‌توانند در آب و هوای ابری نیز انرژی برق تولید نمایند اما مقدار انرژی بستگی به ضخامت و ارتفاع ابرها دارد که نشان می‌دهد آیا نور می‌تواند عبور نماید یا خیر. به این ترتیب در نظر گرفتن این امر برای مکان نصب پنل نیاز است تا بتوان جهت قرارگیری و زاویه شیب پنل‌های خورشیدی را تنظیم نمود. در حال حاضر در دو نوع پنل مونو کریستال و پنل پلی کریستال تولید می‌شوند که طبیعتا هر دو می‌توانند از نور خورشید تولید برق نمایند. اما بین این دو تفاوتی اساسی وجود دارد که این تفاوت در خصوص سلول خورشیدی‌های آن‌ها است.

صفحات پنل مونو کریستال از نوع سیلیکون ساخته شده‌اند، در حالی که صفحات خورشیدی پلی کریستال دارای سلول‌هایی سیلیکونی هستند که با هم ذوب شده‌اند. سلول مونو کریستال از کارایی بیشتری برخوردار است درحالی که پنل پلی کریستال از چندین منبع سیلیکونی مخلوط شده‌اند و به نسبت کارایی کمتری دارند.

بخش مهم دیگر پنل‌های خورشیدی را اینورتر inverter آن تشکیل می‌دهد. پنل خورشیدی می‌تواند برق DC تولید کند که لازم است برای استفاده در خانه و یا سایر کسب و کارها به برق متناوب AC تبدیل شود. این نقش را اینورتر خورشیدی ایفا می‌کند. در یک سیستم میکرو اینورتر، هر پانل خورشیدی دارای یک میکرو اینورتر است که در قسمت پشت پنل وصل شده است. برق AC از اینورتر به سوئیچینگ فرستاده شده و از آن به دستگاه‌های خانگی و .. که نیاز به برق دارند فرستاده می‌شود. در دستگاه‌های آف گرید offgrid شما می‌توانید برق تولید شده اضافی را صادر کرده و یا آن را برای استفاده‌های بعدی داخل یک باطری خورشیدی ذخیره نمایید.

در حال حاضر قابلیت‌های استفاده از برق خورشیدی تا اندازه‌ای رشد پیدا کرده که شما می‌توانید با نصب پنل خورشیدی، آب مورد نیاز خود را توسط پمپ خورشیدی تامین نمایید. عملکرد سیستم پمپ خورشیدی به این صورت است که برق مورد نیاز آن توسط یک یا چند صفحه خورشیدی تأمین می‌شود. پمپ با الکتریسیته تولید شده توسط پنل می‌تواند به راحتی کار کرده و آب را از داخل مخازن، چاه‌ها و .. بیرون بکشد و برای استفاده‌های خانگی و کشاورزی و ... در اختیارتان قرار دهد.

نحوه نصب سیستم خورشیدی

پیشتر اشاره کردیم که برای تامین برق خورشیدی می‌توان پنل‌های آن را در مناطقی که از نور خورشید به اندازه کافی بهره‌مندند نصب کرد. پنل‌های خورشیدی دارای دو نوع پنل پرتابل خورشیدی و ثابت هستند که نوع پرتابل آن همان طور که از نامش پیداست قابل حمل و نقل بوده و می توان در هر جایی برای تامین برق از آن ها استفاده کرد. اما پنل خورشیدی ثابت دارای قطعات و قسمت‌هایی است که باید در یک جای مشخص مانند بام خانه نصب و ثابت شود و تا زمانی که بتواند نور لازم را دریافت کند و دچار نقص فنی نشود قادر است به مدت حداقل 25 تا 30 سال از تولید برق آن‌ها استفاده کرد. طرح نیروگاه خورشیدی و نحوه نصب آن به محیطی که در آنجا نصب می‌شود بستگی دارد. برای نصب پنل خورشیدی روی سقف خانه یا محیط کار و .. لازم است فضایی کارآمدتری را در نظر گرفت تا پنل‌ها بتوانند برق بیشتری را تولید نمایند.

در اولین مرحله لازم است پایه‌های نگهدارنده پنل برق خورشیدی به خوبی در محل نصب و محکم شود.

در مرحله دوم اینورتر با استفاده از سیم و کابل به پنل متصل شده که همان طور که اشاره کردیم می‌تواند برق DC را به جریان برق متناوب AC تبدیل کند.

بخش دیگری از فرایند راه‌اندازی برق خورشیدی به استفاده از شارژ کنترلر بستگی دارد. با استفاده از این وسیله می‌توان ولتاژ و جریان خروجی را از پنل خورشیدی کنترل کرد تا باتری‌ها دچار آسیب نشوند. شارژ کنترلر کمک می‌کند از بیشتر شارژ شدن باتری و یا تخلیه کامل آن جلوگیری شود. به طورکل برای نصب یک سیستم خورشیدی 3 کیلوواتی استاندارد نیاز است 20 پنل خورشیدی در مکانی که برای آن تدارک دیده شده است نصب گردد که معمولا بین 1 تا 3 روز زمان نیاز است تا فرآیند نصب و راه‌اندازی به اتمام برسد.

برای تشخیص و محاسبه تعداد پنل‌های مورد نیاز نیز لازم است با ضرب کردن میزان ساعت انرژی مورد نیاز خانگی خانوار خود در ساعت‌های اوج تابش خورشید برای منطقه خود و تقسیم آن بر اساس یک تابلو، تعداد پنل‌های خورشیدی را محاسبه کنید. به عنوان مثال برای تولید برق خورشیدی در یک باغ یا ویلا لازم است میزان برق مصرفی خود را نسبت به روزهایی که در ویلا حضور دارید در نظر بگیرید. به طوری که چنانچه به طور دائم در آن جا حضور ندارید نیاز نیست برای تامین برق خورشیدی هزینه زیادی انجام دهید.

آیا نصب سیستم سولار یا برق خورشیدی صرفه اقتصادی دارد؟

این سوال ممکن است برای خیلی از افرادی که قصد نصب پنل خورشیدی و تولید برق را دارند پیش آید که آیا در قبال هزینه‌ای که می‌شود، این امر ارزش و صرفه اقتصادی دارد یا خیر؟ در پاسخ باید گفت اگر شما در منطقه‌ای زندگی می‌کنید که دسترسی به برق ندارید و یا دائما با قطعی برق مواجه هستید و این مسئله دسترسی شما را به دستگاه‌ها و امکاناتی که با برق کار می‌کنند، مختل کرده است، می‌توانید به راحتی از این روش استفاده کرده و علاوه بر تامین نور منزل خودتان با این کار در مصرف سوخت‌های فسیلی نیز صرفه جویی کرده و از انرژی پاک استفاده نمایید.

تعرفه خرید برق نیروگاه خورشیدی

در بخش‌های قبلی اشاره کردیم که چنانچه با استفاده از پنل‌های خورشیدی، برق خورشیدی تولید شود بخشی از آن می‌تواند به مصرف خانگی و صنعتی و .. رسیده و مازاد آن به فروش رسد. وزارت نیرو یا ساتبا علاوه بر خرید برق، می‌تواند در صورت نیاز متقاضی در انتخاب تجهیزات، مشخصات تجهیزات و انتخاب پیمانکار به افرادی که مایلند اقدام به تولید برق خورشیدی نمایند مشاوره دهد.

شرکت آراپل

شرکت آراد ارتباط پایدار لارین با نام تجاری آراپل در حوزه انرژی و تولید برق خورشیدی کرج با استفاده از پنل‌های خورشیدی در استان البرز فعالیت دارد و می‌تواند خدمات خود را در اختیار بخش های خانگی، خصوصی و دولتی قرار دهد. از جمله فعالیت‌های آراپل می‌توان به بازدید و ارائه مشاوره از محلی که قرار است پنل خورشیدی در آن نصب شود اشاره کرد. دیگر آن که این مجموعه طراحی و محاسبات لازم را انجام داده و با در نظر گرفتن موقعیت جغرافیایی و آب و هوایی می‌تواند بهترین شرایط را برای احداث نیروگاه خورشیدی و بیشتر کردن بازدهی سیستم‌های برق خورشیدی در نظر گیرد.

در مرحله بعد آراپل می‌تواند تامین تجهیزات برق خورشیدی اعم از انواع پنل‌ها، اینورتر و شارژ کنترلر و همچنین نصب و راه‌اندازی و .. را بر عهده گیرد. از مهم‌ترین خدمات و فعالیت‌های آراپل نیز می‌توان به خرید برق تولیدی توسط وزارت نیرو ساتنا اشاره کرد. به این ترتیب نیروگاه‌ برق خورشیدی در مقیاس‌‎های کوچک خانگی، متوسط و بزرگ و صنعتی می‌توانند علاوه بر تامین نیاز برق خود، مازاد آن را به فروش رسانده و از آن کسب درآمد نمایند.