نیروگاه خورشیدی متصل به شبکه ( On-Grid )
Warning: Parameter 2 to __search_by_title_only() expected to be a reference, value given in /home/buildi/domains/buildingplus.ir/public_html/wp-includes/class-wp-hook.php on line 286
Warning: Parameter 2 to __search_by_title_only() expected to be a reference, value given in /home/buildi/domains/buildingplus.ir/public_html/wp-includes/class-wp-hook.php on line 286
در این نوشته نیروگاه خورشیدی خانگی متصل به شبکه را معرفی نموده و در مورد اجزای اصلی نیروگاه خورشیدی خانگی مطالبی بیان می شود. همچنین نحوه عملکرد هر کدام از اجزا مورد بررسی قرار می گیرد و در مورد استفاده و نصب نیروگاه متصل به شبکه نکاتی ارائه می شود.
نیروگاه خورشیدی چگونه کار می کند
این نوع سیستم خورشیدی خانگی که رایج ترین نوع سیستم فتوولتائیک می باشد ، به عنوان تولید پراکنده و ابزار تعاملی برای بالا بردن قابلیت اطمینان شبکه برای تامین تمام یا بخشی از توان خانه به صورت جزیره ای شناخته و استفاده می شود. این نیروگاه های خانگی ، برق خورشیدی را تولید و مازاد را به شبکه سراسری انتقال می دهند. پنل های خورشیدی خانگی و اینورتر قدرت ( مبدل ) از مهمترین اجزای تشکیل دهنده نیروگاه خورشیدی خانگی متصل به شبکه می باشد. اگر خانه یا ساختمانی دور افتاده باشد و به شبکه برق سراسری متصل نباشد ، آنگاه به باتری نیز برای تامین توان در هنگام شب یا هوای ابری نیاز می باشد.
هنگامی که نور خورشید به پنل خورشیدی می تابد ، سلول های خورشیدی با استفاده از اثر فتوولتائیک ، یک جریان مستقیم DC را تولید می کنند و این برق DC به وسیله اینورتر قدرت به برق شهری یا متناوب خانگی تبدیل می شود و این فرآیند هر روز به صورت خودکار اتفاق می افتد.
پنل فتوولتائیک بر روی سقف خانه
زمانی که سیستم نیروگاه خورشیدی خانگی برق بیشتری از مقدار مصرف خانه تولید نماید ، آنگاه برق مازاد به شبکه برق سراسری انتقال می یابد. همچنین توان تولیدی مازاد توسط کنتور برق محاسبه می شود و در آخر هر ماه پول تولید برق از طرف اداره برق منطقه ای پرداخت می گردد. علاوه بر آن اگر تولید برق کمتر از مقدار مصرف باشد ، آنگاه توان مورد نیاز مصرف کننده از شبکه دریافت می شود و این عمل توسط اینورتر انجام می گیرد. این فرآیند تولید یا مصرف توان الکتریکی توسط اینورتر اندازه گیری خالص می شود و در صورت حساب هر ماه محاسبه می شود. اگر تولید در یک ماه بیش از مصرف باشد ، اداره برق موظف به پرداخت می گردد و یا این اعتبار را در ماه های آینده نگه می دارد.
پنل های خورشیدی خانگی
انتخاب نوع سیستم خورشیدی ( On-grid یا Off-grid )
سیستم های خورشیدی متصل به شبکه ارزانتر از سیستم خورشیدی منفصل از شبکه می باشد زیرا آنها نیاز به باتری های ذخیره سازی ندارند. همچنین در سیستم های مستقل از شبکه ، محدودیت مصرف برق و نگرانی های عمر باتری و نیاز اساسی به شارژ کنترلر احساس می شود.
باتری هایی که در سیستم خورشیدی خانگی مستقل از شبکه برای تامین برق شب یا در زمان های دیگر که پنل خورشیدی برق تولید نمی کند ، می تواند بسیار گران باشد و همچنین این نوع باتری ها نیاز به تعمیر و نگهداری منظم و دوره ای دارند که هزینه جاری سیستم خورشیدی را بسیار افزایش می دهند. باتری در سیستم مستقل از شبکه ، عمر کوتاه تری نسبت به اجزای دیگر نیروگاه خورشیدی خانگی دارد و این به این معنی است که در طول زمان نه تنها به هزینه جاری سیستم افزوده می شود ، بلکه باتری ها به طور منظم جایگزین می شوند و هزینه بسیار بالا می رود.
مهمترین مزیت سیستم متصل به شبکه نسبت به نیروگاه خورشیدی مستقل از شبکه ، فروش و درآمد نیروگاه خورشیدی خانگی می باشد. فروش برق به شبکه سراسری و امکان افزایش تولید برق بدن محدودیت در آینده از دیگر مزیت های سیستم نیروگاه خورشیدی متصل به شبکه می باشد.
نیروگاه های خورشیدی متصل به شبکه
شایعترین دلیل نصب نیروگاه خورشیدی خانگی متصل به شبکه ، بازپرداخت زود هنگام سرمایه اولیه و فروش برق مازاد می باشد. هنگامی که سیستم نیروگاه خورشیدی خانگی کار می کند ، بعد از گذشت زمان بازپرداخت انرژی برق تولیدی به صورت رایگان است و هزینه های جاری تعمیر و نگهداری نیز در حد صفر می باشد.
انرژی خورشیدی یک منبع قدرت پاک می باشد. بنابراین استفاده از پنل های خورشیدی خانگی ، وابستگی به سوخت های فسیلی را به صورت عملی و موثر کاهش می دهد و به حفظ محیط زیست و کاهش انتشار گاز های گلخانه ای کمک می کند.
انرژی های تجدیدپذیر
استفاده از پنل های خورشیدی خانگی بر روی پشت بام های ساختمان ها و آپارتمان ها ، باعث افزایش ارزش ساختمان و خانه می شود. بنابراین هنگام فروش خانه در بازار املاک و مستغلات ، سیستم تولید برق خورشیدی خانگی باعث افزایش قیمت و ارزش ملک می شود.
یکی از انگیزه های بزرگ برای نصب سیستم خورشیدی خانگی ، سیاست و برنامه های دولت به همراه مشوق های وزارت نیرو برای سرمایه گذاران در این بخش می باشد. این تعرفه ها و برنامه ها عبارتند از :
- تخفیف مالیاتی به مدت چند سال
- اعطای امتیاز و دیماند برق رایگان
- وام برای احداث نیروگاه خورشیدی خانگی
- خرید تضمینی برق تولیدی مازاد
- مجوز احداث نیروگاه خورشیدی خانگی
طرح توجیهی نیروگاه خورشیدی برای جذب سرمایه گذار در حوزه انرژی تجدیدپذیر
محاسبه مقدار توان تولیدی در سیستم برق خورشیدی خانگی
اندازه گیری مقدار توان تولید برق نیروگاه خورشیدی خانگی به مقدار سرمایه گذاری ، قدرت فیدر اتصالی و مقدار مصرف برق خانه بستگی دارد. برای محاسبه حداقل مقدار تولید برق توسط پنل های خورشیدی خانگی ، باید مقدار توان مصرفی در ماه را که بر روی قبض برق خانه بر حسب کیلووات ساعت نمایش داده می شود را بر 30 تقسیم کنیم و مقدار مصرف توان روزانه را مشخص کنیم. برای محاسبه مقدار توان تولید نیروگاه خورشیدی خانگی به ساعت خورشیدی روزانه منطقه نصب صفحه خورشیدی نیز باید توجه کنیم و در محاسبات میانگین مقدار ساعت خورشیدی روزانه را وارد کنیم. برای طراحی و برآورد هزینه سیستم نیروگاه خورشیدی می توان از یک شرکت مشاوره و طراحی کمک گرفت. هنگامی که مقدار پانل خورشیدی مورد نیاز برای تامین توان خانه بدست آمد ، می توان اجزای دیگر نیروگاه خورشیدی خانگی را طراحی و انتخاب نمود.
اجزای نیروگاه خورشیدی برای تامین توان و قابلیت اطمینان شبکه
اجزای سیستم نیروگاه خورشیدی متصل به شبکه
موارد زیر به غیر از سیم های جریان و کابل ها ، اجزای اصلی یک نیروگاه خورشیدی متصل به شبکه می باشند ، اما در اکثر مواقع این اجزا بستگی به شرایط و موقعیت نصب نیروگاه دارد و ممکن است تغییراتی در طراحی سیستم نیروگاه خورشیدی لحاظ شود. مهمترین اجزای یک نیروگاه خورشیدی خانگی متصل به شبکه عبارتند از :
- پنل یا آرایه های خورشیدی
- پایه یا استراکچر پنل های خورشیدی
- ردیاب یا آفتاب گردان سیستم خورشیدی
- اینورتر قدرت
- کلید ها و فیوز های AC و DC
- جعبه ترکیبی فتوولتائیک
پنل های خورشیدی خانگی
مهمترین جزء سیستم نیروگاه خورشیدی ، پنل فتوولتائیک می باشد که انرژی خورشیدی را جذب و برق DC را تولید می نماید. مقدار مصرف برق مورد نیاز، مساحت در دسترس برای نصب پنل ها و منطقه جغرافیایی محل استقرار نیروگاه خورشیدی بر نوع و ابعاد پنل های خورشیدی انتخابی تاثیر می گذارد. پنل های خورشیدی فتوولتائیک ، از تعداد زیادی سلول به نام سلول های خورشیدی تشکیل شده اند. سلول های خورشیدی حاوی ۲ لایه نازک از سیلیکون به صورت بالا و پایین و بر روی هم ساخته می شوند. از آنجایی که هر سلول خورشیدی مقدار کمی توان تولید می نماید، تعدادی از این سلول های خورشیدی در کنار یکدیگر یک پنل فتوولتاییک و تعدادی از این پنل های خورشیدی در کنار یکدیگر تشکیل یک آرایه PV را می دهند. بنابراین برای تولید برق در مقیاس نیروگاه خورشیدی ، باید آرایه های فتوولتائیک در کنار یکدیگر نصب شوند.
پایه و استراکچر پنل خورشیدی
پایه پنل خورشیدی ( استراکچر پنل فتوولتائیک )
پایه یا استراکچر صفحه خورشیدی ، سازه ای زاویه شکل و شیب دار است که پنل را در مقابل خورشید با زاویه ای مشخص قرار می دهد تا تولید پنل به حداکثر برسد و همچنین در مقابل باد نیز پنل را محافظت کند و ثابت نگه دارد. پنل های خورشیدی با پایه های مختلف می توانند بر روی سقف ، زمین ، دیوار و یا بر روی آب به صورت شناور نصب شوند. جنس استراکچر پنل فتوولتائیک از آلومینیوم یا آهن گالوانیزه است و در مواردی که پانل خورشیدی بر روی سطح آب نصب می شود از پایه های از جنس فوم یا پلاستیک فشرده در استراکچر آنها استفاده می گردد.
ردیاب پنل های خورشیدی خانگی
ردیاب پنل خورشیدی ( جعبه آفتابگردان خورشیدی )
ردیاب خورشیدی نوعی دستگاه دنبال کننده به همراه یک موتور کوچک است که بر روی استراکچر پنل های خورشیدی نصب می شود و در طول روز خورشید را ردیابی می کند تا صفحه خورشیدی در مقابل نور خورشید با بیشترین بازدهی قرار گیرد. ردیاب پنل خورشیدی نوردهی صبح و بعداز ظهر را بسیار افزایش می دهد و در شرایط آب و هوایی می تواند پنل را در زاویه مشخص قرار دهد که سیستم نیروگاه خورشیدی را بهبود بخشد.
البته از دستگاه ردیاب خورشیدی به دلیل بالا رفتن هزینه های تعمیر و نگهداری و سرمایه اولیه به ندرت استفاده می شود و فقط در مواقعی که محدودیت مساحت برای نصب پانل خورشیدی داشته باشیم و مقدار برق مورد نیاز از مساحت نصب در دسترس بیشتر باشد ، آنگاه از این سیستم ردیاب خورشیدی برای افزایش تولید استفاده می شود. الکتروموتوری که برای چرخش استراکچر پنل فتوولتاییک استفاده می شود از نوع موتور جریان مستقیم بوده که از برق DC پنل فتوولتائیک تغذیه می شود.
تامین توان الکتریکی با انرژی خورشیدی
اینورتر نیروگاه خورشیدی ( مبدل قدرت )
اینورتر قدرت ، ترانسفورماتور DC-AC با استفاده از ادوات الکترونیک-قدرت است که برق مستقیم ( DC ) صفحه خورشیدی را به برق متناوب خانگی ( AC ) تبدیل می کند. همانطور که می دانیم سیستم برق مصرفی شهری در ایران ، ۲۲۰ ولت با فرکانس ۵۰ هرتز می باشد در حالی که پنل های خورشیدی خانگی جریان مستقیم یا DC تولید می کنند. بنابراین قبل از اینکه انرژی خورشیدی بتواند استفاده شود یا به ساختمان تغذیه شود ، باید از یک اینورتر عبور کند تا به سیستم متناسب ، برای تامین انرژی الکتریکی ساختمان تبدیل شود. اینورتر های تکفاز خانگی در توان های مختلف ، مطابق با نیاز مصرف کننده در بازار وجود دارند که برق مستقیم انرژی خورشیدی را به برق تک فاز ۲۲۰ ولت با فرکانس ۵۰ هرتز تبدیل می کنند.
کلید های نیروگاه خورشیدی در سطح بزرگ
کلید قطع کن AC ( جدا کردن شبکه )
کلید قطع شبکه AC ، اتصال به شبکه و جریان عبوری بین آرایه خورشیدی و شبکه قدرت را متوقف می کند. این امر برای ایمنی و تعمیر و نگهداری سیستم نیروگاه خورشیدی استفاده می شود. قدرت کلید نیز به قدرت اینورتر و مقدار جریان تولیدی سیستم نیروگاه برق خورشیدی دارد.
فیوز خورشیدی DC در پنل های خورشیدی
برای حفاظت از پنل های خورشیدی در مقابل شبکه ، نوسانات برق ، ایمنی و همچنین برای تعمیر و نگهداری پنل های خورشیدی به صورت جداگانه ، از فیوز خورشیدی سولار استفاده می شود. فیوز های خورشیدی بر روی هر پنل نصب می شوند و هنگامی که برای پاک کردن و تمیز کردن صفحه پنل های خورشیدی اقدام شود ، هر پنل به صورت جداگانه قطع می شود و نیازی به قطع کردن کل سیستم نیروگاه خورشیدی نمی باشد.
جعبه ترکیبی در کنار آرایه های خورشیدی نیروگاه
جعبه ترکیبی سیستم نیروگاه خورشیدی
این جعبه تمام اجزای صفحه خورشیدی را در یک مکان جمع آوری می کند و یک نصب تمیز و زیبا را ارائه می دهد. اجزای جعبه ترکیبی شامل فیوز ها و کلید ها ، ردیاب آفتاب گردان خورشیدی و اینورتر می باشد. همچنین در صورت وجود باتری ، شارژ کنترلر نیز در این جعبه ترکیبی نیروگاه خورشیدی قرار می گیرد. کارایی اصلی جعبه ترکیبی پنل خورشیدی ، محافظت اجزا از گرد ، غبار ، آب و رطوبت با درجه حفاظتی بالا ( IP66 ) می باشد. این جعبه می تواند در روز های بارانی ، از اجزای پنل های خورشیدی خانگی محافظت نماید.
نیروگاه های بزرگ خورشیدی در بیابان ها برای تامین توان
بازگشت سرمایه نیروگاه خورشیدی خانگی متصل به شبکه
مدت زمان لازم برای بازپرداخت سرمایه اولیه نصب نیروگاه را بازگشت سرمایه سیستم خورشیدی می گویند و مشابه بازده سرمایه گذاری می باشد. در طرح توجیهی نیروگاه خورشیدی باید این مسئله به طور دقیق محاسبه شود و بازگشت سرمایه و درآمد نیروگاه خورشیدی در هر سال مشخص و معین باشد. در سیستم های تولید برق خانگی ، مدت زمان بازپرداخت سرمایه اولیه به 7 تا 10 سال می رسد و بعد از این مدت یک انرژی پاک و رایگان در دسترس خواهد بود. همچنین با نصب نیروگاه خورشیدی خانگی ، ارزش ملک و خانه نیز بسیار بیشتر می شود.
منبع : Home Power , Fire Solar
تحریریه کلینیک ساختمان بیلدینگ پلاس
“برداشت از مطالب با ذکر منبع و لینک سایت بیلدینگ پلاس کاری حرفه ای و اخلاقی است”
نظرات کاربران
Warning: Use of undefined constant websima - assumed 'websima' (this will throw an Error in a future version of PHP) in /home/buildi/domains/buildingplus.ir/public_html/wp-content/themes/websima/functions/comments-html.php on line 151
Warning: Use of undefined constant websima - assumed 'websima' (this will throw an Error in a future version of PHP) in /home/buildi/domains/buildingplus.ir/public_html/wp-content/themes/websima/functions/comments-html.php on line 160
Warning: Use of undefined constant websima - assumed 'websima' (this will throw an Error in a future version of PHP) in /home/buildi/domains/buildingplus.ir/public_html/wp-content/themes/websima/functions/comments-html.php on line 162
Warning: Use of undefined constant websima - assumed 'websima' (this will throw an Error in a future version of PHP) in /home/buildi/domains/buildingplus.ir/public_html/wp-content/themes/websima/functions/comments-html.php on line 171
Warning: Use of undefined constant websima - assumed 'websima' (this will throw an Error in a future version of PHP) in /home/buildi/domains/buildingplus.ir/public_html/wp-content/themes/websima/functions/comments-html.php on line 177
Warning: Use of undefined constant websima - assumed 'websima' (this will throw an Error in a future version of PHP) in /home/buildi/domains/buildingplus.ir/public_html/wp-content/themes/websima/functions/comments-html.php on line 179
Warning: Use of undefined constant websima - assumed 'websima' (this will throw an Error in a future version of PHP) in /home/buildi/domains/buildingplus.ir/public_html/wp-content/themes/websima/functions/comments-html.php on line 181
Warning: Use of undefined constant websima - assumed 'websima' (this will throw an Error in a future version of PHP) in /home/buildi/domains/buildingplus.ir/public_html/wp-content/themes/websima/functions/comments-html.php on line 183