راهنمای سرمایه‌گذاران احداث نیروگاه‌های خورشیدی

در جهان امروز، به دلیل محدودیت شدید و افزایش روزافزون قیمت سوخت‌های فسیلی و همچنین تشدید بحران‌های زیست‌محیطی نظیر گرمایش زمین و آلودگی هوا، رویکرد جهانی به سمت استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر تغییر یافته است.
تابش خورشید به عنوان بزرگ‌ترین و در دسترس‌ترین منبع انرژی تجدیدپذیر روی کره زمین شناخته می‌شود؛ به طوری که اگر تنها یک درصد از صحراهای جهان به نیروگاه‌های خورشیدی مجهز شوند، انرژی حاصل از آن برای تأمین کل نیاز سالانه انرژی جهان کافی خواهد بود. به‌طور کلی، برای بهره‌مندی از این منبع بی‌کران انرژی، دو فناوری عمده وجود دارد:

1. سیستم‌های فوتوولتاییک (PV): تبدیل مستقیم نور خورشید به انرژی الکتریسیته بدون نیاز به محرک‌های مکانیکی.
2. سیستم‌های حرارتی خورشیدی (CSP): جذب انرژی حرارتی خورشید و تبدیل آن به انواع دیگر انرژی (مانند بخار برای چرخاندن توربین‌ها) یا استفاده مستقیم از حرارت.

ایران به دلیل قرارگیری در کمربند تابشی جهان، منطقه‌ای فوق‌العاده مستعد برای جذب انرژی خورشیدی است. از این رو، تنظیم سیاست‌ها و راهکارهای کلان کشور باید به گونه‌ای ریل‌گذاری شود که بیشترین بهره‌برداری از این پتانسیل خدادادی صورت گیرد.

پتانسیل‌سنجی انرژی خورشیدی در ایران

ایران با برخورداری از بیش از ۳۰۰ روز آفتابی در بالغ بر دو‌سوم از پهنه سرزمینی خود و با متوسط تابش ۴.۵ تا ۵.۵ کیلووات ساعت بر مترمربع در روز (4.5 – 5.5 kWh/m2/day)، یکی از مستعدترین کشورهای جهان برای توسعه نیروگاه‌های خورشیدی است.

بر اساس نقشه‌های پتانسیل‌سنجی فوتوولتاییک کشور، تقریباً در تمامی نقاط ایران پتانسیل اقتصادی بالایی برای احداث و بهره‌برداری از سیستم‌های خورشیدی وجود دارد، که این امر سرمایه‌گذاری در این حوزه را از لحاظ جغرافیایی بسیار کم‌ریسک می‌کند.

آشنایی با سیستم‌های فوتوولتاییک و اجزای آن

پدیده فوتوولتاییک به فرآیندی اطلاق می‌شود که در اثر تابش نور خورشید به سطح یک نیمه‌هادی، جریان الکتریسیته بدون استفاده از مکانیزم‌های متحرک یا دینامیکی تولید شود. یک سیستم فوتوولتاییک برای کارکرد استاندارد خود از سه جزء اصلی و تجهیزات جانبی تشکیل شده است:

• ماژول (پنل خورشیدی):

هسته اصلی سیستم که وظیفه دریافت فوتون‌های نور خورشید و تبدیل مستقیم آن‌ها به جریان الکتریکی مستقیم (DC) را بر عهده دارد.

• مبدل الکترونیک قدرت (اینورتر):

از آنجا که برق تولیدی پنل‌ها از نوع جریان مستقیم (DC) است، اینورتر وظیفه دارد این جریان را به جریان متناوب (AC) تبدیل کند تا برای شبکه‌های توزیع و مصارف استاندارد قابل استفاده باشد.

• باتری (ذخیره‌ساز):

در سیستم‌های مستقل، وظیفه ذخیره الکتریسیته مازاد تولیدشده در طول روز را دارد تا در زمان‌های عدم تابش (شب یا روزهای ابری) پایداری شبکه را حفظ کند.

• تجهیزات جانبی (Balance of System – BOS):

شامل سازه‌های نگهدارنده (استراکچر)، کابل‌های DC و AC مخصوص، سوئیچ‌های حفاظتی، کلیدهای قطع جریان و سیستم ارتینگ.

طبقه‌بندی سیستم‌های فوتوولتاییک

سیستم‌های فوتوولتاییک بر اساس نوع اتصال و کارکرد به دو دسته کلی تقسیم می‌شوند:

سیستم‌های متصل به شبکه (On-Grid):

این سیستم‌ها به‌طور هم‌زمان و موازی با شبکه برق سراسری کار می‌کنند. برق تولیدی این نیروگاه‌ها مستقیماً به شبکه تزریق شده و بر اساس قراردادهای خرید تضمینی به فروش می‌رسد.

سیستم‌های مستقل از شبکه (Off-Grid):

این سیستم‌ها کاملاً مجزا از شبکه سراسری طراحی می‌شوند و باید توانایی تأمین مستقل بار مصرفی و ذخیره‌سازی انرژی در بانک‌های باتری را برای ساعات پیک یا عدم تابش داشته باشند.