مطالبی چند در رابطه با سیستم های خورشیدی
- Editor
- دی ۲۰, ۱۴۰۳
- ۱۱:۱۷ ق.ظ
- No Comments
برچسب‌ها
سیستم خورشیدی آفگرید
سیستم آفگرید یا منفصل از شبکه زیر مجموعه سیستمهای فتوولتائیک است به این معنی که انرژی دریافتی این سیستم فوتونهای موجود در نور خورشید می.باشد در سیستم آفگرید برق تولیـدی بـه طور کامل برای تامین مصارف شخصی نظیر لامپ یخچال تلویزیون و … استفاده میشود. در این سیستم برق تولیدی توسط صفحات خورشیدی به صورت کنترل شده در باتریها ذخیره شده و توسط یک مبدل به برق قابل مصرف برای تجهیزات AC تبدیل میشود.
باورهای غلط در سیستم فتوولتاییک
خلاف برتصور عموم، بازدهی پنلهای خورشیدی فتوولتاییک با گرما رابطه عکس دارد به این معنی که هر چه سطح پنل خنکتر باشد میزان تولید آن نیز بیشتر است.
آیا هر دو پارامتر ولتاژ و جریان پنل در تقابل با گرما یک رفتار را از خود نشان میدهند؟ سوالی که در اینجا مطرح کردن آن واجب است و پاسخ آن برای شمایی که میخواهید در این حوزه فعالیت کنیـد بـه عنوان یک نکته مهم مطرح میشود.
پاسخ این سوال خیر است ولی چرا؟ سلولهای خورشیدی نور خورشید را دریافت کرده و در خروجی دو پارامتر ولتاژ و جریان را به ما تحویل میدهند. هر دو تا پارامتر به دما و شدت تابش وابسته بوده اما نـه به یک نسبت.
رفتار پنل خورشیدی در مقابل شدت تابش
قبل از پرداختن به رفتار پارامترهای ولتاژ و جریان در تقابل با گرما بیاید ارتباط این دو پارامتر را با شدت تابش بررسی کنیم برای مثال یک پنل خورشیدی 300 وات توان دارد به این معنی که این پنل در شرایط استاندارد که یکی از موارد آن شدت تایش 1000 وات بر متر مربع است میتواند به ما در خروجی 300 وات برق تحویل بدهد حال با فرض این که جریان این پنل 10 آمپر و ولتاژ آن 30 ولت باشد در شدت تابش 800 وات بر متر مربع این دو پارامتر با چه نسبتی ممکن است تغییر کند. به صورت حدودی میتوان گفت که جریان پنل ممکن است 20 درصد یعنی 2 آمپر کاهش یابد در حالی که تغییرات ولتاژ کمتر از 1 درصد خواهد بود و ممکن است از 30 ولت به 29.5 کاهش یابد.
به همین دلیل در بین متخصصان این حوزه این اصطلاح رایج وجود دارد که بر خلاف جریان پنل کـه بـه شدت تابش بستگی دارد ولتاژ وابسته به شدت تابش نیست ولتاژ پنلها معمولاً در شدت تابش 200 وات بر متر مربع به اشباع رسیده و با افزایش شدت تابش تغییر چندانی نمیکند و در شدت تابشهای بالاتر، جریان است که تعیین کننده توان خروجی پنل میباشد.
تا اینجا رفتار این دو پارامتر را در برابر شدت تابش بررسی کردیم که هر دو مورد با افزایش شدت تابش روند افزایشی پیدا کرده اما نه با یک نسبت.
حال بیاید رفتار پنل فوق را در مقابل دما نیز بررسی کنیم.
رفتار پنل خورشیدی در مقابل تغییرات دما
همانطور که قبلاً اشاره شد با افزایش دما توان خروجی پنل کاهش مییابد. یکی دیگر از پارامترهای شرایط استاندارد که پنل ما میتواند 300 وات توان تحویل دهد دمای 25 درجه سانتیگراد است حال با افزایش دما تا 35 درجه سانتیگراد چه اتفاقی ممکن است برای پارامتر ولتاژ و جریان رخ دهد؟ در پاسخ به این سوال باید گفت جریان پنل با افزایش دما افزایش مییابد؛ بله درست خوندید اشتباه تایپی نبوده و جریان پنل افزایش مییابد ولی در مقابل ولتاژ پنل کاهش خواهد یافت. با توجه به این که گفتیم توان کلی سیستم در مقابل با افزایش دما کاهش مییابد باید متوجه شده باشید که میزان تغییرات ولتاژ و جریان به یک نسبت نبوده و کاهش ولتاژ از افزایش جریان به مراتب بیشتر است.
برای مثال در دمای 35 درجه سانتیگراد و شدت تابش 1000 وات بر متر مربع ممکن است به صورت حدودی جریان پنل نسبت به دمای 25 درجه از 10 به 10.05 آمپر افزایش یابد منتها ولتاژ پنل ممکن از 30 به 27 ولت کاهش یابد بنابراین میتوان گفت که برخلاف ولتاژ پنل که به دما وابسته است جریان پنل به تغییرات دما وابسته نیست.
خب تا اینجای کار توانستیم پاسخ به این سوال مهم را به صورت کامل به دست آوریم و بتوانیم در مقابل باور رایج غلطی که در بین عموم وجود دارد جواب درست و مهندسی شده ارائه بدهیم. هدف از مطرح کردن این موضوع در اول بحث تجربه شخصی بنده میباشد که اکثر کارفرماها در هنگام نصب سیستم خورشیدی آفگرید برایشان به کرار از ما پرسیده اند و برای شمایی که قرار است در آینده همکار ما باشید بتوانید در قالب یک متخصص به این سوال کارفرما و عموم پاسخ دهید. حال بیایید دوباره به بحث اصلی خود یعنی سیستم خورشیدی آفگرید برگردیم.
هدف از احداث سیستم آفگرید
رقیب اصلی سیستم آفگرید یا منفصل از شبکه در مرحله اول برق سراسری در دسترس و ارزان قیمت میباشد برای مثال مبلغ برقی که در قبض برق ما 200 تومان به ازای هر کیلووات در نظر گرفته میشود برای وزارت نیرو حدود 2000 تومان و بعضاً بیشتر به ازای هر کیلووات تمام می شود به این معنی که برقی که در خانه ها داریم شامل یک سوپسیت چند صد در صدی میباشد. بنابراین با توجه به ارزان بودن برق سراسری در مکانهایی که برق شبکه در دسترس است وزارت نیرو بـدون هیچ رقیبی در حال تاختن است و اجازه رقابت به سایر رقبا مثل سیستمهای خورشیدی آفکرید یا منفصل از شبکه را نمیدهد.
همانطور که میدانید در سیستمهای خورشیدی آفگرید یا منفصل از شبکه برق خورشیدی تمام و کمال برای مصارف شخصی استفاده شده و هیچ گونه ارتباطی را با شبکه برق سراسری برقرار نمی کند. حال در نظر بگیرید در یک منطقه تفریحی یا کشاورزی یک ویلا یا یک خانه باغ داریم و به دلیل صعب والعبور بودن مسیر و دور بودن از شبکه برق سراسری به برق دسترسی ندارند و همیشه مالک یا کارفرما احساس کمبود برق را دارد و به فکر تامین برق برای ملک خود است در این حالت سیستم خورشیدی آفگرید دو رقیب دارد یکی با هزینه کم و دردسر زیاد و خسته کننده یعنی موتور برق و دیگری با هزینه زیاد و دردسر کم یعنی شبکه برق سراسری در بین این دو رقیب سیستم خورشیدی منفصل از شبکه با هزینه متوسط و استهلاک کم قرار دارد و در صورت معرفی درست این سیستم به کارفرما میتوانید نظر او را برای انتخاب سیستم خورشیدی در بین سایر امکانات جلب کنید. بازار کار سیستم آفگرید:
بازار مربوط به سیستمهای خورشیدی را به صورت کلی میتوان به دو دسته زیر تقسیم کرد:
آفگرید و آنگرید
بعد از افزایش ناگهانی قیمت ارز در سال 97 سیستمهای خورشیدی آنگرید توجیه پذیری خود را از دست داد و عملاً بازار مربوط به آن از بین رفت و بسیاری از شرکتهای قوی و بزرگ این صنعت که به صورت صرف بر روی بازار آنگرید فعالیت میکردند ورشکست شدند و در این میان شرکت های فعال در حوزه سیستمهای آفکرید توانستند به بقای خود ادامه دهند. دلیل این امر وابسته بودن سیستمهای آنگرید به بخش دولتی بود در حالی که سیستم خورشیدی آفگرید وابسته به بخش خصوصی است. اگر چه در حال حاضر تحرکاتی در بخش آنگرید وجود دارد منتها در نهایت بازار سیستمهای خورشیدی آنگیرید در بخش خانگی تاریخ مصرف کوتاهی دارد و پایان این تاریخ مصرف زمانی است که . دولتی برای مصارف برق خانگی حذف شود همانطور که قابل لمس است هزینه مربوط به قبض برق هر سال با سرعت و شدت زیادی در حال افزایش است چرا که دولت در نظر دارد در آینده سوپسیت خود را قطع کند و در این حالت استفاده از سیستم خورشیدی آفگرید حتی با وجود در دسترس بودن شبکه برق سراسری توجیه پذیر خواهد بود. با توجه به توضیحات فوق به این نتیجه میرسیم که بازار کار سیستمهای آفگرید آینده روشنی دارد و شمایی که جزء اولینهای این بازار هستید آینده روشنی خواهید داشت.
سوپسیت
حاشیه سود سیستم آفگرید سیستمهای آفگرید برخلاف سیستمهای آنگرید تنوع بسیار زیادی در تجهیزات انتخابی دارند برای درک بهتر این موضوع یک سیستم خورشیدی یک کیلووات آفگرید میتواند با توجه به نوع تجهیزات انتخابی 35 تا 15 میلیون تومان متغیر باشد در حالی که در بخش آنگرید این بازه قیمتی به ازای هر کیلووات نہایت 5 میلیون تومان ممکن است تغییرات داشته باشد. بنابراین میتوان در کنار وجدان کاری حاشیه سود خوبی هم در بخش سیستمهای آفگرید به دست بیاوریم.
تجهیزات سیستم آفگرید
حال که با بازار سیستمهای آفگرید آشنا شدیم بیاید با تجهیزات آن نیز آشنا شویم همانطور که اشاره شد تجهیزات مربوط به سیستمهای آفگرید تنوع بسیار بالایی دارد و نکته اصلی مربوط به این سیستم تشخیص تجهیز مناسب برای پروژه است که برای تشخیص آن تا حدودی به دانش و علم شما بستگی دارد و بخش زیادی هم تجربه است که این دانش لازم را در کنار تجربیات عملی در کتابچه آموزش سیستمهای آفگرید آورده ایم. حال بیایید با تجهیزات اصلی آن آشنا شویم.
پنل خورشیدی
قلب تپنده سیستم پنل خورشیدی میباشد و همانطور که قبلاً اشاره شد سلولهای پنل فوتون های موجود در نور خورشید که شامل بسته های انرژی هستند را جذب کرده و در خروجی به ما انرژی الکتریکی تحویل میدهند. پنلهای خورشیدی تکنولوژیهای متفاوتی دارند که معروفترین آنها
تکنولوژی کریستالی میباشد. بازدهی پنلهای کریستالی در نهایت حدود 25 درصد است. پنل های کریستالی خود به دو نوع مونو و پلی تقسیم میشوند پنلهای خورشیدی مونو به نسبت بازدهی بالاتری داشته و در مقابل هزینه بالاتری هم دارند به صورت کلی در حالتی که محدودیت حجمی نداشته باشیم نوع پلی میتواند انتخاب درست و بهتری باشد.
باتری خورشیدی
همانطور که میدانید در سیستمهای آفگرید قرار است که برق مورد نیاز مصرف کننده ها در طول شبانه روز تامین شود در حالی که ما فقط در طول روز نور خورشید داریم؛ بنابراین بــه یـک سیستم ذخیره ساز نظیر باتری نیاز داریم که بتواند در طول روز برق مازاد مصرف را در خود ذخیره کرده و در شب بتواند به ما تحویل دهد بر خلاف پنلهای خورشیدی که توانشان را بر حسب وات بیان می کنند ظرفیت باتریها را بر حسب آمپر در نظر میگیرند. مهم ترین نکته ای که در خصوص انتخاب باتری برای سیستم باید در نظر بگیرید طول عمر آن میباشد که بخشی مربوط به نوع باتری بوده و بخشی هم به طراحی شما بستگی دارد.
شارژ کنترلر
با توجه به این که عملیات شارژ باتری توسط پنلها در حالتی که آفتاب وجود دارد به صورت کنترل نشده انجام میشود ممکن است در اثر شارژ یا دشارژ بیش از حد به باتری آسیب برسد. بنابراین به یک وسیله کنترلی به نام شارژ کنترلر نیاز داریم که بتواند عملیات شارژ باتریها را کنترل کند.
به صورت کلی ما دو نوع شارژ کنترلر با نامهای PWM و MPPT داریم در نوع MPPT همواره عملیات شارژ با بازدهی بالای 95 درصد انجام میشود. منتها در نوع PWM بازدهی شارژ کنترلر با توجه به طراحی ممکن است. بین 50 تا 95 درصد متغیر باشد.
در کنار بازدهی بالای مربوط به شارژ کنترلرهای MPPT قیمت آن نیز به مراتب از نوع PWM بالاتر است و با طراحی حرفهای شما میتوانید در بخش انتخاب شارژ کنترلر برای سیستم هزینه خود را به نسبت سایر رقبا، رقابتی تر کرده و حاشیه سود خود را نیز افزایش دهید.
اینورتر
همانطور که میدانید به صورت کلی دو نوع برق AC و DC .داریم برق تولیدی توسط صفحات خورشیدی و همچنین برق ذخیره شده در باتریها از نوع DC میباشد بنابراین به یک مبدل نیاز داریم
تا بتواند برق DC تولید و ذخیره شده را به برق AC تبدیل کند که به آن مبدل اینورتر میگوییم. اینورترهای سیستم آفگرید از لحاظ شکل خروجی به چندین دسته نظیر دندان ،ارهای موج مربعی سینوسی و … تقسیم میشوند که به صورت کلی می توان آنها را به دو دسته شبه سینوسی و تمام سینوسی تقسیم کرد.
تمامی مصرف کننده های نظیر یخچال پنکه کولر و در دسته مصرف کنندههای متوری قرار میگیرند. در صورت وجود مصرف کنندههای متوری در بین مصرف کننده ها حتماً باید از اینورترهای تمام سینوسی که به مراتب از سایر انواع اینورتر گران تر هستند استفاده کرد. در صورت روشن کردن مصرف کنندههای متوری از طریق اینورترهای شبه سینوسی تلفات به شدت افزایش یافته و به مصرف کننده و اینورتر آسیب میرسد.
در صورتی که مصرف کننده موتوری نداشته باشیم میتوانیم از اینورتر شبه سینوسی که هزینه آن
پایین تر است استفاده کنیم.
محاسبات سیستمهای آفگرید
در سایر صفحات اینترنت معمولاً محاسبات سیستمهای خورشیدی آفگرید بر اساس یک فرمول مشترک انجام گرفته شده که منبع آن یک سایت خارجی است. در صورتی که مبنای طراحی را این فرمول در نظر بگیریم، سیستمی که در نهایت با آن مواجه میشویم در عمل اقتصادی نبوده و در بسیاری از پروژه های عملی قابل پیاده سازی نیست.
برای انجام محاسبات سیستمهای آفگرید یک سری نکات کلیدی وجود دارد که در ابتدا میبایست آنها را یاد بگیرید که بتوانید محاسبات درست دقیق و مهندسی شده ای را برای سیستم آفگرید انجام دهید که تمامی آنها در کتابچه آموزش سیستمهای آفگرید توضیح داده شده است؛ لذا از بیان محاسبات فوق الذکر امتناع می کنیم.
در مورد کتابچه آموزش نصب پنلهای خورشیدی (منفصل از شبکه)
در این کتابچه سعی شده است هر آنچه شما برای طراحی و اجرای یک سیستم آفگرید واقعی نیاز دارید را در اختیارتان قرار دهیم در این کتاب علاوه بر مباحث فنی به مباحث اقتصادی و بازار سیستم های آفگرید نیز پرداخته ایم و در کنار مباحث نظری تجربیات عملی چندین ساله نویسنده نیز بیان شده است و سعی شده که در کنار کامل و جامع بودن مطالب شرط اختصار نیز رعایت شود.
دانلود مطلب به صورت PDF
حجم: (1 مگابایت)
اشتراک گذاری:
نظر خود را در مورد پست بالا برای ما ارسال نمائید:
مشاوره رایگان
برای دریافت مشاوره رایگان جهت انتخاب و خرید انواع پمپ با شماره زیر تماس حاصل نمائید
