برق خورشیدی و مزایای و اجزای آن
امروزه استفاده از انرژی ها تجدیدپذیر به سرعت رو به افزایش است. سیستم های فتوولتائیک یکی اقتصادی ترین و پرکاربردترین نوع انرژی های تجدیدپذیر هستند که از نور خورشید جهت تولید انرژی الکتریکی استفاده می کنند. امروزه از این سیستم ها در بخش های مختلف استفاده میشود.
با استفاده از سیستم های خورشیدی برق رسانی به روستاهای دور و عشایر میسر گردیده است. سیستم های خورشیدی بر اساس نوع استفاده به دو دسته کلی سیستم های متصل به شبکه و سیستم های مستقل از شبکه دسته بندی می شوند. موسسه دارالفنون با بهره گیری از اساتید مجرب دانشگاهی و صنعتی و دارا بودن کارگاه های پیشرفته و به روز دوره های خورشیدی با بالاترین استاندارد و نیاز روز بازار کار ارائه میدهد.
مزایای اصلی سیستم های خورشیدی عبارتند از :
- عدم آلودگی زیست محیطی
- امکان نصب و راه اندازی آسان
- تولید انرژی بدون آلودگی صوتی
- هزینه مناسب
- هزینه پایین تعمیر و نگه داری
- طول عمر زیاد
اجزای مختلف سیستم های خورشیدی
جهت اتصال و استفاده از برق خورشیدی تجهیزات مختلفی نیاز است اما در حالت کلی اجزای مختلف سیستم خورشیدی به صورت زیر است.
سلول های فتوولتائیک
این سلول ها مربع های نازک، دیسک ها یا فیلم هایی از جنس نیمه هادی هستند که ولتاژ و جریان کافی را در زمان قرار گرفتن در معرض تابش نور خورشید، تولید می کنند.
کنترل کننده شارژ
تجهیزاتی هستند که ولتاژ باتری ها را تنظیم و کنترل می کنند و از آسیب های احتمالی وارد بر باتری ها جلوگیری می کنند.
ذخیره کننده باتری خورشیدی
وسیله ای است که انرژی الکتریکی تولیدی DC را در خود ذخیره می کند. به دلیل وجود تغيير در ميزان شدت تابش پرتوهاي خورشيدي در طول روز و در فصول مختلف، يك باطري به منظور ذخيره كردن انرژي الكتريكي توليدي توسط آرايه‌هاي فتوولتائيك و به عنوان يك عامل واسط بين آرايه‌هاي خورشيدي و مصرف كننده انرژي الكتريكي براي بهره‌وري بيشتر مورد نياز مي‌باشد.
مبدل (اينورتر)
وسیله ایست که جریان DC را به جریان AC برای مصرف،تبدیل می کند.
انواع سیستم های خورشیدی
مستقل از شبکه
برای تأمين انرژی الکتریکی ایستگاه‌های مخابراتی و تلویزیونی، خانه‌هاي مسکوني، چادرهاي عشايري، کلبه‌هاي روستايي و به طورکلي رفع نياز انرژي الکتريکي مناطقی که فاقد شبکه سراسري برق مي‌باشند از سامانه‌های مستقل از شبکه استفاده میشود. این بخش سهم بالایی از سیستم های مستقل ازشبکه را در جهان به خود اختصاص داده است. در بسیاری از کشورهای جهان بویژه درحال توسعه جهت تامین انرژی الکتریکی مورد نیاز روستاهای فاقد برق ازاین سیستم استفاده می گردد، بطور مثال در سال 2007 کشور اندونزی برق رسانی به 15000 خانوارروستایی را از این طریق آغاز نموده است
عدم نياز به سوخت و مشكلات سوخت رساني بويژه در مناطق صعب العبوروعدم نياز به تعمير ونگهداري مداوم وطول عمر مناسب از جمله مزايايي است كه در رشد و توسعه اين سيستم ها بويژه در نقاط محروم كشور عمده و بسزايي دارد. پيش بيني هاي آينده حاكي از آن است كه در كشورهاي توسعه يافته در سالهاي آتي با استفاده از اين سيستم در طي روز و در زمان تابش خورشيد، سهم قابل توجهي از توليد برق آن كشورها از طريق سيستم‌هاي فتوولتائیكي متصل به شبكه تامين خواهد شد.
محاسن سامانه‌های مستقل از شبکه
– استقلال از سایر منابع تامین انرژی
– اطمینان بالا از عملکرد بهینه سیستم و امکان استفاده از سیستم های پشتیبان مانند دیزل ژنراتور
– امکان ترکیب چندین منبع تولید انرژی مختلف مانند فتوولتاییک، انرژی باد و برق آبی با یکدیگر
– امکان ارتقاء سیستم در هر زمان
– امکان پایش و کنترل سیستم از راه دور
سیستم های متصل به شبکه
در سامانه‌های متصل به شبکه سیستم خورشیدی با استفاده از اینورتر به شبکه برق اصلی متصل میشود و توان تولیدی را به شبکه تزریق می‌کنند. طراحی سیستم هاي فتوولتاییک متصل به شبکه، به‌گونه‌ای است که هم زمان و به طور موازي با شبکه‌ي برق سراسري توان تولید می‌نمایند. همچنین انتقال توان از شبکه به سمت سامانه نیز میتواند انجام شود در این حالت اگر سامانه بار محلی را تغذیه کند در صورت کاهش مقدار تولید سامانه، شبکه کمبود توان را جبران می‌نماید. در حالت دو طرفه بودن انتقال توان اینورتر و کنتور باید توانایی عملکرد در حالت دو طرفه را داشته باشند. نمونه‌ای از این سامانه‌ها در مشترکان برق خانگی کاربرد دارد که در صورتیکه مقدار توان تولیدی سامانه بیشتر از توان مورد نیاز مشترک باشد به شبکه فروخته شده و در صورت کاهش تولید توان از شبکه خریده میشود.
محاسن سامانه‌های متصل به شبکه
– سیستم‌های متصل به شبکه نیاز به ذخیره‌ساز ندارند.
– نصب و راه اندازی این سیستم‌ها در مقایسه با سایر نیروگاه‌ها ساده و سریع است
معایب سامانه‌های متصل به شبکه
با توجه به اینکه سامانه‌های خورشیدی با اینورتر به شبکه متصل می‌شوند لذا مشکلاتی از قبیل هارمونیک و همچنین مشکلات حفاظت را خواهند داشت. هنگامی‌که که از اینورتر برای اتصال به شبکه استفاده میشود مقدار جریان اتصال کوتاه کاهش یافته و امکان عدم عملکرد یا عملکرد ناصحیح تجهیزات حفاظتی وجود دارد