برق قدرت

به پدیده ای که در اثر تابش نور بدون استفاده از مکانیزم های محرک، الکتریسیته تولید می کند پدیده فوتوولتائیک و به هر سیستمی که از این پدیده استفاده کند سیستم فوتوولتائیک گویند سیستم های فوتوولتائیک یکی از پرمصرف ترین کاربرد انرژی نو  می باشند و تاکنون سیستم های گوناگونی با ظرفیت های مختلف (5/0 وات تا چندین مگاوات) در سراسر جهان نصب و راه اندازی شده است و با توجه به قابلیت اطمینان و عملکرد این سیستم ها هر روزه بر تعداد متقاضیان آن افزوده می شود. از سری و موازی کردن سلول های آفتابی می توان به جریان و ولتاژ قابل قبولی دست یافت. امروزه این گونه سلول ها عموما از ماده سیلسیم تهیه می شود و سیلیسیم مورد نیاز از شن و ماسه تهیه می شود که در مناطق کویری کشور به فراوانی یافت می شود. سیستم های فوتوولتائیک را می توان به طور کلی به سه بخش اصلی تقسیم نمود که به طور خلاصه به توضیح آن می پردازیم.

v    پنل های خورشیدی:

این بخش درواقع مبدل انرژی تابشی خورشید به انرژی الکتریکی بدون واسط مکانیکی می باشد لازم به ذکر است ولتاژ خروجی از این پنل ها DC می باشد.

v    تولید توان مطلوب یا بخش کنترل:

این بخش در واقع کلیه مشخصات سیستم کنترل کرده و توان ورودی پنل ها را طبق طراحی انجام شده و نیاز مصرف کنده به بار یا باطری تزریق یا کنترل می کند. لازم به ذکر است که در این بخش مشخصات و عناصر تشکیل دهنده با توجه به نیازهای بار الکتریکی و مصرف کننده و نیز شرایط آب و هوایی محلی تغییر می کند.

v    مصرف کننده یا بار الکتریکی:

با توجه به خروجی DC پنل های فتوولتائیک مصرف کننده می تواند دو نوع DC یا AC باشد. همچنین با آرایش های مختلف پنل های فتوولتائیک می توان نیاز مصرف کنندگان مختلف را با توان های مختلف تامین نمود.

كاربرد سيستمهاي فتوولتائيك درتوليد برق خورشيدي:

در حال حاضر بيش از 45 % انرژي خورشيدي دنيا دركشور ژاپن توليدمي شود، اروپا با%25 رتبه دوم وايالت متحده آمريكا با 19 %رتبه سوم رابه خوداختصاص داده است .در خصوص بازار عرضه سلولهاي خورشيدي از نوع سيليكوني كريستالي مي توان گفت كه اين سلولها 88 % از بازار را بخود اختصاص داده اند و با وجود آنكه جذب كننده نسبتاً ضعيفي بوده و براي كارآيي مناسب نيازمند ضخامت زيادي در حد چند ميكرون مي باشند ولي اين نوع سلولها از گذشته تاكنون در اغلب سيستم ها جذب كننده نور خورشيد بكار گرفته مي شوند و با كارآيي 11 الي 16 درصدي كاربرد وسيع وگسترده در تكنولوژي ميكرو الكترونيك دارند.

هرسلول خورشيدي از اين نوع حدود5/0ولت برق توليد مي كند بعنوان مثال دريك سيستم خورشيدي از نوع MA36/45؛36 سلول خورشيدي بصورت سري با توان توليدي45 وات نيروي برق بهم متصل مي باشند .عمر كاري صفحات خورشيدي 25سال است .

بطور كلي كاربرد سيستمهاي انرژيهاي تجديد پذير بويژه سيستم فتوولتائيك از نظراقتصادي مستلزم سرمايه گذاري بالا مي باشد .معمولاً كاربرد اين گونه سيستمها، در مناطق محروم از منابع انرژي فسيلي و دور افتاده از شبكه هاي توزيع برق با الويت ويژه ومطلوبيت بيشتر مواجه مي گردد . وجود زمينه هاي سرمايه گذاري و توليد برق ازطريق سيستم هاي فتوولتائيك منجر به انجام مطالعاتي دراين خصوص شده است. مكاتبات متعدد با شركتهاي داخلي سازنده سيستم هاي فتوولتائيك نشان مي دهدكه هزينه هرسيستم باتوان 5 و 15 كيلوواتي متناسب با شرايط منطقه مشخص مي شود . مطالعه و بررسي شركتهاي سازنده ونصب كننده سيستم هاي فتوولتائيك در دنيا نيزحاكي ازآنست كه هزينه هاي خريد و نصب سيستم هاي فتوولتائيك در كشورهاي مختلف بسيار متفاوت است . معمولاً هزينه مدولها ي فتوولتائيك 40 تا 60 درصد و هزينه تعميرات و نگهداري سيستم راحدود 2% هزينه كل سيستم فتوولتائيك در نظر مي گيرند. سلولهاي فتوولتائيك با سلولهاي كريستال سيليكوني به ازاي هر متر مربع حدود 100 تا 120 وات توان انرژي االكتريكي توليد مي كند .

همچنين دورة عمر سيستم هاي فتوولتائيك در دنيا با توجه به كيفيت تعميرات و نگهداري ساليانه ,از 15 تا 30 سال متغيربوده كه امروزه با در نظر گرفتن دوره عمر متوسط 20 سال ,نرم هزينه توليد برق سيستم هاي فتوولتائيك دردنيا بستگي به محل كار و هزينه هاي تجهيزات جانبي متغير مي باشد .

پژوهشهاي بانك جهاني حاكي ازآن است كه كارآيي سيستم هاي مودولهاي خورشيديافزايش يافته و طي دهه هاي اخير كار آيي اينگونه سيستمها وارتقايشان به 70 الي 85 درصد رسيده كه اين امرنقش مهمي دركاهش هزينه برق ناشي ازانرژي خورشيدي ايفا مي نمايد.

هزينه سيستم كه شامل هزينه تجهيزات جانبي سيستم از قبيل پايه هاي نگهدارنده,مبدل انرژي, ابزار كنترل،كابل رابط، باتريهاي ذخيره و غيره مي باشد بطور ميانگين 40 الي 60 درصد هزينه هاي سرمايه گذاري سيستم را دربرمي گيرد.

مزاياي سيستم هاي فتوولتائيك در مقايسه با نيروگاههاي متعارف نيز در خور توجه بوده كه ما به چند مورد از آن اشاره مي نمائيم :

        I.            عدم نياز به توسعه شبكه توزيع نيرو و صرفه جويي در هزينه هاي سرمايه گذاري توزيع.

     II.            عامل كاهش آلودگي هوا و آلودگي صوتي كه مسئله مهمي در بعضي مناطق كشورمحسوب مي شود.

   III.            عدم نياز به پرسنل تمام وقت براي نگهداري از دستگاههاي و سهولت آموزش عمومي براي نگهداري از سيستم.

 IV.            اقتصادي بودن بهره برداري زمانيكه تله بار كوتاه باشد.

دركشورمان اقداماتي را مي توان انجام داد كه هزينه هاي سرمايه گذاري به حداقل برسد كه ازآن جمله مي توان به موارد ذيل اشاره نمود:

الف)  اگر سيستم فتوولتائيك متصل به شبكه توزيع برق شود(با توجه به حذف هزينه هاي سنگين مربوط به باتريهاي ذخيره كه 40 الي 45 درصد كل هزينه سيستم فتوولتائيك را بخود اختصاص مي دهند)هزينه سرمايه گذاري نسبت به سيستم مجهز به باتري هاي ذخيره ,بسيار كمتر مي گردد.

ب) همانطوريكه اشاره شد طول عمر متوسط سيستم هاي فتوولتائيك در مدولهاي فتوولتائيك ساخت خارج 30 سال قيد شده است در حاليكه براساس نظر سازندگان داخلي طول عمر مدولهاي فتوولتائيك ,توليد داخل 15 سال تعيين شده است اين امردر بررسي هزينه الكتريسته توليدي سيستم فتوولتائيك تأثير قابل توجهي مي گذارد

ج)  امروزه هزينه مدولها فتوولتائيك كريستال سيليكوني در دنيا كمتر از مشابه ساخته شده آن در كشور است. به حداقل رساندن تفاوت قيمت مذكور بين كشور هاي خارجي و شركتهاي داخلي منجر مي شودكه  هزينه هاي اين بخش به حداقل برسد كه اين امر به توجيه اقتصادي كاربرد سيستم هاي فتوولتائيك كمك شاياني مي نمايد.

د) كاهش هزينه هاي مرتبط تجهيزات جانبي ازطريق بكارگيري ونصب مدولها درمعماري ساختمان وكاهش تعداد باتري هاي لازم در مناطقي كه دسترسي به شبكه توزيع  برق وجود دارد امكان  پذيربوده ودر نتيجه منجربه كاهش هزينه توليد  الكتريسته توسط سيستم فتوولتائيك خواهد شد.