نیروگاه­ های خورشیدی

نیروگاه­ های خورشیدی

انرژی خورشیدی عظیم ترین منبع انرژی در جهان است. این انرژی پاک، ارزان و بی پایان بوده و در بیشتر مناطق کره زمین قابل استحصال می باشد. محدودیت منابع فسیلی و پیامدهای حاصل از تغییرات زیست محیطی و آب و هوای جهانی، فرصت­های مناسبی را برای رقابت انرژی خورشیدی با انرژی­های فسیلی خصوصا در کشورهایی با پتانسیل بالای تابش ایجاد نموده است.

سیستم­های انرژی خورشیدی، فن­آوری­های جدیدی هستند که برای تامین گرما، آب گرم، الکتریسیته و حتی سرمایش منازل مسکونی، مراکز تجاری و صنعتی بکار می روند.

انواع مختلفی از نیروگاه‌های خورشیدی وجود دارد که شامل موارد زیر است:

1. نیروگاه انرژی خورشیدی فتوولتاییک
2. نیروگاه گرمایش خورشیدی
3. نیروگاه خورشیدی متمرکز

• نیروگاه انرژی خورشیدی فتوولتاییک: جایگزین مناسبی برای انرژی الکتریکی مورد استفاده در لوازم برقی منازل است. سلول‌های فتوولتاییک انرژی تولید شده در خورشید را دریافت و آن را به برق تبدیل می‌کنند. فرآیند تبدیل انرژی تمیز و ساده بوده و هیچ‌گونه دود یا ماده شیمیایی مضر که به اتمسفر وارد کند، ندارد. بسیاری از کارخانه‌ها تصمیم به داشتن شبکه‌های سلول‌های فتوولتاییک گرفته‌اند تا وابستگی خود به انرژی‌های مرسوم مانند انرژی الکتریکی را کمتر کنند.
• نیروگاه‌های گرمایش خورشیدی: این نیروگاه‌ها برای ایجاد گرم‌کن‌های خورشیدی برای گرم کردن آب و سیستم گرمایش داخلی استفاده می‌شوند. سلول‌های گرمایی برای جذب انرژی تولید شده در خورشید و تبدیل آن به انرژی گرمایی استفاده می‌شوند. می‌توان از این انرژی برای پخت‌وپز و خشک‌کردن البسه نیز استفاده کرد. دماهای کم می‌توانند برای گرمایش اب در کاربردهایی مانند استخر شنا استفاده شوند. گرمای متوسط برای گرمایش داخل ساختمان مانند ساختمان اداری استفاده شود و در نهایت از دماهای بالا برای تولید برق مورد نیاز لوازم برقی منازل استفاده شود.
• نیروگاه خورشیدی متمرکز: روش کار این نیروگاه‌ها مانند نیروگاه‌های خورشیدی فتوولتاییک است. در این نیروگاه از آینه‌ها و عدسی‌ها برای جذب انرژی خورشید استفاده می‌شود. نور خورشید به سمت سلول‌های فتوولتاییک هدایت می‌شود و از این انرژی، برق تولید می‌شود. معمولاً شرکت‌های بزرگ از نیروگاه‌های متمرکز برای به کار گرفتن انرژی خورشیدی استفاده می‌کنند.

  نیروگاه­های خورشیدی (Solar Power) وسایل و دستگاههایی هستند که تابش مستقیم خورشید (DNI) را به الکتریسیته تبدیل و برای استفاده در منازل، مکان­های اداری، ساختمان‌ها، خیابان‌ها و … بکار می‌روند. سایت­های مناسب برای ساخت نیروگاه­های خورشیدی از تابش خورشید ۲۰۰۰ کیلووات ساعت بر هر متر مربع (kWh/m^۲y) سالانه برخوردار هستند. به طور معمول نقاطی برای این سایت­ها مناسب هستند که آب و هوا و گیاهان منطقه رطوبت و گرد و غبار زیادی را در اتمسفر ایجاد نمی کنند مانند استپ­ها، بوته­زارها و صحراهای نیمه خشک که به طور معمول در عرض جغرافیایی شمال یا جنوب کمتر از ۴۰ درجه قرار دارند.

  از مناطق مستعد می توان به جنوب غربی ایالات متحده آمریکا، کشورهای مدیترانه­ای اروپا، خاورمیانه و خاور نزدیک، ایران و صحراهای هند، پاکستان، چین و استرالیا اشاره نمود.استان اصفهان نیز با بهره مندی از عواملی چون داشتن حدود ۳۰۰ روز آفتابی در سال، فراوانی زمین و میانگین تابش سالیانه حدود ۲۰۰۰ کیلووات بر متر مربع، جهت احداث نیروگاه­های خورشیدی بسیار مناسب است.

  اساس کار نیروگاه­های خورشیدی:

  اساس کار نیروگاه­های خورشیدی به این صورت است که نور به پانل­های خورشیدی می‌تابد و در اثر آن انرژی فوتون به انرژی الکتریکی تبدیل می‌شود. جریان برق تولید شده توسط پانل­های خورشیدی، مستقیم (DC) است که برای استفاده وسائل برقی معمول در منازل و نیاز روزمره بایستی مشابه برق شهر به جریان متناوب (AC) تبدیل شود. این کار توسط دستگاهی بنام اینورتر انجام می‌گیرد.

  نیروگاه­های خورشیدی نیز مانند سایر نیروگاه­های دیگر امکان اتصال به شبکه (On-Grid) و یا منفصل از شبکه (Off-Grid) را دارند.

  نیروگاه­های خورشیدی منفصل از شبکه (Off-Grid):

  اصولاً نیروگاه­های خورشیدی منفصل از شبکه مرکب از تعدادی پانل خورشیدی یا ماژول فتوولتائیک، اینورتر، شارژ کنترلر، مجموعه باتری، مصرف کننده DC و AC است.

  نیروگاه­های خورشیدی متصل به شبکه (On-Grid):

  انرژی الکتریکی حاصل از این نوع نیروگاه­ها، مستقیما به شبکه سراسری برق تزریق شده و می توان از مزایای شبکه برق نیز استفاده نمود. نیروگاه­های خورشیدی متصل به شبکه شامل تعدادی پانل خورشیدی، اینورتر، تابلوهایAC  و DC و شبکه برق مناسب می باشند.

  بهره برداری از بزرگترین نیروگاه فتوولتائیک با دنبال کننده خورشیدی در ایران با ظرفیت تولید ۱۰ مگاوات برق در بخش جرقویه سفلی (واقع در ۶۵ کیلومتری جنوب شرق اصفهان).