آشنایی با سیستم های خورشیدی کوچک

ممنون از امتیاز شما
[Total: 1 Average: 5]

امروزه با رشد جمعیت و افزایش نیاز به الکتریسیته و همچنین افزایش قیمت سوخت قیمت تمام شده برق نیز افزایش یافته است . ایران نیز از این مطلب مستثنی نیست ولی دولت با یارانه ای که بر روی برق می دهد هنوز قیمت این انرژی را گران نکرده است ولی در سال های اینده با توجه به اینکه شبکه برق ایران به سوی خصوصی شدن پیش می رود انتظار می رود که این انرژی نیز گران شود .
پس دولت نیز برای رفع مشکل کمبود انرژی الکتریکی با تشویق مردم سعی در گسترش استفاده از انرژی خورشیدی را دارد . از جمله طرح های دولت برای تشویق مردم دادن وام 4/5 میلیون تومانی به تولید کنندگان برق خورشیدی خانگی است و همچنین خرید تضمینی برق خورشیدی به قیمت 955 تومان می باشد .
اما سرمایه گذاری اولیه برای تولید انرژی خورشیدی نسبتاً زیاد است ولی با توجه به اینکه عمر پنل های خورشیدی و در کل عمر سیستم خورشیدی طولانی است ( پنل خورشیدی در حدود 25 سال و عدم استفاده از باتری ) در دراز مدت یک سرمایه گذاری خوب محسوب می شود.

 

برای راه اندازی یک سیستم خورشیدی و تامین برق مورد نیاز از خورشید نیاز به قطعات زیر داریم:

1-پنل خورشیدی

2-شارژ کنترلر

3-باطری

4-اینورتر

جزئیات هر یک از قطعات بالا را با هم مرور می کنیم.

پنل خورشیدی:پنل های خورشیدی یا صفحات خورشیدی از کنار هم قرار گرفتن سلول های خورشیدی به وجود می آیند که جنس آن ها از نیمه هادی ها بوده و برای تبدیل انرژی خورشیدی به الکتریسیته مورد استفاده می گیرند.

که میزان انرژی تولیدی این صفحات به ابعاد آن ها و تکنولوژی ساخت آن ها بستگی دارد همچنین برای دست یافتن به انرژی بیشتر می توان از چند صفحه استفاده نمود.

پنل خورشیدی

صفحات خورشیدی از نظر تکنولوژی ساخت به سه دسته تقسیم می شوند.

صفحات فتوولتائیک پلی کریستال (Photovoltaic Polycrystalline Panels)
صفحات فتوولتائیک مونوکریستال (Photovoltaic Monocrystalline Panels)
صفحات فتوولتائیک نواری (Thin Film).

برای آشنایی بیشتر دو نمونه پنل خورشیدی می توانید در زیر ببینید.

 

مدل: HNM45P-12
45 وات توان ماکزیموم
2.6 آمپر جریان ماکزیموم
17 ولت ولتاژ ماکزیموم
2.9 آمپر جریان اتصال کوتاه
20.5 ولت ولتاژ مدار باز
11*462*970 سایز

HNM80P-12
80 وات توان ماکزیموم
4.58 آمپر جریان ماکزیموم
17.5 ولت ولتاژ ماکزیموم
5 آمپر جریان اتصال کوتاه
21 ولت ولتاژ مدار باز
35*534*1195 سایز

 

شارژ کنترلر:شارژ کنترلر قطعه ای است که بین پنل خورشیدی و باطری قرار میگیرد و یک مبدل DC به DC است که برای بهینه سازی و افزایش طول عمر باطری به کار میرود.

 

نحوه عملکرد:اگر باطری مستقیما به پنل متصل شود عمر آن کاهش میابد مگر در حالتی که جریان تولیدی توسط پنلهای PV برابر ۱/۵% جریان مجاز باتری یا کمتر از آن باشد.شارژ کنترلر دارای وظایف زیر است:

1-ولتاژ باتری را بررسی می نمایند و هرگاه که ولتاژ باتری زیادتر از حد شود، جریان شارژ را متوقف می‌کند.

2-بیشتر کنترلرها وقتی ولتاژ به حد تعیین شده ای می‌رسد به‌ راحتی می‌توانند باز شوند و یا این‌ که جریان میان باتری و PV را محدود نمایند و هنگامی که ولتاژ باتری پائین بیاید دوباره به مدار برگردانده می‌شود.ولتاژ حد در بعضی از کنترلر‌ها قابل تنظیم است و در برخی دیگر توسط کارخانه سازنده از پیش تنظیم گردیده است.

3-کنترلر همچنین از جریان معکوس در هنگام شب جلوگیری می نماید.جریان معکوس،مقدار جریانی است که هنگام شب در جهت معکوس از پانل می گذرد و باتری را تخلیه می کند.اما این توان تلف شده قابل صرف نظر کردن است.تنها در مورد سیستم های PV بزرگ این جزیان محسوس است.تقریبا تمامی کنترلرها به طور اتوماتیک این جریان را کنترل می نمایند.

باتری:باتریها انرژی الکتریکی را به صورت شیمیایی در خود ذخیره می کنند. در سامانه های فتوولتاییک باتری ها وظیفه پشتیبانی در طول شب و در روزهای ابری را به عهده دارند. از آنجا که توان خروجی صفحات فتوولتاییک در طول روز متغییر میباشد، یک باتری ذخیره کننده می تواند یک منبع نسبتا ثابت برای تولید توان باشد. تا تغییرات نور تابیده شده به صفحات را جبران کند. مزیت دیگر استفاده از باتری در سیستم های خورشیدی تامین جریان راه اندازی موتور های الکتریکی است.

انواع باتری مورد استفاده در سیستم فتوولتائیک:

Lead-acid battery
Lithium-ion battery
Nickel-cadmium battery
Nickel-iron battery
Nickel metal hydride battery
Nickel-zinc battery

Sodium-ion battery

در این سیستم برای افزایش ولتاز باطری ها را با یکدیگر سری و برای افزایش جریان آن ها را با هم موازی می کنند.

اینورتر:در صورتی که بار ما DC باشد نیازی به اینورتر نمی باشد و می توان مستقیما از برق باتری استفاده نموده ولی در صورتی که نیاز باشد یک مصرف کننده AC را تغذیه کنیم باید ابتدا برق DC توسط اینورتر به AC تبدیل نماییم سپس استفاده نماییم.

برای پایان کار نقشه تک خطی سیستم خورشیدی را قرار میدهیم.

مدار سیستم خورشیدی

هزینه نصب یک نیروگاه خورشیدی خانگی کوچک :
برای نصب یک نیروگاه خانگی کوچک که روزانه در حدود 9 کیلو وات برق تولید کند در حدود 12 میلیون تومان است اگر 4/5 میلیون تومان وام را از ان کم کنیم در حدود 7/5 میلیون تومان باید سرمایه گذار هزینه کند .
درامد این نیروگاه برابر است با :
هزار تومان 8/595 = 9 * 955 درامد روزانه
هزار تومان 257/850 = 8/595 * 30 درامد ماهانه
تومان 3.094.200 = 257/850 * 12 درامد سالانه
با این درامد ظرف مدت حدود یکسال و نیم وام پرداخت می شود و می ماند اصل سرمایه که گذاشته بودیم . اصل سرمایه نیز با احتساب تورم سالانه 10% که به قیمت فروش اضافه می شود حدود 2 سال طول می کشد که بر گردد .
پس در کل برای بازگشت کل سرمایه در حدود 3.5 سال زمان نیاز است .

اگر این پول را در بانک سرمایه گذاری کنیم و با نرخ سود فعلی پس از چهار سال پول ما دو برابر می شود یعنی 7 میلیون تومان سرمایه ما می شود 14 میلیون تومان .
اگر این پول را برای راه اندازی نیروگاه خورشیدی سرمایه گذاری کنیم در حدود 3/5 سال طول می کشد تا سرمایه ما باز گردد و با احتساب نرخ توم 1/5 سال طول می کشد که سودی که بانک به ما می دهد بر گردد . یعنی پس از 5 سال سرمایه ما 14 میلیون تومان می شود .
حال اگر این 14 میلیون تومان را در بانک قرار دهیم ماهانه با سود 19% در حدود 220 هزار تومان به ما سود می دهد ولی نیروگاه خورشیدی در حدود 450 هزار تومان ماهانه به ما سود می دهد .

برگشت به بالا