نیروگاه خورشیدی چیست؟ | هر آنچه که باید بدانید

1. موارد استفاده

نیروگاه خورشیدی PV به طور مستقیم از انرژی خورشیدی برق تولید می کنند. اما سیستم های حرارتی، مواد سیال را برای انتقال انرژی ، گرم می کنند. گرمای تولید شده را می توان برای راه اندازی توربین گاز، موتور بخار و یا موارد مشابه استفاده کرد. ظرفیت سیستم های PV، پانصد مگاوات اما ظرفیت سیستم های حرارتی حتی کمتر از 400 مگاوات است. کاربرد اصلی نیروگاه حرارتی خورشیدی مسکونی گرمایش آب است. با این حال، سیستم های PV مسکونی می توانند، برق DC را مستقیماً از انرژی خورشیدی تولید کنند.

درآمد نیروگاه خورشیدی

درآمد یک نیروگاه خورشیدی به چندین دلیل بستگی دارد که شامل میزان تولید برق، تعرفه‌های خرید تضمینی برق، هزینه‌های احداث و نگهداری، و همچنین سیاست‌های حمایتی دولت می‌شود.

1. میزان تولید برق : درآمد یک نیروگاه خورشیدی به طور مستقیم به میزان تولید برق آن وابسته است. عواملی هم در میزان تولید برق اثر دارند مانند اینکه هرچه منطقه‌ ای که نیروگاه در آن احداث می‌شود، تابش خورشید بیشتری داشته باشد، تولید برق بالاتر خواهد بود. نوع و کیفیت پنل‌های خورشیدی به کار رفته در نیروگاه می‌تواند تاثیر زیادی بر میزان تولید برق داشته باشد. نیروگاه‌های بزرگتر با ظرفیت تولید بالاترنیز درآمد بیشتری نیز خواهند داشت.
2. تعرفه‌های خرید تضمینی برق : بیشتر کشورها به خاطر تشویق سرمایه‌ گذاری در انرژی‌های تجدیدپذیر، تعرفه‌های خرید تضمینی برق را تعیین می‌کنند. این تعرفه‌ها معمولا به صورت قراردادی با دولت یا شرکت‌های برق منعقد می‌شود و برای یک دوره زمانی مشخص (مثلا 15 تا 20 سال) برق تولیدی نیروگاه به قیمت ثابت خریداری می‌شود. این سیاست حمایتی می‌تواند درآمد نیروگاه را تضمین کند و ریسک سرمایه‌گذاری را کم کند.
3. هزینه‌های احداث و نگهداری : درآمد خالص نیروگاه خورشیدی باید با توجه به هزینه‌های احداث و نگهداری محاسبه شود. هزینه‌های اولیه مثل خرید زمین، نصب پنل‌ها و تجهیزات جانبی است. هزینه‌های جاری هم مانند نگهداری و تعمیرات، نظافت پنل‌ها، و هزینه‌های عملیاتی دیگر است. این هزینه‌ها باید در مقابل درآمد حاصل از فروش برق محاسبه شوند تا سودآوری نیروگاه مشخص شود.
4. پول‌سازی از طریق فروش اعتبارهای کربنی : بعضی کشورها و مناطق، بازارهای اعتبار کربنی را برای تشویق به کم کردن انتشار گازهای گلخانه‌ای ایجاد کرده‌اند. نیروگاه‌های خورشیدی به دلیل تولید برق پاک و بدون انتشار گازهای گلخانه‌ای، می‌توانند اعتبارهای کربنی دریافت کنند و آن‌ها را در این بازارها بفروشند که می‌تواند منبع دیگری برای درآمد باشد.
5. . قراردادهای خرید برق : در بعضی از موارد، نیروگاه‌های خورشیدی قراردادهای خرید برق را با شرکت‌های خصوصی یا دولتی عقد می‌کنند. این قراردادها به نیروگاه‌ها این امکان را می‌دهد که برق خود را با قیمت توافقی به خریداران عمده آن بفروشند. درآمد حاصل از این قراردادها می‌تواند نسبت به تعرفه‌های خرید تضمینی متفاوت باشد و به شرایط بازار و تقاضا بستگی دارد.
6. حمایت‌ها و مشوق‌های دولتی : در برخی کشورها، دولت‌ها با ارائه یارانه‌ها، وام‌هایی با بهره کم، معافیت‌های مالیاتی و سایر مشوق‌ها، سرمایه‌گذاری در نیروگاه‌های خورشیدی را تشویق می‌کنند. این مشوق‌ها می‌توانند هزینه‌های سرمایه‌گذاری را کاهش داده و سودآوری پروژه را افزایش دهند
7. . استفاده از باتری و ذخیره‌سازی انرژی : بعضی از نیروگاه‌های خورشیدی به سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی (مانند باتری‌ها) مجهز هستند که امکان ذخیره برق تولیدی در زمان‌های کم‌ مصرف و فروش آن در زمان‌های پیک مصرف را فراهم می‌کنند. این استراتژی می‌تواند درآمد نیروگاه را بهتر کند.

مزایای نیروگاه خورشیدی

نیروگاه‌های خورشیدی به عنوان یکی از منابع انرژی تجدید پذیرمزایای زیادی دارند که آن‌ها را به یکی از بهترین گزینه‌ها برای تولید برق تبدیل کرده است.

مزایا	شرح
1.     منبع انرژی تجدید پذیر و پایدار	خورشید یک منبع انرژی تجدید پذیر و نامحدود است که برعکس سوخت‌های فسیلی، تمام شدنی نیست. تا زمانی که خورشید می‌تابد، می‌توان از آن برای تولید انرژی استفاده کرد. این ویژگی به نیروگاه‌های خورشیدی کمک می‌کند تا به صورت همیشگی برق تولید کنند.
2.     کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای	یکی از بزرگترین مزایای نیروگاه‌های خورشیدی این است که تولید برق از طریق آن‌ها هیچ‌گونه گازهای گلخانه‌ای (مانند دی‌اکسید کربن) را منتشر نمی‌کند. این ویژگی باعث می‌شود که نیروگاه‌های خورشیدی نقشی مهم در مبارزه با تغییرات اقلیمی و کاهش آلودگی هوا داشته باشند.
3.     کاهش وابستگی به سوخت‌های فسیلی	نیروگاه‌های خورشیدی به کاهش وابستگی به منابع انرژی فسیلی مانند نفت، گاز و زغال ‌سنگ کمک می‌کنند. این موضوع می‌تواند به افزایش امنیت انرژی در کشورها و کاهش نوسانات قیمت سوخت‌های فسیلی منجر شود.
4.     هزینه‌های عملیاتی پایین	بعد از احداث نیروگاه خورشیدی، هزینه‌های عملیاتی و نگهداری آن نسبتا پایین است. پنل‌های خورشیدی نیاز به تعمیرات کمتری دارند و طول عمر بالایی دارند (معمولاً 25 تا 30 سال). این ویژگی‌ها باعث می‌شود که نیروگاه‌های خورشیدی در بلندمدت بسیار مقرون به صرفه باشند.
5.     کاهش هزینه‌های برق	استفاده از انرژی خورشیدی می‌تواند باعث کم کردن هزینه‌های برق مصرفی شود، به خصوص در مناطقی که تعرفه‌های برق بالاست. در بعضی موارد، افراد و شرکت‌ها می‌توانند مازاد برق تولیدی خود را به شبکه برق محلی بفروشند و از این طریق کسب درآمد کنند.
6.     قابلیت نصب در مکان‌های مختلف	نیروگاه‌های خورشیدی می‌توانند در مکان‌های مختلف نصب شوند، از جمله روی سقف خانه‌ها، ساختمان‌ها، زمین‌های کشاورزی، و حتی روی آب‌ها. این ویژگی باعث می‌شود که از فضاهای موجود به بهترین شکل ممکن استفاده شود.
7.     ایجاد اشتغال	گسترش صنعت انرژی خورشیدی می‌تواند به ایجاد فرصت‌های شغلی جدید در حوزه‌های مختلف مانند تولید، نصب، نگهداری و بهره ‌برداری از تجهیزات خورشیدی منجر شود. این موضوع به خصوص در مناطقی که نیاز به اشتغال ‌زایی دارند، اهمیت بالایی دارد.
8.     قابلیت کاهش بار بر شبکه برق	نیروگاه‌های خورشیدی مخصوصا در مناطقی که به صورت مستقل از شبکه (Off-Grid) کار می‌کنند، می‌توانند بار شبکه برق را کم کنند. این موضوع به خصوص در زمان‌های اوج مصرف اهمیت دارد و می‌تواند از قطعی‌های ناگهانی برق جلوگیری کند.
9.     حمایت‌های دولتی و مشوق‌های مالی	در بسیاری از کشورها، دولت‌ها با ارائه یارانه‌ها، معافیت‌های مالیاتی، و تعرفه‌های خرید تضمینی برق (FiT)، از توسعه نیروگاه‌های خورشیدی حمایت می‌کنند. این حمایت‌ها باعث می‌شود که سرمایه ‌گذاری در این حوزه جالب ‌تر شود.
10.                        عدم نیاز به آب زیاد	بر خلاف نیروگاه‌های حرارتی که به مقدار زیادی آب برای خنک‌ کردن نیازمند هستند، نیروگاه‌های خورشیدی به آب زیادی نیاز ندارند. این ویژگی مخصوصا در مناطق کم‌ آب اهمیت ویژه‌ای دارد و به حفظ منابع آبی کمک می‌کند.

 

معایب نیروگاه خورشیدی

نیروگاه‌های خورشیدی معایبی نیز دارند که می‌تواند چالش‌هایی برای بهره ‌برداری از آن‌ها ایجاد کند.

معایب	شرح
1.     وابستگی به شرایط جوی	نیروگاه‌های خورشیدی به تابش مستقیم نور خورشید برای تولید انرژی الکتریکی نیاز دارند. بنابراین، تولید برق از این نیروگاه‌ها می‌تواند تحت تاثیر شرایط جوی مانند ابری بودن، بارندگی، یا گرد و غبار قرار بگیرد. این موضوع می‌تواند باعث کم کردن تولید برق در بعضی مواقع شود.
2.     تولید برق متناوب	نیروگاه‌های خورشیدی به صورت متناوب و بر اساس ساعات روز و شرایط جوی برق را تولید می‌کنند. به همین خاطر تولید برق در شب و در شرایط جوی نامساعد صفر است. برای حل این مشکل نیاز به سیستم‌های ذخیره ‌سازی انرژی (مانند باتری‌ها) یا منابع انرژی پشتیبان می‌باشد که می‌تواند متحمل هزینه بیشتری شود.
3.     هزینه‌های اولیه بالا	هزینه‌های اولیه برای نصب و راه‌ اندازی نیروگاه‌های خورشیدی می‌تواند تقریبا زیاد باشد. این هزینه‌ها شامل خرید تجهیزات، نصب، و تأسیسات اولیه است. هرچند که این هزینه‌ها با گذشت زمان به دلیل کم شدن هزینه‌های تولید پنل‌های خورشیدی در حال کاهش است، اما هنوز هم می‌تواند یک مانع برای بعضی سرمایه‌ گذاران باشد.
4.     نیاز به فضای زیاد	برای نصب نیروگاه‌های خورشیدی مخصوصا در مقیاس بزرگ، نیاز به فضای زیادی است. این نیاز به فضای بزرگ می‌تواند در مناطق با کمبود زمین، محدودیت‌هایی به وجود آورد و هزینه‌های مربوط به خرید یا اجاره زمین را زیاد کند.
5.     آلودگی ناشی از تولید و دورریزی	تولید پنل‌های خورشیدی و سایر تجهیزات آن می‌تواند باعث تولید آلودگی و استفاده از مواد شیمیایی شود. پنل‌های خورشیدی که در آخر عمر خود هستند نیاز به بازیافت یا دفع مناسب دارند تا از مشکلات زیست‌ محیطی جلوگیری شود
6.     نگهداری و تعمیرات	هزینه‌های نگهداری نیروگاه‌های خورشیدی تقریبا کم است، ولی نظافت منظم پنل‌ها برای حفظ کارایی آن‌ها لازم است. در بعضی از شرایط، نیاز به تعمیرات و تعویض قطعات نیز امکان دارد.
7.     تأثیرات بصری	در بعضی مناطق، نصب نیروگاه‌های خورشیدی می‌تواند تاثیرات بصری منفی هم داشته باشد. مثلا پنل‌های خورشیدی می‌توانند منظره طبیعی یا زیبایی محیط را تحت تاثیر قرار دهند، به ویژه در مناطقی با مناظر جالب یا تاریخی.
8.     محدودیت‌های تولید انرژی در مناطق جغرافیایی خاص	بازدهی نیروگاه‌های خورشیدی به شدت به موقعیت جغرافیایی بستگی دارد. در مناطقی با تابش خورشید کم یا مناطق قطبی، نیروگاه‌های خورشیدی امکان دارد به اندازه کافی برق تولید نکنند و نیاز به ترکیب با منابع دیگر انرژی باشد.

 

هزینه ساخت نیروگاه خورشیدی

هزینه ساخت نیروگاه خورشیدی به عوامل مختلفی مانند مکان، اندازه، نوع فناوری و شرایط محلی بستگی دارد. هزینه ساخت نیروگاه خورشیدی به دو دسته اصلی تقسیم می‌شود : هزینه‌های اولیه وهزینه‌های عملیاتی و نگهداری.

برای نیروگاه‌های خورشیدی مقیاس بزرگ، هزینه‌ها به طور معمول در حدود ۱۰۰۰ تا ۳۰۰۰ دلار به ازای هر کیلووات ظرفیت نصب شده آن است. این هزینه می‌تواند با توجه به پیشرفت‌های فناوری، مقیاس پروژه و شرایط محلی فرق کند. برای پروژه‌های کوچک ‌تر و خانگی هزینه به ازای هر کیلووات می‌تواند بیشتر باشد. برای برآورد دقیق‌ ترهزینه بهتر است با شرکت‌های تخصصی در این زمینه مشورت کنید و جزئیات پروژه خود را بررسی کنید.

کاربردهای نیروگاه خورشیدی

نیروگاه‌های خورشیدی کاربردهای مختلفی دارند که عبارتنداز:

1. تامین برق برای شبکه : نیروگاه‌های خورشیدی با اندازه بزرگ می‌توانند انرژی الکتریکی تولید شده را به شبکه برق عمومی منتقل کنند و به تامین نیازهای انرژی منطقه‌ای و ملی کمک کنند.
2. برق‌رسانی به مناطق دورافتاده : در مکان‌هایی که به شبکه برق اصلی متصل نیستند، نیروگاه‌های خورشیدی می‌توانند منبع اصلی یا مکملی برای تامین برق باشند.
3. تامین انرژی برای ساختمان‌های تجاری و صنعتی : شرکت‌ها و کارخانه‌ها می‌توانند از نیروگاه‌های خورشیدی برای کاهش هزینه‌های انرژی و بهتر کردن پایداری محیط زیست استفاده کنند.
4. تولید انرژی برای مصارف خانگی : نصب پنل‌های خورشیدی در خانه‌ها به کم کردن هزینه‌های برق و افزایش استقلال انرژی خانواده‌ها کمک می‌کند.
5. پمپ‌های آب خورشیدی : در کشاورزی و مناطق خشک، نیروگاه‌های خورشیدی می‌توانند برای تامین انرژی پمپ‌های آب به کار بروند.
6. الکتریسیته برای وسایل نقلیه برقی : نیروگاه‌های خورشیدی می‌توانند انرژی لازم را برای شارژ وسایل نقلیه برقی را تامین کنند.
7. تامین انرژی در پروژه‌های ویژه : برای کاربردهای خاص مانند سیستم‌های ارتباطی، چراغ‌های خیابانی و سیستم‌های امنیتی نیروگاه‌های خورشیدی می‌توانند منبع انرژی مناسبی باشند.

جمع بندی

نیروگاه‌های خورشیدی با استفاده از یک منبع نامحدود و پاک، به عنوان یک راه‌حل پایدار برای تولید انرژی در حال رشد هستند. با توجه به مزایای زیست‌محیطی و اقتصادی این نیروگاه‌ها، سرمایه‌گذاری در آنها می‌تواند به تأمین انرژی پایدار و کاهش اثرات منفی تغییرات اقلیمی کمک کند.