طراحی و ساخت قفل الکترونيکي

رديابي گوشی همراه

كنترل هوشمند چهارراه

طراحی و ساخت مين ياب هوشمند

ادامه 

بررسي كاربرد انرژي خورشيدي درسيستمهاي فتوولتائيك(برق خورشيدي)

 

چكيده

مصرف بي رويه و روز افزون سوختهاي فسيلي بعنوان منابع محدود انرژي و تأثيرآن برمحيط زيست توجه جهانيان را به استفاده از انرژيهاي تجديد پذير جلب نموده است. درطي چنددهه اخيرمصرف سوختهاي مزبورباعث توليدگازهاي گلخانه اي وبالاخص افزايش 30 درصدي غلظت اتمسفري دي اكسيد كربن،بارانهاي اسيدي وپديده گرم شدن زمين وبوجود آمدن ساير پديده هاي مضر زيست محيطي شده است.همچنين مصرف اين سوختها درجهت تامين انرژي بر اكوسيستم، آب و هوا و سلامت موجودات زنده بخصوص انسان نيز تاثير منفي گذاشته است. دركشورهاي توسعه يافته و درحال توسعه بدون در نظر گرفتن ديدگاههاي مختلف تمام تلاشها،در مسير ارتقاي كيفيت زندگي مردم قراردارد.دركشورمانيز اگرهدف نهايي دولت تامين نيازهاي انرژي نسل آينده،غلبه كردن بر فقر وافزايش رشد و شكوفايي اقتصادي باشد،پايايي وپويايي رسالت فوق مارا به استفاده مفيد و بهينه ازكل منابع انرژي مقيد مي سازد.

نگارنده مقاله سعي داشته ضمن نگرش اجمالي به انرژيهاي تجديد پذير با تأكيد بر     انرژي خورشيدي؛ به اصول تكنولوژي خورشيدي وكاربردهاي آن در توليد صورتهاي ديگر انرژي از جمله انرژي الكتريكي بپردازد و درادامه مقاله نيز باذكر آمار وارقام مربوط به  مصرف جهاني انرژي وسهم انرژي خورشيدي از كل انرژيهاي تجديدپذير؛ روند روبه رشد استفاده از  سيستم هاي خورشيدي در ايران و جهان ، مزاياي استفاده از اين نوع انرژي در بخشهاي مختلف را مورد بحث وبررســـي قرارداده است.لازم به يادآوري است كه روش تحقيق دراين مقاله از نظر هدف،كاربردي وازنظر شيوه جمع آوري آمار واطلاعات، اسنادي است.

واژه هاي كليدي:

سيستمهاي فتوولتائيك-انرژي تجديدپذير-توسعه پايدار- بارانهاي اسيدي- گازهاي گلخانه اي

مقدمه

 يكي از مشكلاتي كه بشر در اكثر مناطق جهان با آن مواجه است آلودگي هوا مي باشد؛ آلودگي هوا محصول شرايط نامطلوب ناشي از توليد اکسيدهای گوگرد(Sox)ونيتروژن(Nox)مي باشد، همانطوريكه مي دانيم منابع مختلف ازجمله نيروگاهها كه  در آنها سوختهاي فسيلي مورد استفاده قرار مي گيرند ازعوامل توليد كننده گازهاي دي اكسيد گوگرد و واحدهاي توليد آمونياك بعنوان عوامل توليدكننده اكسيدهاي نيتروژن(Nox) بوده ومنابع  مذكور عامل بارانهاي اسيدي در اتمسفر بشمار مي آيند.(بعنوان مثال به ازاي سوختن يك تن سوخت نفتي 1 تا 7 كيلوگرم،سوختن يك تن بنزين 11 كيلوگرم وسوختن يك تن گازوئيل 22 كيلوگرم اكسيدهاي نيتروژن(Nox) توليد مي گردد).همچنين تحقيقات انجام شده دراين زمينه نشان مي دهد افزايش اسيديته به واكنش حل شدن فلزات موجود در خاك منجمله آلومينيوم كمك نموده وباعث افزايش غلظت اين فلزات در آبهاي زيرزميني مي گردد،که اين امر بنوبه خود رشد گياهان را مختل ومنجر به آسيب رساندن به آبشش ماهيها وبمرور زمان باعث مرگ آنها مي گردد.

همگام بابكارگيري انرژيهاي نو وتجديد پذير بويژه انرژي باد، انرژي آبشارها،انرژي امواج دريا؛ انرژي خورشيدي اين منبع لايزال الهي به دليل سهل و آسان در دسترس بودنش،در طي سالهاي اخير بيشترموردتوجه انسان قرارگرفته است. بهره برداري بيش از حد منابع زير زميني و فسيلي باعث شده است كه‌آينده مخاطره آميزي در انتظار كشورهاي صاحب سوختهاي فسيلي باشد چرا كه در هر صورت اين منابع محدود انرژي روزي به پايان خواهدرسيد. بنابر اين وظيفه نسل فعلي اين كشورها،حفظ اين سرمايه عظيم براي نسلهاي آينده و توجه ويژه و فوق العاده به انرژي هاي تجديدپذير بويژه انرژي خورشيدي است.

فن آوري سادة بهره برداري از انرژي خورشيدي،بحثهاي آلودگي محيط زيست وذخيره سوختهاي فسيلي از جمله عوامل مهمي هستند كه خوشبختانه باعث شده دركشورمان درسالهاي اخير به منابع انرژي خورشيدي توجه خاصي معطوف گردد.اگر واقع بينانه به اين مسيرنگاه كنيم درمي يابيم كه بطور خودكار دراستفاده ازانرژيهاي تجديدپذير از فن آوري پتروشيمي درخصوص توليدمحصولات با ارزش افزوده چندين برابر سوختهاي فسيلي نيز سودجسته ايم.

تبديل انرژي خورشيدي و استفاده از آن مستلزم بكارگيري روشهاي مختلفي هست كه دراين راستا هر روز محققان و دانشمنـدان روشهاي نو و جديدي با فن آوري خاص و پيچيـده را مي آزمايند تا حداكثر بهره برداري از انرژي خورشيدي را فراهم نمايند.اگر امكانات اقتصادي طرحهاي مختلف و جوانب آن دقيق و كامل سنجيده شوند اين امردرجلوگيري از بهدر رفتن سرمايه ونيزدراجراي طرحهاي بهينه و با توجيه اقتصادي موثرخواهدشد.دركشورپهناورايران مي توانيم بااجراي طرحهاي خورشيدي بويژه درشهرها و حدود شصت هزار روستا كه دسترسي كمتري به سوختهاي فسيلي دارندوبلحاظ جغرافيايي ازشدت تابش مناسب خورشيدبرخوردارهستند,علاوه برتامين نمودن برق لازم ؛درمسير صرفه جويي مصرف سوختهاي فسيلي نيزگام موثري برداريم.

اكثر كشورها،منابع انرژي تجديد پذير مانند خورشيد، باد، آب و بيوماس دارندتكنولوژيهاي مربوط به استفاده از انرژي هاي تجديد پذير نيزبه اندازه كافي توسعه يافته و قابل اطمينان هستند كه اين امكان فراهم شود تا بابكارگيري منابع مذكور مقداري از انرژي مورد نياز كشور ازاين طريق تأمين گردد.در حقيقت مي توان گفت پروژه هاي انرژي تجديد پذير از نظر كاهش هزينه و نوع كاربرد بسيارمؤثر بوده وتغييرات وتعديل آب و هوا درسطح جهان بستگي به كاربرد همه جانبه اين نوع تكنولوژي درتمامي كشورها خواهد داشت.بكارگيري اين تكنولوژيها       مي تواند هم بعنوان اهداف توسعه ملي و مهم كشورها درجهت تأمين انرژي در مناطق با جمعيتهاي روستايي وشهري وصنايع خانگي و هم بعنوان عامل كاهش دهنده آلودگيهاي محيط زيست مد نظر قرارگيرد.بررسي اكثر فرصتهاي موجود، مفيد بودن اين تكنولوژيها را ثابت كرده است؛ چنانچه فرصتهاي استفاده از اين نوع انرژي ممكن است دركشورهاي مختلف بامحدوديتهايي مواجه شود ولي ايجاداين موانع فقط به دليل فقدان اطلاعات كافي در مورد اين نوع تكنولوژيها،فرصتها،هزينه وفايده بعلاوه عدم وجود منابع انساني متخصص،سازمان وموسسات لازم جهت ارزيابي،فاينانس وهدايت سرمايه ها به اين سمت مي باشد.

اغلب آژانسهاي فاينانسر درسرمايه گذاري هاي خوددرتاييداجراي پروژه هاي توليدانرژي؛  اولين سؤالي كه عنـوان مي نمايند عبارت است ازاينكه دقت تخمين سود و هزينه و احتمال برگشت سرمايه دراين پروژه هاچقدرخواهد بود؟ كه اين سوال را مي توان با بهبود بخشيدن تخمين هاي دقيق وترسيم وشفاف سازي هزينه پروژه ومحاسبه دقيق ميزان محصول پروژه پاسخ واقعي داد.

مزاياي استفاده ازانرژيهاي تجديدپذير

مزاياي انرژيهاي نو وتجديدپذيردرجاي خودحائزاهميت است كه دراينجامابه چندموردازآن اشاره مي نمائيم:

نخستين و بارزترين مشخصه اين منابع انرژي آن است كه اين نوع انرژيهاي با محيط زيست سازگار هستند. انرژي حرارتي ناشي از سوختهاي فسيلي و انرژي هسته اي مشكلات محيطي خاص خود را دارند.لازم به يادآوري است كه روز به روز نگرش جوامع نسبت به منابع انرژي كه سازگاري با محيط زيست ندارند نامساعدتر مي شود. بعنوان مثال كشورهايي منجمله هند به دنبال گرم شدن كره زمين و اقدامات انجام شده بعداز پروتكل كيوتو سعي در به حداقل رساندن مقدارگازهاي گلخانه اي توليد خود دارند.درخصوص مزاياي زيست محيطي مي توان گفت كهانرژي تجديدپذيربه هيچ عنوانCo2 وياسايرگازهاي آلاينده ومضربراي اتمسفرتوليد نمي كند.انرژي تجديد پذير  زباله و بقاياي مشكل آفرين توليد نمي كند.اين نوع انرژيها پايان ناپذيرند.درزمينه مزاياي استراتژيك مي توان به اين نكته اشاره كرد كه كه انرژي تجديدپذير  مي تواند بطورمنطقه اي  و محلي توليد شود وعاملي براي قطع وابستگي محسوب شود.همچنين اينگونه انرژي ها بغير از مزاياي مذكور،توام با مزاياي اجتماعي و اقتصادي بشرح ذيل نيز :

$11)     انرژي هاي تجديد باعث ارتقاي سطح جوامع كوچك مي شوند چون غالباً تجهيزات آنها در مناطق روستايي نصب مي شود.

$12)     اين نوع انرژيها به يك ملت فرصت ايجاد و توسعه تكنولوژيهاي ملي مي دهد.

آمارمصرف جهاني انرژي

در حدود 66% از كل انرژي الكتريسته جهان و 80% از انرژي تجاري در دنيا از سوختهاي فسيلي تجديد ناپذير بدست مي آيد كه درتامين انرژي گرمايشي، حمل و نقل، الكتريسته، توليد محصولات و ساير مصارف بكارمي روند.آمارنشان مي دهدكه تجهيزات خورشيدي توليد كننده برق در سال 1999 ميلادي كلاً 200  مگا وات، درسال 2000 ميلادي280 مگا وات و در سال 2001 ميلادي340 مگا وات و در سال 2002 ميلادي427 مگا وات برق توليد كرده اند.

توليدات منابع انرژي تجديد پذير 13% از انرژي جهاني را بخود اختصاص داده اند كه دراين بين سهم انرژي خورشيدي درتأمين انرژيهاي موردنيازجهان فقط 1% ازكل انرژيهاي تجديدپذيراست.خوشبختانه درطي20 سال اخيرنرخ رشد تقاضا  براي انرژي خورشيدي بطور ثابت 20الي25 درصد در سال بوده و درطول اين سالها قيمت تمام شده برق توليدي و قيمت خود تجهيزات بكار رفته نيزكاهش يافته است كه براي اين امر مي توان دلايل زير را بيان نمود:

$11)     افزايش كارآيي سلولهاي خورشيدي

$12)     بهبود تكنولوژيهاي توليد

$13)     توجيه اقتصادي

وضعيت جغرافيايي ايران بگونه اي است كه بين عرضهاي جغرافيائي 25 الي40 درجه قرار گرفته وميزان تابش برون زميني خورشيدبرسطح افق بين300تا950 كالري بر سانتي متر مربع در روز تغييرمي نمايد.بيشترين چگالي تابش خورشيد درحدود پنج كيلووات برمترمربع       مي باشد كه در ايران اين چگالي درمكانهاي مطلوب به حدود يك كيلووات بر متر مربع ميرسد. بااين وضعيت اگر بخواهيم انرژي خورشيدي را با انرژي سوختهاي فسيلي مقايسه كنيم در مي يابيم با توجه به وسعت كشورمان ميزان كل انرژي خورشيدي در ايران                    حدود 1016 مگاژول مي باشد كه اين مقدارازنظرارزش برابر با 1600 ميليارد بشكه نفت خام بوده وكه ازنظرمقدار تقاضاي انرژي ساليانه در كشور رقم قابل توجهي رانشان مي دهد.

آمارها نشان مي دهد مصرف سوخت در ساختمانهاي مسكوني و تجاري با رشد متوسط سالانه(4/7 درصد)در حدود 2/37% كل مصرف سوخت كشور مي باشدكه اين بخش در مقايسه با ساير بخشها نظير صنعت، كشاورزي، حمل و نقل و غیره سهم قابل توجهي را بخوداختصاص داده است.اگر اقدامات و تدابيرخاصي براي كاهش مصرف انرژي در ساختمانها بكار گرفته شود باوجودآنكه در زمان اجرا اين اقدامات موجب افزايش هزينه ساخت مي شود،اما بكارگيري اين شيوه بميزان قابل ملاحظه اي هزينه مصرف انرژي راكاهش داده بنحوي كه پس ازطي چندسال از زمان بهره برداري از پروژه، هزينه اضافي ساخت،جبران شده وبكارگيري آن كاملاً بنفع بهره بردار خواهد بود.

کاربرد سيستمهای فتوولتائيك درتولید برق خورشيدي

در حال حاضر بيش از 45% انرژي خورشيدي دنيا دركشور ژاپن توليدمي شود، اروپا با 25% رتبه دوم وايالت متحده آمريكابا19%رتبه سوم رابه خوداختصاص داده است.در خصوص بازار عرضه سلولهاي خورشيدي از نوع سيليكوني كريستالي مي توان گفت كه اين سلــولها 88% از بازار را بخود اختصاص داده اندو 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 شوندوبا كارآيي  11الي16 درصد كاربرد وسيع وگسترده در تكنولوژي ميكرو الكترونيك دارند.هرسلول خورشيدي از اين نوع حدود 5/0ولت برق توليد مي كندبعنوان مثال دريك سیستم خورشيدي از نوع MA36/45، 36 سلول خورشيدي بصورت سري با توان توليد 45 وات نيروي برق بهم متصل می باشند. عمر كاري صفحات خورشيدي (مدولهاي فتوولتائيكPhoto Voltaics Modules ) 25 سال است البته سلولهاي خورشيدي ازنوع Thin Filmكه جاذبهاي بسيارخوبي براي نورمحسوب می شوند در مقايسه با ورقه ها سيليكوني كريستالي كه حدود 40 الي 50 درصد قيمت تمام شده يك سيستم خورشيدي را دارا بودهومواد ارزانتر براي ساخت سلولهاي خورشيدي بحساب مي آيند اخيراً وارد بازار شده است ، طوریکه مصرف اين نوع ازسلولها قيمت تمام شده محصول را بسيار پايين مي آورد. لازم به ذکر است که سلولهای مزبور از لايه هاي نازك سمي كانداكتور Thin Film كه روي شيشه و يا فولاد ضد زنگ قرار مي گيرند استفاده شده است.

درخصوص پنلهاي خورشيدي به مدل آزمايشگاهي پنل خورشيدي هوشمند كه توسط مريم بشارتي كارشناس مهندسي مكانيك در اولين كنفرانس اكوانرژي ايران ارائه شد،اشاره مي كنيم.طراحي وساخت پنل مذكور بنحوي است كه سطح پنل در هر شرايطي بطور هوشمند عمود بر نور خورشيد قرار ميگيردوپنل مزبور خورشيد را از طلوع تا غروب رديابي مي نمايد.اين امر باعث مي شود كه هر لحظه ماكزيمم انرژي خورشيد جذب وجريان الكتريكي ماكزيمم توليد شود.شيوه عملكرد پنل طوري برنامه ريزي شده كه در هر شرايط    آب هوايي جواب مي دهد.همچنين سيستم هدايتي اين سيستم نياز به كامپيوتر ندارد و توسط يك برد الكتريكي كنترل مي شود.

بطور كلي كاربرد سيستمهاي انرژيهاي تجديد پذير بويژه سيستم فتوولتائيك از نظر اقتصادي مستلزم سرمايه گذاري بالا مي باشد.معمولاً كاربرد اين گونه سيستم، 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 و نصب 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 مدولهاي فتوولتائيك 40 تا60 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 الكتريكي توليد مي كند.براساس پژوهشهاي انجام شده در دنيا هزينه سرمايه گذاري سيستم هاي فتوولتائيك بسته به محل و نوع كاربري (AC ياDC ) 5 تا 15/Wp $ (دلار بر وات پيك)  بر آورد شده است.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 عمرمتـــــوسط 20 سال,نرم هزينه توليدبرق سيستم هاي فتوولتائيك دردنيا بين20 تا60 (KWh/C) بستگي به محل كار و هــزينه هاي تجهيزات جانبي متغير مي باشد.درجدول زير قيمت انرژي الكتريكي توليد شده توسط سيستم هاي فتوولتائيك در كشورهاي اروپايي بعنوان نمونه ارائه شده است.

جدول شماره (1)

قيمت

(EUR/KWh)

توان سيستم فتو ولتائيك

KE

نام كشور

62/0 ـ 5/0

ـــــ

آلمان

6/0

47/0

20 <

20 >

استراليا

22/0

ـــــ

ايتاليا

4/0

2/0

5 <

5 >

اسپانيا

نتيجه استعلام قيمت پنلهاي فتـــوولتائيك و تجهيزات وابسته از شركتهاي سازنده داخلـي هزينه هاي هر نيروگاه فتوولتائيك 5و15 كيلوواتي مجهز به باتري هاي ذخيره شارژ كنترلي و ديگر سيستم هاي جانبي طبقطراحي اوليه متناسب با شرايط تابش منطقه اي در جدول 2 و 3 ارائه شده است. هزينه خريدتجهيزات  نيروگاههاي فتوولتائيك 5 و15 كيلوواتي با تعداد باتري هاي مورد نياز با 3 روز ذخيره احتياطي به ترتيب 645400 و 2295400 هزارريال بر آورد شده است.

جدول (2) سيستم فتوولتائيك مدل5KW/48PU

شرح

مشخصات

تعداد

قيمت واحد

قيمت كل

پانل برق خورشيدي

45 وات ـ 76/2 آمپر

112

2500 هزار ريال

280000هزارريال

شارژ كنترلر

48 وات ـ 30 آمپر

7

4000

280000

باتري

600 آمپر  ساعت

120

2450

294000

سازه نگهدارنده

فلزي / نصب روي زميني

7

3200

22400

اينورتر

220/48 سه كيلو ولت آمپر

1

9500

9500

وايرينگ كل سيستم

ـــــ

ـــ

500000

500000

تجهيزات الكترونيكي و تابلوهاي كنترل

ـــــ

ــــ

6500

6500

جمع كل

 

 جدول (3) سيستم فتوولتائيك مدل 15KW/48PU

شرح

مشخصات

تعداد

قيمت واحد

قيمت كل

پانل برق خورشيدي

45 وات ـ 76/2 آمپر

352

2500 هزار ريال

880000هزارريال

شارژ كنترلر

48 وات ـ 60 آمپر

7

6500

26000

باتري

600 آمپر  ساعت

400

2450

980000

سازه نگهدارنده

فلزي / نصب روي زميني

22

3200

70400

اينورتر

220/48 سه كيلو ولت آمپر

2

145000

290000

وايرينگ كل سيستم

ـــــ

ـــ

25000

25000

تجهيزات الكترونيكي و تابلوهاي كنترل

ـــــ

ــــ

24000

34000

جمع كل

 

اطلاعات جداول فوق نشان مي دهدكه هزينه توليد برق توسط هر كدام ازسيستمهاي مذكور در كشورمان بسياربالاترازميانگين جهاني (20 تا 60C/KWh)بوده وبايستي پارامترهاي مؤثر ديگرنيزدر تحليل اقتصادي چنين سيستم ها مورد ارزيابي قرار داد.

پژوهشهاي بانك جهاني حاكي ازآن است كه كارآيي سيستم هايPV(مدولهاي خورشيدي) افزايش يافته و طي دهه هاي اخير كارآيي اينگونه سيستمهاوارتقايشان به70 الي85 درصد رسيده كه اين امرنقش مهمي دركاهش هزينه برق ناشي ازانرژي خورشيدي ايفاءمي نمايد.

 هزينه سيستم كه شامل هزينه تجهيزات جانبي سيستم PV از قبيل پايه هاي نگهدارنده,مبدل انرژي(جريان DC به AC),ابزار كنترل،كابل رابط، باتريهاي ذخيره و غيره  مي باشد بطور ميانگين 40 الي60 درصد هزينه هاي سرمايه گذاري سيستم PV را             دربرمي گيرد.

مزاياي سيستم هاي فتوولتائيك(PVخورشيدي)در مقايسه با نيروگاههاي متعارف نيز         در خور توجه بوده كه مابه چندموردازآن اشاره مي نمائيم :

1) عدم نياز به توسعه شبكه توزيع نيرو و صرفه جويي در هزينه هاي سرمايه گذاري توزيع

2) عامل كاهش آلودگي هوا و آلودگي صوتي كه مسئله مهمي در بعضي مناطق كشور محسوب مي شود

3) عدم نياز به پرسنل تمام وقت براي نگهداري از دستگاههاي و سهولت آموزش عمومي براي نگهداري از سيستم PV

4)اقتصادي بودن بهره برداري زمانيكه تله بار كوتاه باشد.

دركشورمان اقداماتي رامي توان انجام دادكه 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 الي45 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. طوريكه با اعمال طول عمر 30 سال براي سيستمهاي مذكور هزينه توليد الكتريسته با نرخ تنزيل 18 درصد از 80 به 74 ($/KWh) كاهش مي يابد.

ج. امروزه هزينه مدولها فتوولتائيك كريستال سيليكوني در دنيا حدود 370 ($/m2) مي باشد در حاليكه قيمت مدولهاي مشابه ساخت داخل بيش از 450($/m2)استعلام شده است.حداقل رساندن تفاوت قيمت مذكور بين كشور هاي خارجي و شركتهاي داخلي منجــــرمي شودكه هزينه هاي اين بخش به حداقل برسدكه اين امربه 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 خواهدشد.

مصرف بي رويه سوختهاي فسيلي علاوه برآلودگي آب و هواموجب حادترشدن مسئله تغييرات دمايي كره زمين مي شود. براساس پيش بيني دانشمندان، چنانچه روند كنوني مصرف سوخت فسيلي و تخريب جنگلها ادامه يابد در حدود 30 تا 50 سال آينده دماي كره زمين در حدود4 درجه سانتيگراد افزايش خواهد يافت.اين افزايش دما در زمين بنوبه خودمنجربه بالا رفتن سطح آب درياها و اقيانوسها به اندازه40تا60 سانتي متر خواهد شد؛ازعوارض ديگرمصرف سوختهاي فسيلي تخريب لايه ازن مي باشد كه خود در جذب تشعشات ماوراي بنفش موثر بوده و باعث بروز برخي بيماريها ازجمله سرطان پوست در انسان شده و محصولات كشاورزي نيز از اين روند آسيب خواهند ديد.

مسأله انرژي خورشيدي و استفاده از اين منبع بسيار ارزشمند و لايتناهي درسالهاي اخير در سطح جهان بيشترعنوان گرديده است.اين انرژي,آزاد,بدون قيمت و قابل گردآوري و استفاده است و جالب آنكه در هنگام استفاده موجب آلودگي محيط زيست نيز نمي شود.مقدار انرژي كه زمين از خورشيد دريافت مي دارد 5000 برابر بيشتر از آنست كه جمعيت فعلي زمين بتوانند آنرا مورد استفاده قرار دهند و مهمتر اينكه اين انرژي در انحصار هيچ شركتي يا كشوري نيست كه بتواند محدوديتي ايجاد نمايد. در ضمن با روي آوردن به انرژي خورشيدي اين امكان فراهم مي شود كه نفت اين طلاي سياه باارزش كه موجبات تكامل وترقي زندگي انسانها نيز محسوب مي شوددرتوليدهزاران فرآورده پتروشيمي مورداستفاده قرارگيرد.

بررسي روند رو به رشد استفاده از سيستم هاي فتوولتائيك

مسأله جنگ اعراب و اسرائيل و محدويت اعراب در عرضه سوختهاي فسيلي جرقه اساسي در اذهان اروپائيان جهت روي آوردن به انرژي خورشيدي ايجادكرد. انرژي خورشيدي، برخلاف انرژي فسيلي يك انرژي پايان ناپذير است.كره زمين فقط دوميلياردم از تشعشع خورشيد را جذب مي كند اين مقدار در برابر كل انرژي خورشيد رقمي ناچيز است ولي ساليانه معادل   5 تا 10 برابر كل انرژي فسيلي موجود در زمين مي باشد. يك متر مربع از سطح خارجي اتمسفر بطور متوسط حدود 1350 وات انرژي دريافت مي كند.تعداد ساعات آفتابي ساليانه در نقاط مختلف سطح كره زمين نيز بين1000 تا 4000 ساعت متغير است. كشور ايران نيز به لطف جغرافياي خاص خود و تنوع آب و هوايي؛ پتانسيلهاي كافي براي بهره گيري از        تمام انرژيهاي شناخته شده در جهان را داراست.وجوداستانهاي همچون استان مركزي با آسماني صاف  و بدون ابر براي تماس مستقيم خورشيد موقعيت منحصر به فرد براي نصب سيستم سلولهاي فتوولتائيك ايجاد كرده است قابل ذكر است كه متوسط ساعات آفتابي در كشور سالانه حدود 2800 ساعت است كه اين ميزان در شهرهاي كويري به بيش از 3200 ساعت همي رسد.آمارها نشان مي دهند كه قسمتهاي جنـوبي خاك ايران روزانه حدود                    يك كيلووات ساعت برمتر مربع و قسمتهاي شمالي آن حدود 600وات ساعت برمترمربع انرژي دريافت مي كند. كشورمان از نظر دريافت انرژي خورشيدي در موقعيت بسيار خوبي قرار داردوخوشبختانه فعاليتهاي خاصي نيزدر برخي نقاط ايران دراين زمينه انجام گرفته  است. در دهه 1970 در حاليكه در ايالات متحده آمريكا صنعت توليد انرژي الكتريكي با          بهره گيري از انرژي خورشيدي مراحل تكميلي خود را پشت سر مي گذاشت ژاپن و آلمان نيز بشدت از اين صنعت حمايت مي كردند و شركتهاي مرتبط بااين تكنولوژي فعاليتهاي خود رادركشورهاي مزبورگسترش داده اند. درهمين راستا آمريكا از ابتداي دهه 1980 تا         سال 1998 توانست ظرفيت انرژي خورشيدي خود را به حدود 50 مگا وات افزايش دهدودر حال حاضرنيز در آمريكا بزرگترين نيروگاه فتوولتائيك (انرژي خورشيدي) با ظرفيت 2/5 مگاوات در وضعيت پيك خود, كار مي كند. همچنين در آمريكا بزرگترين تأسيسات فتوولتايي در بيمارستـــاني در Memorial Hospital  دردره Salinas در ايالت كاليفرنيا نصب شده است كه علاوه بر تأمين دو سوم برق روزانه اين بيمارستان سايبان مناسبي براي 80 خودروي بيمارستان به حساب مي آيد.    

    

    برنامه ريزان واحد توليد برق آمريكا پيش بيني كرده اند تا10سال آينده تأمين انرژي الكتريكي براي مصارف برق منازل وصنايع ازطريق بكارگيري سيستم فتوولتايي به حدود 1000 مگاوات برسد طوريكه اين ميزان ازلحاظ ارزش معادل 180 ميليون بشكه نفت در آن زمان خواهد بود.در كشورهاي اروپايي از جمله انگلستان نيز كارهايي در اين زمينه صورت گرفته كه از آن جمله به بزرگترين بام خورشيدي (بام PV)مي توان اشاره كرد كه اخيراً در شهر بيرمنگام با نصب 1760 پنــــل فتوولتايي (PV) ساخته شده است وانتظار مي رود حدود 80000 واحدمسكوني از برق خورشيدي توليد شده استفاده نمايند.ژاپن نيز ازسال 1980 فعاليتهاي خود را در اين زمينه آغاز كرده است طوريكه در برنامه بلند مدت توسعه صنعت برق خود قراراست تا سال 2010 هدف توليد 400 مگاوات برق از اين طريق دنبال شود.ژاپن در سال 2000 ميلادي با 65 مگاوات ظرفيت توليد پس از شركتهاي آمريكايي (با 120 مگا وات ظرفيت توليد) دررتبة دوم قرارداشت وبابهبودوضعيت خودبادنبال كردن سياست استفاده بيشترازانرژيهاي خورشيدي توانست رتبه خودرا درتوليداين نوع انرژي دراواخرسال     2003 ميلادي ارتقاءبخشيده ودرنتيجه با اختصاص بيش از 45% ازظرفيت توليداين نوع انرژي درسال2003ميلادي در رتبه اول و قبل از كشورهاي اروپايي(با25% ظرفيت توليد) و آمريكا(با 19% ظرفيت توليد انرژي خورشيدي) قرار بگيرد.درنتيجه كشورژاپن درخصوص اجراي برنامه هاي پيش بيني خود جلوترازبرنامه بوده و در اين زمينه در جهان موفق تر ازساير كشـورهابوده است.اميدواريم سياست استفاده ازاين منبع انرژي نامحدوددرامرتوليدانرژي دركشورما نيزهمگام باكشورهاي ديگردنبال گرديده وسرعت وسهم استفاده وبهره گيري ازانرژيهاي تجديدپذيردركشور افزايش يابد.

نتيجه گيري

1- درخصوص هزينه هاي توليدبرق وسرمايه گذاري اوليه مولدهاي انرژي خورشيدي وبرگشت سرمايه مي توان براساس موقعيت محل وتجهيزات بكاررفته ميزان هزينه هاي اوليه راكاهش داد؛مثلا طول عمرمدولهاي فتوولتائيك توليد داخل15سال تعيين شده است درحالي كه طول عمر مدولهاي مزبورساخت خارج 30سال تعيين شده است اين امردرهزينه هاي الكتريسيته توليدي سيستم فتوولتائيك تاثيرقابل توجهي گذاشته بطوريكه بااعمال طول عمر30سال براي سيستمهاي مزبور هزينه توليد برق با نرخ تنزيل 18 درصد از 80 به 74 دلار به ازاي هركيلووات ساعت كاهش مي يابد؛يابه عنوان مثال با به حداقل رساندن تفاوت قيمت مدولهاي مشابه كريستال سيلكوني شركتهاي داخلي وخارجي مي توان هزينه هاي اين بخش را به حداقل رساند.

2- سهم هزينه هاي مرتبط تجهيزات جانبي اعم ازباتريهاي ذخيره,پايه هاي نگهدارنده،      مبدل انرژي،كابل رابط وغيره حدود40 تا60درصدكل هزينه هاي سيستم فتوولتائيك رابه خود  اختصاص مي دهند؛اگرسيستم خورشيدي به شبكه توزيع برق متصل شود هزينه هاي مزبورنيزحذف گرديده وتوجيه اقتصادي استفاده ازاينگونه سيستمهارابيشتر نمايان مي شود.

3- منابع انرژيهاي تجديدپذيراعم ازانرژي خورشيدي وغيره بلحاظ مزاياي مختلف        زيست محيطي،استراتژيكي،اجتماعي واقتصادي و خاصيت نامحدودبودنشان اين امكان را به برنامه ريزان كشورمي دهد كه بااتخاذ تدابير در زمينه سرمايه گذاري بتوانند ارزش افزوده اي معادل ارزش1600ميلياردبشكه نفت خام درسال براي كشوربه ارمغان بياورد.

4- باتنظيم واجراي برنامه هاي كوتاه مدت وهمچنين بلندمدت درزمينه روي آوردن كشور به استفاده ازانرژي خورشيدي اين امكان فراهم مي شود كه نفت اين طلاي سياه باارزش كه موجبات تكامل وترقي زندگي انسانها نيز محسوب مي شوددرتوليدهزاران فرآورده پتروشيمي مورداستفاده قرارگيرد.

5- درزمينه برق رساني به مناطق دورافتاده استفاده ازسيستماي انرژي خورشيدي علاوه برتامين آسان انرژي باعث خواهدشد دولت درزمينه برق رساني به روستاهاي دورافتاده باعمل به رسالت خودازمنابع مالي خويش استفاده بهينه نمايد.

6- بااستفاده ازاين منبع لايزال انرژي وباعنايت به موقعيت كشورپهناورايران بلحاظ داشتن پتانسيلهاي كافي براي بهره گيري ازتمام انرژيهاي شناخته شده منجمله انرژيهاي نوعلاوه برگام نهادن درمسيركاهش آلودگي محيط زيست وگازهاي مخرب گلخانه اي مي توان درنقاط مختلف كشوربطورمتوسط 600 الي1000 وات ساعت برمترمربع ازانرژي تابشي بهره مند شد؛ البته دولت جمهوري اسلامي ايران دراين زمينه گام هاي موثري برداشته ولي لازم است براي احراز رتبه درجهان درخصوص استفاده ازاينگونه انرژي ها,عمليات طراحي واجراي اينگونه پروژه هاباسرعت بيشتري دنبال گردد.

منابع ومآخذ

1- د. فتوحي، بررسي فني و اقتصادي برق رساني به منطقه خور و بيابانك با استفاده از انرژيهاي تجديد پذير،شهرك علمي و تحقيقاتي اصفهان،تابستان 1379

2- م . هراتيان، مديريت انرژي و كاربرد انرژيهاي تجديدپذير،شهرك علمي وتحقيقاتي اصفهان، تابستان 1382

3- حاج سقطي،اصول وكاربرد انرژي خورشيدي ،تهران،1380

4- پهنه بندي اقليمي ايرانمسكن ومحيطهاي مسكوني،مركز تحقيقات ساختمان ومسكن

5- رئوفي راد،نگرشي بر سيستم هاي نو و استفاده از انرژي خورشيدي

Scale Flat- Plate thin Film  Photvoltaics OPT/EERE/DOE6- Utility-

www.eexe.energy.gov/power/pdfs/thinfilm-pv.pdf Website:

Envirnomental   lmpacts &E conomics 7-

www.pvresources.com/en/economics.php Website:

نور پردازي پل كابلي تبريز

روشنايي بيلبوردهاي جاده اي شيراز

نصب سيستم برق اضطراري (UPS) نداجا

طراحي سيستم اضطراري (LED) براي پتروشيمي تبريز

 ساير پروژه هاي انجام شده