رویکرد سبز در تولید انرژی خورشیدی برای برق خانگی
حتماً شما هم عناوینی چون انرژی خورشیدی برای برق خانگی و یا انرژیهای سبز را شنیدهاید. در جهانی که به خاطر استفاده از سوختهای فسیلی و هستهای در معرض آلودگیهای زیست محیطی و نابودی گونههای مختلف جانوری هستیم، استفاده از شیوههای تولید انرژی تجدید پذیر ضروری است. مسلماً در دنیای امروز زندگی بدون برق امکانپذیر نیست. پس در این مقاله ما شما را با شیوۀ تولید برق خانگی با پنل خورشیدی آشنا میکنیم. شاید برای داشتن یک زمین زیباتر باید از خودمان شروع کنیم.
پنل خورشیدی چیست؟
برای آنکه انرژی خورشید برای برق خانگی را ذخیره و از آن استفاده کرد، راهکارهای مختلفی وجود دارد. یکی از رایجترین راهکارها پنل خورشیدی است. پنل خورشیدی صفحاتی هستند که در آنها پیلهای خورشیدی به کار رفتهاند. به هر کدام از این صفحات یک سلول میگویند. سلول‌ها انرژی خورشید را جذب و ذخیره میکنند. سپس به کمک دستگاه‌‌هایی که به پنل خورشیدی متصل است این انرژی تبدیل به الکتریسیته میشود.
مزایای استفاده از انرژی خورشیدی برای برق خانگی
انرژی خورشیدی از نوع انرژی پاک و بیخطر است. خوشبختانه ایران کشوری آفتابگیر است و در اکثر مناطق آن میتوان از پنل خورشیدی با حداکثر توان بهره جست. طبق تحقیقات انجام شده، در هر متر مربع از ایران به طور متوسط میتوان روزانه 18 مگاژول انرژی برق خورشیدی به دست آورد. این مقدار انرژی با توجه به مساحت ایران بسیار بیشتر از انرژی حاصل از سوختهای فسیلی است.
برخی تصور میکنند که قیمت پنل خورشیدی و دستگاه‌های تولید انرژی برق از آن، گران است و برای همین توجیه اقتصادی برای کار گذاشتن آن در خانه وجود ندارد. ولی باید گفت جدا از مبحث زیست محیطی آن، در دراز مدت با کاهش هزینهها، سرمایۀ اولیه برای نصب و راهاندازی اولیۀ آن جبران میشود. از سوی دیگر قیمت حاملهای انرژی مدام در حال افزایش است ولی انرژی خورشیدی یک انرژی رایگان است.
- استفاده از انرژی خورشیدی در مناطق دورافتاده
یکی دیگر از مزایای استفاده از انرژی خورشیدی برای برق خانگی، امکان به کارگیری آن در مناطق دورافتاده است. گسترۀ جغرافیایی و تنوع ناهمواریهای ایران امکان سیمکشی برق برای برخی نواحی جغرافیایی را با محدودیت مواجه ساخته است. با این حال نیروگاه تولید برق خانگی با انرژی خورشیدی امکان نصب و راهاندازی در هر نقطهای را دارد. این نیروگاه کوچک میتواند بر روی پشتبام یک خانه ایجاد شود و حتی فضای اضافی نیز اشغال نخواهد کرد.
در صورت نیاز میتوان سیستم تولید انرژی خورشیدی را گسترش داد و برق بیشتری تولید کرد. در برخی شهرهای آفتابگیر، با وصل شدن به شبکۀ برق سراسری، مازاد برق تولید شده به دولت فروخته میشود و منبع درآمدی برای نگهداری و به روزرسانی تجهیزات برق خانگی خواهد بود. البته لازم به ذکر است که این تجهیزات به نسبت سایر تجهیزات تولید برق هزینۀ تعمیرات کمتری دارند؛ و خطرات آنها مانند آتشسوزی کمتر است.
یکی دیگر از مزایای استفاده از انرژی خورشیدی برای برق خانگی، در امان ماندن از نوسانات برقی و یا قطعی برق است. این مشکل مخصوصاً در مناطق دورافتاده بیشتر به چشم میخورد. با ایجاد یک نیروگاه خورشیدی وسایل برقیتان به خاطر اتفاقات خارج از کنترل آسیب نخواهند دید.
تجهیزات مورد نیاز برای تولید برق خانگی با انرژی خورشیدی
برای آنکه بتوانید از انرژی خورشیدی برای تولید برق خانگی استفاده کنید لازم است تا تجهیزات مورد نیاز را در یک فضای مناسب نصب کنید. فضای مورد نیاز برای تولید برق خانگی با انرژی خورشیدی برای هر کیلووات، 8 – 10 مترمربع است. البته با توجه به نوع تجهیزات و منطقه ممکن است این فضا تا 15 مترمربع نیز افزایش یابد. اصلیترین تجهیزات مورد نیاز به شرح زیر است:
پنل خورشیدی
دو نوع صفحات خورشیدی وجود دارند. صفحات فتوولتاییک و صفحات سولار. صفحههای فتوولتاییک توان تولید برق در ابعاد کوچکتری را دارند و تحت نظارت استانداردهای جهانی (STC) طراحی شدهاند. با این حال پنلهای سولار نیز به خاطر هزینۀ پایینتر تولید در ایران با اقبال خوبی مواجه شدهاند. همچنین تابش و شدت تابش خورشید در برخی استانهای ایران چون فارس، اصفهان، خراسان جنوبی، کرمان و یزد به گونهای است که امکان حداکثر بهرهوری انواع پنلها را فراهم میکند.
مبدل DC به AC
سایر تجهیزات مورد نیاز برای سیستم برق خورشیدی خانگی یک مبدل یا اینورتر است. در پنل خورشیدی از میکرواینورترها استفاده میشود که به طور مستقیم جریان برق را از پنل خورشیدی میگیرند و به جریان متناوب جهت استفادۀ خانگی تبدیل میکنند. میکرواینورتر میتواند پنلها را به صورت مجزا تجزیه و تحلیل کند. پس در صورتی که بخشی از سلول های خورشیدی توان جذب تشعشات الکترومغناطیس خورشیدی را از دست بدهن، میکرواینورتر از سایر سلول های خورشیدی تغذیه خواهد کرد.
کنترلر MPPT
یکی دیگر از تجهیزاتی که برای استفاده از حداکثر توان صفحات خورشیدی لازم است، کنترلر تعقیب کننده است. در طول روز و با حرکت زمین، جهت تابش آفتاب تغییر میکند. برای آنکه بتوان بیشترین مقدار تابش بر پنل خورشیدی را داشت لازم است آنها همواره رو به خورشید قرار داشته باشند. بدین منظور دستگاه‌های ردیاب الکتریکی طراحی شدهاند که بیشترین توان تولید برق از پنل خورشیدی را با توجه به جهت تابش برآورد میکنند. میتوان از این دستگاه در یک دنبال کنندۀ مکانیکی بهره برد و به این ترتیب جهت صفحات خورشیدی را تنظیم کرد.
باتری
در سیستم مستقل، شما به شبکۀ برق سراسری وصل نیستید؛ مانند زمانی که برق را برای مصرف خانگی تولید کردهاید. در این حالت شما نیاز به یک باتری برای ساعاتی که نور خورشید وجود ندارد، دارید. به این ترتیب مقداری از برق تولیدی در طول روز جهت شارژ باتری مصرف میشود. البته در طول روز هم میتوان از باتری استفاده کرد. ولی ترجیحاً در برق خانگی با انرژی خورشیدی بهتر است، وسایلی که مصرف انرژی بالای دارند، مستقیماً از پنل خورشیدی تغذیه شوند و وسایلی با مصرف انرژی کمتر به باتری متصل شوند.