عوامل موثر بر عملکرد پنل خورشیدی صنعتی

با توجه به رشد روزافزون تقاضا برای انرژی و نگرانی‌های مربوط به تغییرات آب‌وهوایی، استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر مانند انرژی خورشیدی، به عنوان جایگزینی برای منابع انرژی فسیلی، از اهمیت بالایی برخوردار است. در این میان، استفاده از پنل‌های خورشیدی صنعتی، به عنوان یک راهکار مؤثر برای تولید برق پاک و ارزان، مورد توجه بسیاری از صنایع قرار گرفته است.

در این مقاله، به بررسی مزایا و چالش‌های استفاده از پنل‌ خورشیدی صنعتی، به طور مفصل، خواهیم پرداخت. همچنین، به بررسی عوامل مؤثر بر راندمان و عمر مفید این سیستم‌ها، و راهکارهای تأمین مالی برای نصب آن‌ها، خواهیم پرداخت.

هدف از این مقاله، ارائه اطلاعات جامع و کاربردی به خوانندگان، در خصوص استفاده از پنل‌های خورشیدی صنعتی، و کمک به آن‌ها در انتخاب و نصب این سیستم‌ها، با توجه به نیازها و شرایط خود، است.

انواع مختلف پنل‌ خورشیدی صنعتی کدامند؟

پنل خورشیدی صنعتی دستگاه‌هایی هستند که نور خورشید را به برق برای کاربردهای مختلف صنعتی، مانند آب‌شیرین‌کن، افزایش بازده‌ی برداشت نفت و فرآوری مواد غذایی، تبدیل می‌کنند .دو نوع اصلی پنل خورشیدی صنعتی وجود دارد: سیستم‌های متمرکزکننده‌ی انرژی خورشیدی حرارتی (CSP) و فتوولتائیک (PV).

پنل‌های CSP از آینه‌ها یا عدسی‌ها برای متمرکز کردن نور خورشید از یک ناحیه‌ی بزرگ روی یک ناحیه‌ی کوچک استفاده می‌کنند، جایی که سیالی گرم شده و برای تولید بخاری که توربین را به حرکت درمی‌آورد، بکار می‌رود. پنل‌های CSP می‌توانند گرمای با دمای بالا برای فرآیندهای صنعتی فراهم کنند و انرژی حرارتی را برای استفاده‌ی بعدی ذخیره کنند.

پنل‌های PV از نیمه‌ هادی ها برای تبدیل مستقیم نور خورشید به برق استفاده می‌کنند. پنل‌های PV می‌توانند روی پشت‌بام‌ها، پارکینگ‌های سرپوشیده، آرایه‌های روی زمین یا حتی سازه‌های شناور نصب شوند. پنل‌های PV همچنین می‌توانند بخاری‌های مقاومتی را تأمین کنند که برای کاربردهای صنعتی گرما تولید می‌کنند.

هر دو نوع پنل خورشیدی صنعتی مزایا و چالش‌هایی مانند هزینه، راندمان، قابلیت اطمینان، تأثیر زیست‌محیطی و ادغام با شبکه دارند . اگر به نصب پنل‌های خورشیدی صنعتی علاقه‌مند هستید، می‌توانید قیمت‌های پیشنهادی از بهترین شرکت‌های نصب‌کننده‌ی پنل خورشیدی در منطقه‌ی خود را مقایسه کنید و بهترین معامله را برای نیازهای خود پیدا کنید.

مطلب مرتبط : اینورتر خورشیدی چیست و انواع آن کدامند؟

عملکرد پنل‌ خورشیدی صنعتی چگونه است؟

پنل‌های خورشیدی صنعتی دستگاه‌هایی هستند که نور خورشید را برای کاربردهای مختلف صنعتی، به برق یا گرما تبدیل می‌کنند. دو نوع اصلی پنل خورشیدی صنعتی وجود دارد:

• سیستم‌های متمرکزکننده‌ی انرژی خورشیدی حرارتی (CSP): این پنل‌ها از آینه‌ها یا عدسی‌ها برای متمرکز کردن نور خورشید روی یک ناحیه‌ی کوچک استفاده می‌کنند. سیالی در این ناحیه گرم شده و برای تولید بخاری که توربین را به حرکت درمی‌آورد، بکار می‌رود. پنل‌های CSP می‌توانند گرمای با دمای بالا برای فرآیندهای صنعتی فراهم کنند و انرژی حرارتی را برای استفاده‌ی بعدی ذخیره کنند.

• فتوولتائیک (PV): این پنل‌ها از مواد نیمه‌رسانا برای تبدیل مستقیم نور خورشید به برق استفاده می‌کنند. پنل‌های PV روی پشت‌بام‌ها، پارکینگ‌های سرپوشیده، آرایه‌های زمینی یا حتی سازه‌های شناور نصب می‌شوند.

هر دو نوع پنل مزایا و چالش‌هایی دارند، از جمله:

• هزینه: قیمت اولیه‌ی پنل‌ها و نصب آن‌ها می‌تواند بالا باشد.
• راندمان: میزان تبدیل نور خورشید به برق یا گرما.
• قابلیت اطمینان: عمر مفید پنل‌ها و نیاز به تعمیر و نگهداری.
• تأثیر زیست‌محیطی: پنل‌های خورشیدی منبعی پاک و تجدیدپذیرند.
• ادغام با شبکه: اتصال پنل‌ها به شبکه‌ی برق و سازگاری با آن.

مطلب مرتبط : آشنایی با پنل خورشیدی و انواع آن

عوامل موثر بر راندمان پنل‌های خورشیدی صنعتی چه چیزهایی هستند؟

چندین عامل بر راندمان پنل‌های خورشیدی صنعتی تأثیر می‌گذارند:

طول موج: طیف نور خورشیدی که به سطح زمین می‌رسد، انرژی‌ها و طول موج‌های متفاوتی دارد. برخی از طول موج‌ها برای تبدیل به برق یا گرما از بقیه مناسب‌ترند. پنل‌های خورشیدی با توجه به نوع ماده‌ی نیمه‌رسانا و طراحی سلولشان، حساسیت‌های متفاوتی به طول موج‌های مختلف دارند.

بازترکیب: این فرآیندی است که الکترون‌ها و حفره‌های تولید شده توسط نور خورشید در سلول‌های خورشیدی، یکدیگر را خنثی کرده و جریان الکتریکی را کاهش می‌دهند. بازترکیب می‌تواند در اثر ناخالصی‌ها، نقص‌ها یا اتصالات در ماده‌ی سلول خورشیدی ایجاد شود.

دما: پنل‌های خورشیدی عموماً در دماهای پایین عملکرد بهتری دارند، زیرا دماهای بالا می‌تواند ولتاژ و راندمان سلول‌ها را کاهش دهد. دما همچنین بر انبساط و انقباض مواد پنل خورشیدی تأثیر می‌گذارد که می‌تواند باعث فشار مکانیکی و آسیب شود.

انعکاس: این مقدار نور خورشیدی است که به جای جذب شدن، از سطح پنل خورشیدی منعکس می‌شود. انعکاس را می‌توان با استفاده از پوشش‌های ضد انعکاس یا سطوح بافتی روی سلول‌های خورشیدی کاهش داد.

این‌ برخی از مهم‌ترین عوامل تأثیرگذار بر عملکرد و راندمان پنل‌های خورشیدی صنعتی هستند.

مشاهده انواع پنل خورشیدی در دیجی کالا

مهم‌ترین اجزای یک سیستم پنل خورشیدی صنعتی کدامند؟

یک سیستم پنل خورشیدی صنعتی از چندین بخش تشکیل شده که با همکاری هم نور خورشید را به برق یا گرما برای مصارف مختلف صنعتی تبدیل می‌کنند. اجزای اصلی عبارتند از:

1. پنل‌های خورشیدی: این دستگاه‌ها با استفاده از نیمه‌رساناها نور خورشید را گرفته و به برق مستقیم (DC) تبدیل می‌کنند. پنل‌های خورشیدی می‌توانند از مواد و طرح‌های مختلفی ساخته شوند، مانند سیلیکون کریستالی، لایه نازک یا دووجهی.

2. اینورتر: این دستگاه برق مستقیم DC حاصل از پنل‌های خورشیدی را به برق متناوب (AC) تبدیل می‌کند که با شبکه برق و بیشتر تجهیزات صنعتی سازگار است. اینورترها می‌توانند از نوع رشته‌ای باشند که چند پنل خورشیدی را به صورت سری به هم متصل می‌کنند یا از نوع میکرو باشند که به هر پنل به‌صورت جداگانه وصل می‌شوند.

3. سازه نگهدارنده (Racking): این سازه زیربنایی است که پنل‌های خورشیدی را روی سقف، زمین یا سایر سطوح پشتیبانی و نصب می‌کند. اندازه‌ی شکل و جنس سازه نگهدارنده بسته به نوع و محل قرارگیری پنل‌های خورشیدی متفاوت است.

4. تابلو برق: این قسمت همچنین به عنوان جعبه‌ی کلید یا فیوز شناخته می‌شود. نقطه‌ای است که سیستم خورشیدی به شبکه متصل می‌شود و برق را به مصارف صنعتی توزیع می‌کند. تابلو برق همچنین شامل تجهیزات ایمنی مانند قطع‌کننده‌های مدار و فیوزها برای محافظت از سیستم در برابر اضافه بار یا اتصال کوتاه است.

5. شبکه‌ی برق: این شبکه متشکل از خطوط انتقال، پست‌های فرعی و ترانسفورماتورهایی است که برق را از نیروگاه‌ها به مصرف‌کننده‌ها می‌رساند. شبکه‌ی برق اجازه می‌دهد سیستم خورشیدی صنعتی برق اضافی را به شرکت برق بفروشد یا در زمان تولید کم نور خورشید از شبکه برق خریداری کند.

6. خورشید: خورشید منبع اصلی انرژی برای سیستم پنل خورشیدی صنعتی است. خورشید تابش الکترومغناطیسی ساطع می‌کند که به صورت نور مرئی، مادون قرمز و اشعه‌ی فرابنفش به زمین می‌رسد. میزان و شدت نور خورشید که پنل‌های دریافت می‌کنند به عواملی مانند زمان روز، فصل، عرض جغرافیایی، آب‌وهوا و جهت‌گیری بستگی دارد.

این‌ها اجزای اصلی یک سیستم پنل خورشیدی صنعتی هستند.

نکاتی برای انتخاب و نصب پنل‌های خورشیدی صنعتی کدامند؟

1. نیازهای انرژی و بودجه خود را مشخص کنید. می‌توانید بار الکتریکی تامین شده توسط سیستم خورشیدی را محاسبه کرده و آن را با فضای موجود روی سقف یا زمین مقایسه کنید.

2. بهترین نوع و کیفیت پنل‌های خورشیدی را برای موقعیت و کاربرد خود انتخاب کنید. می‌توانید راندمان، ضمانت‌نامه و هزینه برندها و مدل‌های مختلف پنل‌های خورشیدی را مقایسه کنید.

3. یک نصاب حرفه‌ای و باتجربه استخدام کنید که بتواند بررسی محل، طراحی سیستم، نصب و نگهداری سیستم خورشیدی شما را انجام دهد. می‌توانید اعتبارنامه‌ها، نقد و بررسی‌ها و سابقه نصاب‌های مختلف در منطقه خود را بررسی کنید.

4. برای پروژه خورشیدی خود مجوزهای لازم، تاییدیه‌ها و مشوق‌های موجود را دریافت کنید. می‌توانید با مقامات محلی، شرکت برق و مشاور مالی خود در مورد الزامات و مزایای نصب پنل‌های خورشیدی روی ملک خود مشورت کنید.

5. از بهترین شیوه‌ها و استانداردهای ایمنی برای نصب پنل‌های خورشیدی پیروی کنید. می‌توانید اطمینان حاصل کنید که پنل‌های خورشیدی به درستی نصب، سیم‌کشی و به شبکه یا سیستم باتری متصل شده‌اند. همچنین می‌توانید برای فرآیند نصب از ابزار و تجهیزات تخصصی استفاده کنید.

دوره بازگشت سرمایه در سیستم‌های پنل خورشیدی صنعتی چقدر است؟

دوره بازگشت سرمایه در سیستم‌های پنل خورشیدی صنعتی، زمانی است که انرژی صرفه‌جویی شده، از هزینه نصب سیستم پیشی بگیرد. این دوره به عوامل مختلفی مانند اندازه سیستم، هزینه، عملکرد، مشوق‌های مالی و قیمت برق بستگی دارد.

متوسط دوره بازگشت سرمایه برای سیستم‌های پنل خورشیدی صنعتی در ایالات متحده، 7 تا 10 سال است. با این حال، این دوره بسته به موقعیت جغرافیایی، صنعت و نوع سیستم پنل خورشیدی می‌تواند به‌طور قابل‌توجهی متفاوت باشد.

برای محاسبه‌ی دوره بازگشت سرمایه، می‌توانید هزینه خالص سیستم خود (پس از کسر هرگونه اعتبار مالیاتی، تخفیف یا سایر مشوق‌ها) را بر صرفه‌جویی سالانه‌ی سیستم (بر اساس کاهش هزینه برق و هر درآمد اضافی از فروش برق اضافی به شبکه) تقسیم کنید.

به عنوان مثال، اگر سیستم شما 100,000 دلار هزینه داشته باشد و شما 26 درصد اعتبار مالیاتی دریافت کنید، هزینه خالص شما 74,000 دلار خواهد بود. اگر سیستم شما در سال 10,000 دلار از هزینه برق شما را صرفه‌جویی کند، دوره بازگشت سرمایه شما 7.4 سال است (74,000 دلار / 10,000 دلار = 7.4).

راهکارهای تامین مالی برای نصب پنل‌های خورشیدی صنعتی کدامند؟

این راهکارها با توجه به روش های تست شده در ایالات متحده نوشته شده است.