کاربردهای مختلف سیستم های خورشیدی(فتوولتائیک)

سيستم‌هاي فتوولتائيک جهت مصارف عمومي و کشاورزي، بصورت نيروگاه هاي مستقل از شبکه سراسري يا سيستم هاي متصل به شبکه سراسري با ساختار نصب ثابت و يا متحرک در واحدهاي کوچک با توان پائين جهت تامين انرژي الکتريکي مورد نياز ماشين حساب‌هاي کوچک تا سيستم‌هاي بزرگ نيروگاهي، به کار مي رود.
در خصوص سيستم هاي متحرک مي بايست متذکر شد که، مزيت آن امکان رديابي خورشيد و افزايش انرژي الکتريکي حاصل از تابش خورشيد در طي روزپمپاژ مي باشد. باوجود اين مطلب، بدليل افزايش احتمال خرابي درسيستم مکانيکي، نياز به انرژي الکتريکي جهت به حرکت درآوردن سازه درکاربردهاي کوچک و پراکنده توصيه نمي گردند. تنها در تعدادي از نيروگاه هاي برق خورشيدي (فتوولتائيک) در جهان از اين نوع سازه استفاده شده است.
روش هاي بکارگيري سيستم هاي فتوولتائيک
?- سيستم هاي متصل به شبکه سراسري برق ( Grid Connected )      
 سيستم‌هاي فتوولتائيک متصل به شبکه مي‌توانند در نما يا پشت بام ساختمان‌ها، سايه‌بان پارکينگ‌ها و يا به صورت يک نيروگاه با هدف تزريق حداکثر توان توليدي خود به شبکه، نصب و مورد بهره‌برداري قرار گيرند. استفاده از چنين سيستم‌هايي منجر به تقويت شبکه سراسري برق، جلوگيري از فشار الکتريکي وارد بر نيروگاه‌ها در طي روز، پيک‌زدايي از بار شبکه با توجه به حداکثر ميزان توليد در طول روز و افزايش ظرفيت شبکه مي‌گردد. در اين روش، انرژي الکتريکي حاصل از سيستم فتوولتائيک (با استفاده از تجهيزات الکتريکي مبدل جريان مستقيم به جريان متناوب، همچون اينورترهاي متصل به شبکه و ...) ضمن تغيير شکل و تطبيق سطح ولتاژ و فرکانس انرژي الکتريکي حاصل ازسيستم فتوولتائيک، با مشخصات سطح ولتاژ، اختلاف فاز، فرکانس و...  شبکه سراسري به شبکه سراسري برق تزريق مي گردد.با استفاده از نيروگاه هاي فتوولتائيک متصل به شبکه سراسري بصورت متمرکز و يا غيرمتمرکز (ضمن تقويت انرژي جاري در شبکه توزيع)، بدليل تزريق ولتاژ و جريان مانع افت ولتاژ شبکه توزيع گرديده و در نتيجه از فشار بر روي نيروگاه ها در طي روز جلوگيري نمود. اين امر به مثابه اين است که هر مشترک شبکه سراسري برق، با نصب سيستم متصل به شبکه، خود بعنوان يک توليد کننده پراکنده کوچک (DG)، بصورت نيروگاهي کوچک عمل نمايد. در اين روش علاوه بر تامين بخشي از انرژي الکتريکي مورد نياز مصرف کننده، انرژي الکتريکي (مازاد بر مصرف) به شبکه سراسري برق تزريق مي شود.
?-  سيستم هاي مستقل از شبکه سراسري برق ( Stand Alone )  
تأمين انرژي الکتريکي ايستگاه هاي مخابراتي و تلويزيوني، خانه هاي مسکوني، چادرهاي عشايري، کلبه هاي روستايي و بصورت کلي رفع نياز انرژي الکتريکي مناطقي که فاقد شبکه سراسري برق مي باشند. اين بخش سهم بالايي از سيستم هاي مستقل از شبکه را در جهان به خود اختصاص داده است. اين روش از محبوب ترين و شايد ساده ترين روش در پيکربندي سيستم هاي برق خورشيدي باشد در اين روش با استفاده از پنل خورشيدي و چند عدد باتري برق مورد نياز مکان هايي که امکان استفاده از برق شهري را ندارند فراهم مي گردد و اين شايد مهمترين علت استفاده و توسعه سلول هاي فتوولتائيک باشد.در واقع با استفاده از آرايه اي از سلول هاي فتوولتائيک برق توليد شده توسط شارژ کنترلر در باتري خورشيدي ذخيره مي گردد و اين انرژي ذخيره شده توسط مصرف کننده هاي DC و AC در ساعت هاي مختلف شبانه روز مصرف مي شود.در بسياري از کشورهاي جهان (بويژه درحال توسعه جهت تامين انرژي الکتريکي مورد نياز روستاهاي فاقد برق از اين سيستم استفاده مي گردد، بطور مثال در سال ???? کشور اندونزي برق رساني به ????? خانوار روستايي را از اين طريق آغاز نموده است). عدم نياز به سوخت و مشکلات سوخت رساني بويژه در مناطق صعب العبور و عدم نياز به تعمير و نگهداري مداوم و طول عمر مناسب از جمله عمده مزايايي است که در رشد و توسعه اين سيستم‌ها بويژه در نقاط محروم کشور نقش عمده و بسزايي دارد.
ساختارهاي رايج در سيستم هاي فتوولتائيک
از رايج‌ترين ساختار‌هاي الکترونيک قدرت در سيستم‌هاي فتوولتائيک مي‌توان به ساختارهاي دو مرحله‌اي و تک مرحله‌اي اشاره کرد.
ساختار دو مرحله‌اي، در طبقه‌ي اول، شامل يک افزانيده‌ي DC-DC براي افزايش ولتاژ DC خروجي آرايه‌ي فتوولتائيک و اجراي رديابي نقطه‌ي حداکثر توان MPPT  است. در طبقه‌ي دوم، يک اينورتر براي توليد ولتاژ AC سازگار با شبکه و کنترل ولتاژ و توان راکتيو قرار دارد.
ساختار تک مرحله‌اي، تنها شامل يک اينورتر بوده و در نتيجه از راندمان بالاتر، هزينه پايين‌تر و قابليت اطمينان بالاتري نسبت به ساختار دو مرحله‌اي برخوردار است. با اين حال بدون قابليت افزايش ولتاژ DC توسط مبدل DC-DC، اينورتر منبع ولتاژ تک مرحله‌اي به ولتاژ DC بزرگتري نيازمند است و همچنين الگوريتم کنترلي آن پيچيده‌تر است.
 اهم کاربردهاي سيستم هاي فتوولتائيک
?. سيستم هاي تأمين برق مستقل از شبکه (تأمين برق خانه هاي مسکوني، چادرهاي عشايري، کلبه هاي روستايي و بصورت کلي رفع نياز الکتريکي مناطق فاقد شبکه سراسري برق مي باشند)
?. پمپاژخورشيدي (آب شرب، آبياري، دامپروري، پرورش ماهي، جنگلها، مراتع، آبشخورحيوانات، آبنماها و…) يکي از کاربردهاي موفق سيستم هاي فتوولتائيک، پمپاژ آب خورشيدي مي باشد. افزايش تقاضا در اين بخش نشان گر توانمندي و قابليت کارکرد اين سيستم مي باشد. بطور مثال در سال ???? در کشور مکزيک بيش از  ??? عدد پمپ با توان تجمعي ?? کيلووات و در بنگلادش بيش از ????  عدد پمپ در سال ???? و ????  با مبلغ تجمعي ??  ميليون دلار نصب و راه اندازي گرديد و يا ?/?% از سيستم هاي فتوولتائيک نصب شده در کشور هند را سيستم هاي پمپ فتوولتائيک تشکيل مي دهد.
?. روشنايي خورشيدي (منازل مسکوني و مدارس، ايستگاه هاي بين راهي، تونل ها، فانوس هاي دريايي، چراغ هاي پارکي و ...) ميزان روشنايي در شب يک امتياز براي شهرهاي بزرگ و صنعتي مي باشد و بدون دسترسي به برق، تامين روشنايي به لامپ هاي دينامي و يا چراغ هاي نفتي محدود مي گردد. يکي از راه حل هاي مناسب جهت تامين روشنايي مناسب جهت مناطق فاقد دسترسي به برق، استفاده از چراغ هاي خورشيدي مي باشد که سالانه ده ها هزار نمونه از اين سيستم در سراسر جهان نصب و راه اندازي مي گردد.  اين سيستم در تامين روشنايي منازل مسکوني و مدارس، ايستگاه هاي بين راهي، چراغ هاي راهنمايي و رانندگي، فانوس هاي دريايي و ... موثر واقع شده است. بگونه اي که تعداد بسيار زيادي از آن ها در کشور ما نيز در شهرها (بويژه تهران) و جاده هاي کشور نصب گرديده است.
?. سيستم تغذيه کننده پرتابل (قابل حمل و نقل) همچون خودروهاي خورشيدي، مصارف الکتريکي غيرصنعتي در ابزارهايي مانند، اسباب بازي ها، ماشين حساب هاي خورشيدي و... .قابليت حمل و نقل سهولت در نصب و راه اندازي از جمله مزاياي اين سيستم ها مي باشد که در رشد و توسعه آن نقش بسزايي دارد.
?. حفاظت کاتديک: بمنظور جلوگيري از پوسيدگي لوله هاي انتقال مواد اوليه، شيميايي، نفت و گاز،  نشت مواد مذکور از لوله‌ها و جلوگيري از آلودگي محيط زيست استفاده از حفاظت کاتديک فتوولتائيک يک راه حل مناسب و ساده جهت جلوگيري از اين مسئله مي باشد.

خدمات و محصولات صنعتی

 الکتروپمپ

 

 

 

تولید و ساخت صنعتی