پنل‌ خورشیدی سولار چیست؟؛ گفتگوی محمد ممندزاده با مدیر شرکت روژان صنعت بوکان

هرانا - ۲۲ آبان ۱۴۰۰

خانه > slide, بهداشت و محیط زیست > پنل‌ خورشیدی سولار چیست؟؛ گفتگوی محمد ممندزاده با مدیر شرکت روژان صنعت بوکان

خبر اختصاصی
تاریخ : ۱۴۰۰/۰۸/۲۲
دسته : slide,بهداشت و محیط زیست
لینک کوتاه :
کد خبر : ۰۰۰۸۲۲۷۳۶

چاپ خبر

پنل‌ خورشیدی سولار چیست؟؛ گفتگوی محمد ممندزاده با مدیر شرکت روژان صنعت بوکان

ماهنامه خط صلح – کشف فناوری فتوولتائیک در سال ۱۸۳۹ با چاپ مقاله‌ای توسط فیزیک‌دان فرانسوی، ادموند بکورل اعلام شد. آلبرت اینشتین، فیزیک‌دان مشهور آلمانی از دیگر افرادی است که توجه جهانیان را به انرژی خورشیدی و پتانسیل‌های بالقوه‌اش جلب کرد. او در سال ۱۹۰۵ میلادی مقاله‌ای درباره‌ی «اثر فتوالکتریک» و چگونگی حمل انرژی توسط نور منتشر کرد که اثری کلیدی در توجه و پذیرش بیشتر انرژی خورشیدی داشت. اینشتین بابت خدمات ارزشمندش به فیزیک نظری و به‌ طور خاص کشفیات پیرامون اثر فتوالکتریک جایزه‌ی نوبل سال ۱۹۲۱ میلادی را به خود اختصاص داد. در دهه‌های اخیر ظهور فناوری‌های نسل جدید در حوزه‌ی انرژی خورشیدی را شاهدیم.

"آلبرت اینشتین، فیزیک‌دان مشهور آلمانی از دیگر افرادی است که توجه جهانیان را به انرژی خورشیدی و پتانسیل‌های بالقوه‌اش جلب کرد"اولین سلول خورشیدی سیلیکونی در دهه‌ی ۱۹۵۰ توسط AT&T Labs با راندمان شصت‌درصد ساخته شد. در سال ۱۹۵۸ نیز اولین سلول خورشیدی به فضا فرستاده شد. پنل‌های نازک خورشیدی از اواخر دهه‌ی ۱۹۷۰، هم‌زمان با ظهور ماشین‌حساب‌های خورشیدی که با لایه‌ی باریکی از سیلیکون‌آمورف کار می‌کردند، در بازار ظاهر شدند. تا سال ۱۹۷۰ هزینه‌ی ساخت این سلول‌ها بسیار بالا بود، تا این‌که دکتر الیوت برمن هزینه‌ی ساخت این سلول‌ها را از صد دلار به ازای هر وات به بیست دلار به ازای هر وات رساند. این صرفه‌جویی زیاد در زمینه‌ی ساخت سبب شد تا روزنه‌ی امیدی به تجاری‌شدن و افزایش استفاده از سلول‌های خورشیدی گشوده شود.

در دهه‌ی ۱۹۷۰ میلادی کمبود نفت موجب وابستگی آمریکا به منابع انرژی خارجی شده بود و فشار‌های اقتصادی و فزاینده‌ی ناشی از این موضوع ضرورت نوآوری برای تأمین انرژی را آشکار ساخت.

در همین زمان جیمی کارتر، رئیس‌جمهور وقت آمریکا از پنل‌های خورشیدی روی سقف کاخ سفید استفاده کرد که پیامی واضح برای عموم مردم این کشور مبنی بر استفاده از انرژی پاک به ‌حساب می‌آمد. از آن زمان تاکنون پیشرفتی مستمر در زمینه‌ی بهبود عمل‌کرد و کاهش هزینه‌ی پنل‌های خورشیدی به وقوع پیوسته و عملاً استفاده از خورشید برای تأمین انرژی در بسیاری از کشور‌های جهان به یک روش واقع‌گرایانه و کاملاً عملی مبدل شده. شاید بزرگ‌ترین جهش از منظر بازده و قیمت پنل‌های خورشیدی در یک دهه‌ی اخیر اتفاق افتاده باشد؛ زمانی که بسیاری از شرکت‌های فناوری مشهور از جمله تسلا به توسعه و تجاری‌سازی نسل جدید فناوری‌های خورشیدی ورود کردند.

راندمان نیروگاه خورشیدی به بخشی از انرژی در فرم نور خورشید اشاره دارد که می‌تواند از طریق فتوولتائیک به برق تبدیل شود. برای درک بهتر روند مستمر پیشرفت فناوری‌های خورشیدی از بدو اختراع آن تاکنون می‌توان مقایسه‌ای از منظر عمل‌کرد و قیمت سلول‌های خورشیدی داشت: کشف اولیه‌ی بکورل ساخت پنل‌های اولیه‌ی خورشیدی را موجب شد که راندمانی یک‌درصدی و هزینه‌ای سیصد دلاری به ازای هر وات انرژی تولیدی در بر داشت. این در حالی است که در آن زمان تولید هر وات برق از طریق مصرف زغال‌سنگ تنها دو تا سه دلار هزینه داشت.

"او در سال ۱۹۰۵ میلادی مقاله‌ای درباره‌ی «اثر فتوالکتریک» و چگونگی حمل انرژی توسط نور منتشر کرد که اثری کلیدی در توجه و پذیرش بیشتر انرژی خورشیدی داشت"سلول‌های خورشیدی سیلیکونی آزمایشگاه‌های بل با راندمان تقریباً چهاردرصدی کار می‌کردند که با توسعه‌های بعدی به پازده‌درصد هم رسیدند. این‌ یک پیشرفت قابل‌توجه بود که برای اولین بار در تاریخ کارکرد مداوم و چندساعته‌ی یک دستگاه الکتریکی را ممکن می‌کرد. در سال ۱۹۵۹ «Hoffman Electronics» موفق به ساخت پنل‌هایی با بازده ده‌درصد شد که در سال ۱۹۶۰ میلادی آن را به چهارده‌درصد افزایش دادند. این رکورد و پیشرفت‌های بعدی راه‌یابی پنل‌های خورشیدی به صنعت هوافضا را تسریع کرد و کم‌کم قیمت برق تولیدی به حدود صد دلار به ازای هر وات رسید. یکی از نقاط عطف مهم در زمینه‌ی کاهش قیمت و بهبود عمل‌کرد سلول‌های خورشیدی تأمین مالی تحقیقات دکتر الیوت برمن از سوی شرکت «Exxon» بود که هزینه‌ی هر وات برق تولیدی را به حدود بیست دلار کاهش داد.

امروزه پنل‌های خورشیدی دارای راندمانی بین پانزده تا هجده‌درصد هستند و هزینه‌ی هر وات برق تولیدی تنها برابر با نیم دلار است. این کاهش چشم‌گیر به ‌واسطه‌ی تلاش و سرمایه‌گذاری مجموعه‌ای از محققان، مخترعان و شرکت‌های نوآور محقق شده؛ به ‌طوری ‌که از دهه‌ی ۱۹۸۰ میلادی به این‌سو هزینه‌ی سلول‌های خورشیدی کاهش قیمت تقریباً ده‌درصد در سال را تجربه کرده.

نیروگاه خورشیدی به‌ طور کلی نیاز به تعمیر و نگهداری زیادی ندارد. هزینه‌ی نگهداری نیروگاه خورشیدی بسیار پایین است؛ به ‌طوری ‌که هزینه‌ی مذکور تقریباً صفر در نظر گرفته می‌شود و این امر نیروگاه خورشیدی را به بنگاه اقتصادی با ارزش افزوده‌ی مطلقاً مثبت تبدیل کرده. یک نیروگاه خورشیدی طول عمری بیست‌وپنج تا سی‌ساله دارد و نیاز به نگهداری و نظارت کمتری دارد. اینورتر خورشیدی باید بعد از ده تا پانزده سال جایگزین شود.

"اینشتین بابت خدمات ارزشمندش به فیزیک نظری و به‌ طور خاص کشفیات پیرامون اثر فتوالکتریک جایزه‌ی نوبل سال ۱۹۲۱ میلادی را به خود اختصاص داد"در صورتی ‌که یک ماژول خورشیدی کار نکند، باید جایگزین شود، چون در غیر این صورت عمل‌کرد دیگر پنل‌های خورشیدی را نیز کاهش می‌دهد.

بهره‌وری از سلول‌های خورشیدی مورد استفاده در یک سیستم فتوولتائیک همراه با عرض جغرافیایی و آب‌وهوا خروجی انرژی سالانه‌ی سیستم را تعیین می‌کند. پنل سولار یا پنل خورشیدی نور خورشید را به برق تبدیل می‌کند، نه گرما را؛ گرما حتی یکی از عوامل خرابی قطعات الکترونیکی است. گرما همیشه باعث سوختن قطعات الکترونیکی نمی‌شود، اما می‌تواند بازدهی آن را به ‌شدت کم کند. در هوای ابری باز هم مقداری از نور خورشید به زمین می‌رسد. درست است که این نور به ‌شدت هوای آفتابی نیست، اما برای تولید برق از طریق پنل خورشیدی کافی است؛ البته در هوای ابری راندمان سلول خورشیدی تقریباً یک‌سوم یا شاید کمتر شود که بستگی به پوشش ابری دارد.

پنل‌های خورشیدی را به‌ صورت زاویه‌دار نصب می‌کنند. دلیلش این است که نور خورشید با زاویه‌ی تقریباً عمود به پنل بتابد. زاویه‌داربودن پنل هم‌چنین در روزهای بارانی و برفی موجب می‌شود روی پنل گرفته نشود و گرد و غبار روی آن به ‌صورت طبیعی شسته شود. مدت‌ زمان تابش نور خورشید به پنل خورشیدی در طول روز رابطه‌ی مستقیمی با جذب انرژی آن دارد، پس در فصل تابستان که طول روز بیشتر است، نسبت به فصل زمستان انرژی بیشتری تولید می‌کند.

عکس از ماهنامه‌ی شبکه

با توجه به مزیت‌های گفته‌شده در رابطه با نصب پنل‌های خورشیدی امکان نصب، بهره‌برداری و همکاری دولت برای توسعه‌ی استفاده از این انرژی را در چند شهر ایران و به‌ طور خاص در شهر سردشت، از توابع استان آذربایجان غربی مورد بررسی قرار دادیم و با ریاست دو اداره‌ی منابع طبیعی و محیط ‌زیست و شرکت روژان صنعت که در این زمینه فعال است، گفتگو کردیم.

رئیس اداره‌ی منابع طبیعی و آب‌خیزداری شهرستان سردشت، آقای رحمت ابراهیمی در گفتگو با “خط صلح” گفت: «در حال حاضر این اداره یارانه و برنامه‌ای برای نصب پنل‌های خورشیدی ندارد و اداره‌ی منابع طبیعی در راستای استفاده از انرژی‌های پاک در تعدادی از روستاهای این شهرستان آب‌گرم‌کن‌های خورشیدی را توزیع کرده که در طول روز و شب آب گرم برای مصرف خانگی را تأمین می‌کنند».

رئیس اداره‌ی محیط ‌زیست شهرستان سردشت، آقای خالد بایزیدی در گفتگو با خبرنگار خط صلح گفت: «در مدت اخیر ‌تمامی پاسگاه‌های محیط‌بانی این پنل‌ها را نصب می‌کنند. این پنل‌ها از طرف کشور چین به محیط ‌زیست ایران اهدا شده‌اند و در حال حاضر یارانه‌ای برای مصارف شخصی در این زمینه وجود ندارد».

"پنل‌های نازک خورشیدی از اواخر دهه‌ی ۱۹۷۰، هم‌زمان با ظهور ماشین‌حساب‌های خورشیدی که با لایه‌ی باریکی از سیلیکون‌آمورف کار می‌کردند، در بازار ظاهر شدند"آقای بایزیدی هم‌چنین گفت: «یکی از مزایای تولید برق با پنل‌های خورشیدی این است که در صورت تولید مازاد بر مصرف دولت مازاد را خریداری می‌کند و این در راستای تشویق به استفاده از انرژی‌های پاک است».

در ادامه گفتگویی در قالب چندین پرسش با آقای آمانج مختاری، مدیر گروه مهندسی روژان صنعت بوکان، فعال در زمینه‌ی راه‌اندازی پنل‌های خورشیدی در مناطق شمال غربی کشور داشته‌ایم:

شرکت روژان صنعت در چه زمینه‌هایی‌ فعال است و از چه زمانی شروع به فروش و نصب پنل‌های خورشیدی کردید؟

شرکت روژان صنعت به مدت شش سال است که در زمینه‌ی نیروگاه‌های خورشیدی فعالیت دارد. در این مدت بیشتر برای کشاورزان در مناطق غرب کشور که دور از برق سراسری‌اند و به برق برای کارکردن کف‌کش، لجن‌کش، روشنایی و غیره که برای کشاورزان ضروری است، نیاز دارند، نصب و راه‌اندازی کرده‌ایم.

پنل‌های خورشیدی نصب‌شده در کدام کشور تولید می‌شوند و جنس آن‌ها از چه ماده‌هایی تهیه‌ شده؟

جنس پنل‌های خورشیدی موجود در بازار اغلب سیلیکون است. سیلیکون جریان برق را برقرار می‌کند و روی آن سه لایه شیشه که بیشتر برای محافظت است قرار دارد. در رابطه با شرکت و کشورهای تولیدکننده خوش‌بختانه تنوع زیادی وجود دارد که در داخل کشور شرکت‌هایی هم‌چون تابان پنل خورشیدی تولید می‌کنند. بین جنس‌های خارجی شین‌سانگ کره‌ی جنوبی، سانتک چین و غیره موجود است که کارکرد همگی آن‌ها یکی است، اما در کیفیت، دوام و بازدهی تفاوت دارند که همراه هر کدام از پنل‌ها کاتالوگی وجود دارد که مشخص می‌کند در طول زمان تا چه اندازه از بازدهی آن‌ها کم می‌شود.

مشتریان شما چه کسانی و در چه مناطقی‌اند؟

پنل‌های خورشیدی با ایجاد نیروگاه‌های آن‌گرید (متصل به شبکه) به ایران وارد شدند؛ یعنی سرمایه‌گذار نیروگاه احداث می‌کرد و دولت برای تضمین و تشویق سرمایه‌گذاران قراردادهای بیست‌ساله با افراد و شرکت‌هایی که این نیروگاه‌ها را تأسیس می‌کردند، می‌بست.

در حال حاضر به ازای تولید هر کیلووات هزاروششصد تومان از طرف دولت پرداخت می‌شود. در سال‌های گذشته بازگشت سرمایه برای این دسته از سرمایه‌گذاران حدود سه سال و کمتر بود، اما در حال حاضر با بالارفتن ارز و تورم موجود بازگشت سرمایه به بیش از هشت سال رسیده که با توجه به هزینه‌های دیگر در حال حاضر سرمایه‌گذاری برای ایجاد این نیروگاه‌ها، به‌ شدت کاهش ‌یافته. دسته‌ای دیگر از پنل‌های خورشیدی وجود دارند که به آن آف‌گرید (جدا از شبکه) می‌گویند. در حال حاضر پکیج‌هایی که به ‌صورت آماده برای مصارفی هم‌چون روشنایی تا چند لامپ، شارژ گوشی، یخچال و غیره رونق دارند. در این حالت باتری معمولاً به ‌صورت چند سال یک‌بار به تعویض نیاز دارد.

"تا سال ۱۹۷۰ هزینه‌ی ساخت این سلول‌ها بسیار بالا بود، تا این‌که دکتر الیوت برمن هزینه‌ی ساخت این سلول‌ها را از صد دلار به ازای هر وات به بیست دلار به ازای هر وات رساند"صفحه‌ها یا پنل‌های خورشیدی جریان برق مستقیم (DC) تولید می‌کنند، اما لوازم برقی رایج و خانگی با جریان برق متناوب (AC) کار می‌کنند. برای حل این مشکل شرکت ما یک دستگاه مبدل (Inverter) نصب می‌کند که جریان برق مستقیم را به جریان برق متناوب تبدیل می‌کند.

هزینه‌ی نصب و راه‌اندازی پنل‌های خورشیدی چقدر است و آیا مقرون‌به‌صرفه است؟

هزینه‌ی هر پروژه بستگی به میزان برق تولیدشده و برق مورد نیاز مشتری خواهد بود. برای مثال برای شناورها بستگی به میزان خروجی آب، ارتفاع و فاصله‌ی انتقال آب دارد که برای یک شناور یک اینچ از پانزده‌میلیون تومان شروع می‌شود و تا سی‌میلیون تومان متفاوت است. حال برای نمونه هزینه‌ی یک سیستم پنل خورشیدی برای استفاده‌ی پنج لامپ (LED)، یخچال دویست وات، تلویزیون صدوپنجاه وات، کولرآبی پانصد وات و کف‌کش هفتصد وات (اگر با فرض مصرف متوسط در نظر بگیریم) حدود چهل‌میلیون تومان است. این قیمت را اگر با موتور برقی که حدوداً سی‌میلیون تومان قیمت دارد و باید هزینه‌های سوخت، روغن، تعمیرات و غیره به آن اضافه شود، مقایسه کنیم و این نکته را که پنل خورشیدی طول عمر بیشتری دارند، در نظر بگیریم، به این نتیجه می‌رسیم که پنل‌های خورشیدی از نظر اقتصادی به‌صرفه‌تر خواهند بود.

با توجه به این‌که در مواقع ابری یا شب نوری به پنل‌ها نمی‌تابد، برای تأمین برق در این مواقع از چه باتری‌هایی‌ می‌توان استفاده کرد و هزینه‌ی آن چقدر است؟

یکی از هزینه‌های اصلی نصب سیستم خورشیدی باتری آن است.

در روزهای ابری میزان تولید برق پنل‌ها کاهش می‌یابد که این مشکل یا با نصب پنل‌های بیشتر برطرف می‌شود یا برای ذخیره می‌توان از باتری‌ها کمک گرفت. در سیستم‌هایی که بیشتر برای روشنایی و وسایل برقی مسکونی‌اند، معمولاً باتری‌هایی قرار داده می‌شود تا هم در روزهای ابری و هم در طول شب برق مورد نیاز را تأمین کنند. طول عمر باتری‌ها اگر به ‌گونه‌ای طراحی شوند که به ‌طور صددرصد خالی نشود، حدود پنج سال و بیشتر هم خواهد بود، اما در غیر این صورت که هر بار باتری کاملاً خالی شود و دوباره پر شود، طول عمر کمتری و در حدود یک سال خواهد داشت. شرکت ما معمولاً برای شناورهای خورشیدی که در طول روز روشن است، از باتری‌ای استفاده نمی‌کند؛ البته می‌توان باتری را هم به سیستم اضافه کرد، منتها هزینه‌ی باتری برای کارکردن شناور و غیره به دلیل مصرف بالایی که دارند، به‌صرفه نخواهد بود.

عمر پنل‌های نصب‌شده چقدر است و چه هزینه‌هایی برای تعمیر و نگهداری می‌خواهند؟

طول عمر مفید پنل‌ها در حدود بیست‌وپنج تا سی سال است. پنل‌ها به ‌صورت کلی گارانتی بیست‌ساله دارند که مربوط به بازدهی و کارایی آن‌هاست، منتها باید در هنگام نصب به ‌گونه‌ای نصب شوند که باد نتواند آن‌ها را از جای خود بکند، اما خود پنل در برابر تگرگ و عوامل جوی مقاوم است.

"در همین زمان جیمی کارتر، رئیس‌جمهور وقت آمریکا از پنل‌های خورشیدی روی سقف کاخ سفید استفاده کرد که پیامی واضح برای عموم مردم این کشور مبنی بر استفاده از انرژی پاک به ‌حساب می‌آمد"تقریباً پنل‌های خورشیدی هیچ هزینه‌ای برای تعمیر و نگهداری لازم ندارند و فقط هر از چند گاهی باید شسته بشوند تا گرد و غبار روی آن پاک شود.

پانوشت‌ها: ۱- تاریخچه‌ی استفاده از انرژی خورشیدی، برق نیوز، ۱۹ بهمن ماه ۱۳۹۶. ۲- تاریخچه‌ی انرژی خورشید، پرتال جامع انرژی، ۱۲ مهرماه ۱۳۹۳. ۴- هزینه و طرح توجیهی نیروگاه خورشیدی، آرا نیرو. ۵- تأثیر دمای هوا در عمل‌کرد پنل خورشیدی، علم فردا، ۶ بهمن ماه ۱۳۹۶. ۶- پنل‌های خورشیدی چگونه برق تولید می‌کنند؟، ماه‌نامه‌ی شبکه، ۲۶ دی ماه ۱۳۹۷.