تشریح گام به گام ساخت نیروگاه‌های خورشیدی از برنامه‌ریزی و طراحی تا ساخت و بهره‌برداری

تشریح گام به گام ساخت نیروگاه‌های خورشیدی از برنامه‌ریزی و طراحی تا ساخت و بهره‌برداری

ساخت نیروگاه‌های خورشیدی یک فرآیند پیچیده است که شامل چند مرحله مهم از برنامه‌ریزی تا بهره‌برداری می‌شود. در ادامه، مراحل ساخت نیروگاه خورشیدی را به صورت جامع ارائه میدهیم:

 

• برنامه‌ریزی نیروگاه خورشیدی:

برای احداث نیروگاه خورشیدی نیاز به برنامه ریزی دقیق است که باید مولفه های زیر را در آن لحاظ کنیم.

الف. تعیین مکان زمین نیروگاه خورشیدی:

نخستین گام در برنامه‌ریزی ساخت نیروگاه خورشیدی، انتخاب مکان مناسب برای زمین نیروگاه خورشیدی است. عواملی مانند تابش خورشید، دما، شیب زمین، ارتفاع از سطح دریا و نوع ساختار زیستی زمین باید مورد بررسی قرار گیرند تا بالاترین راندمان را از نیروگاه خورشیدی داشته باشیم.

– انجام تحلیل‌های سامانه اطلاعات جغرافیایی (GIS) برای بهینه‌سازی موقعیت فیزیکی نیروگاه یکی از اقدامات شرکت آرا نیرو برای انتخاب بهترین گزینه برای زمین نیروگاه خورشیدی میباشد.

مکان ایده‌آل برای نیروگاه خورشیدی نیاز به ویژگی‌های مشخصی دارد که می‌تواند به بهینه‌ترین عملکرد و بهره‌وری از انرژی خورشیدی منجر شود. در زیر، مشخصات کامل‌تری از یک مکان ایده‌آل برای نیروگاه خورشیدی آورده شده است:

 

۱. موقعیت جغرافیایی:

الف. عرض جغرافیایی:

– مکان با عرض جغرافیایی بالا (بین ۰-۲۰ درجه)، به ویژه در نزدیکی استوا، برای بهره‌وری بیشتر از تابش خورشیدی انتخاب می‌شود که البته در ایران مطابق با بررسی های دقیق و تجربیات کاری شرکت آرا نیرو فلات مرکزی ایران بهترین موقعیت برای احداث نیروگاه خورشیدی میباشد.

 

ب. تاثیر شیب زمین در مکان نیروگاه خورشیدی:

– زمین با شیب کم تا متوسط به منظور جلوگیری از سایه‌افکنی و افزایش زمان تابش مستقیم خورشید راهگشا خواهد بود. البته در مواردی که شیب زمین قابل اصلاح باشد تیم آرا نیرو با روش کوبش و خاکبرداری و خاکریزی اقدام به اصلاح شیب زمین میکند.

 

۲. تاثیر شرایط هواشناسی در علمکرد نیروگاه خورشیدی :

الف. روزهای آفتابی:

– منطقه با تعداد روزهای آفتابی سالانه بالا، برای افزایش تولید انرژی نیروگاه خورشیدی از اهمیت بالایی برخوردار است و تیم آرا نیرو استان های های سمنان، همدان، فارس، یزد، کرمان را از استان های دارای اولویت نیروگاه خورشیدی میداند.

 

ب. دمای محیط:

– دماهای مناسب (معمولاً بین ۲۵-۳۵ درجه سانتی‌گراد) برای بهینه‌سازی عملکرد پنل‌های خورشیدی از اهمیت بالایی برخوردار است. چراکه با بالاتر رفتن دما از میزان راندمان نیروگاه خورشیدی کاسته خواهد شد.

 

ج. نقطه شروع یخ‌زدگی:

– مکان با نقطه شروع یخ‌زدگی ملایم به منظور کاهش خطرات یخ‌زدگی بر روی پنل‌ها از مولفه های قابل اهمیت در شهرهای سردسیر به شمار می آید.

 

۳. تابش خورشید:

الف. تابش مستقیم:

– منطقه ای با نرخ بالاتر از تابش مستقیم خورشید برای افزایش تولید انرژی دارای اولویت است که فلات مرکزی ایران شامل این ویژگی میباشد.

 

ب. تابش پراکنده:

– تابش پراکنده خورشید مناسب به منظور حفظ تعادل حرارتی و افزایش پایداری تولید انرژی در طول روز یکی از مولفه هایی است که کمتر مورد توجه قرار گرفته است. باید در نظر بگیریم با وجود تکنولوژی های جدید در پنل های خورشیدی که اثر سایه را کاهش داده و از تکنولوژی های پنل های دوطرفه بهره برده است، در نظر گرفتن اثر تابش پراکنده قابل چشم پوشی نخواهد بود.

۴. خاک و زمین‌شناسی:

الف. نوع خاک:

– خاک مناسب با نفوذپذیری خوب و انعطاف‌پذیری کافی برای نصب ستون‌ها و حفر چاه‌ها جهت آماده سازی زمین نیروگاه خورشیدی از اهمیت بالایی برخوردار است.

 

ب. ساختار زمین:

– زمین با ساختار مناسب جهت نصب پایه‌ها و سازها بدون نیاز به تغییرات زیاد میتواند هزینه های تمام شده نیروگاه خورشیدی را کاهش دهد.

 

۵. دسترسی به شبکه برق سراسری:

 

الف. نزدیکی نیروگاه خورشیدی به خطوط برق و پست برق منطقه ای:

– انتخاب مکان در نزدیکی به خطوط انتقال برق سراسری یا پست برق منطقه ای برای اتصال به شبکه برق به صورت کارآمد میتواند هزینه های اتصال به شبکه نیروگاه خورشیدی را به میزان قابل توجهی کاهش دهد و البته مانع از اتلاف انرژی نیروگاه خورشیدی شود و به تبع آن به افزایش درامد نیروگاه کمک کند.

 

۶. محافل اجتماعی و حقوقی:

الف. حمایت محلی:

– حمایت اجتماعی و محلی برای افزایش امکانات نیروگاه و حل اختلافات محیطی از اهمیت بالایی برخوردار است. یک مثال برای درک بهتر این موضوع تجربه شرکت آرا نیرو در پروژه 10 مگاواتی یزد است که به دلیل عدم توجیه افراد محلی در مورد ویژگی های نیروگاه خورشیدی برای مقطعی احداث پروژه به تعویق افتاد که با تشکیل جلسات متعدد همراه با دهیاری منطقه و توجیه افراد محلی پذیرش لازم برای احداث نیروگاه محقق شد.

 

ب. مجوزها و مقررات محلی برای احداث نیروگاه خورشیدی:

– مطالعات دقیق در مورد مجوزها و مقررات محلی و ملی برای اطمینان از پایداری حقوقی پروژه از اهمیت بالایی برخوردار است. کمااینکه شرکت آرا نیرو با موارد زیادی مواجه شده که کارفرما و سرمایه گذار در مقطع دریافت مجوزات به بن بست رسیده بودن فقط به دلیل اینکه زمین نیروگاه را منطبق با قوانین و مقررات محلی انتخاب نکرده بودند.

 

۷. مسائل محیطی:

الف. تأثیرات زیست‌محیطی:

– ارزیابی دقیق تأثیرات زیست‌محیطی و اجرای اقدامات لازم و تعدیل محیطی میتواند ما را در دریافت مجوز محیط زیست که از اساسی ترین مجوزات لازم برای احداث نیروگاه خورشیدی است یاری دهد که با مشاوره با تیم متخصص آرانیرو این مهم در دسترس خواهد بود.

 

همه این موارد به عنوان یک تجمیع از شرایط ایده‌آل در نظر گرفته می‌شوند تا بهترین مکان برای احداث نیروگاه خورشیدی را تعیین کنیم تا عملکرد بهینه نیروگاه خورشیدی را ایجاد نماییم.

ب. مطالعات فنی-اقتصادی نیروگاه خورشیدی:

در اجرای مطالعات دقیق فنی-اقتصادی درخصوص ابعاد نیروگاه، توان تولید نیروگاه خورشیدی، هزینه‌ها و بازگشت سرمایه براورد می‌شود.

مطالعات فنی-اقتصادی نیروگاه خورشیدی شامل موارد زیر میشود:

– انجام مطالعات دقیق بر اساس توان تولید مورد انتظار، هزینه‌های سرمایه‌گذاری، هزینه‌های نگهداری و نظارت بر نیروگاه خورشیدی.

– ارزیابی فناوری‌های خورشیدی مناسب با توجه به شرایط مکانی پروژه.

 

مطالعات فنی-اقتصادی یکی از گام‌های حیاتی در فرآیند برنامه‌ریزی و ساخت نیروگاه‌های خورشیدی است که با هدف ارزیابی و تحلیل دقیق تکنیکال و اقتصادی پروژه انجام می‌شود. این مطالعات به منظور اطمینان از اجرای موفقیت‌آمیز پروژه و بهره‌وری بهینه از سرمایه‌گذاری‌ها صورت می‌گیرد. در زیر، جزئیات بیشتری از مراحل مطالعات فنی-اقتصادی در ساخت نیروگاه خورشیدی آورده شده است:

 

۱. ارزیابی توان تولید:

الف. شناخت نیازهای انرژی در منطقه تحت بررسی:

– انجام مطالعات دقیق برای شناسایی نیازهای انرژی منطقه و توان تولید مورد انتظار میتواند ما را در ارزیابی اقتصادی نیروگاه خورشیدی و ریسک سرمایه گذاری در آینده یاری دهد. طبیعتا احداث نیروگاه خورشیدی در مناطقی چون شهرهای صنعتی و شهرک های صنعتی که دارای تقاضا بالای برق هستن میتواند ما را در فروش برق نیروگاه خورشیدی در سال های بهره برداری با میزان درامد بالاتر کمک کند.

 

ب. انتخاب تکنولوژی:

– ارزیابی تکنولوژی‌های مختلف نیروگاه‌های خورشیدی مانند فتوولتائیک PV، یا سیستم های مبتنی بر گرمایش خورشیدیCSP) ) و انتخاب بهترین گزینه با توجه به شرایط محلی باعث توجیه پذیری طرح منطبق بر نرخ تولید بالاتر و میزان درامد بیشتر نیروگاه خورشیدی خواهد بود.

 

۲. تحلیل هزینه‌های ساخت و احداث نیروگاه خورشیدی:

الف. هزینه‌های سرمایه‌ای:

– تخمین هزینه‌های احداث، نصب و راه‌اندازی تجهیزات و زیرساخت‌های نیروگاه خورشیدی.

ب. هزینه‌های عملیات و نگهداری نیروگاه خورشیدی:

– محاسبه هزینه‌های نگهداری و عملیات به منظور برآورد هزینه‌های سالانه بهره‌برداری از نیروگاه خورشیدی که البته بسیار ناچیز میباشد.

ج. تخمین هزینه‌های سوخت و نیرو:

– بررسی هزینه‌های مرتبط با سوخت یا نیروی لازم برای عملیات نیروگاه خورشیدی.

 

۳. بازده سرمایه:

الف. بازگشت سرمایه (ROI)

– محاسبه دقیق بازگشت سرمایه و تخصیص زمانی این بازگشت در سررسید سرمایه‌گذاری یک شاخص اساسی در طرح توجیهی نیروگاه خورشیدی میباشد.

 

ب. ارزیابی اقتصادی:

– تحلیل شاخص‌های اقتصادی مانند ارزش خالص حال NPV و نرخ بازده داخلی IRR جهت ارزیابی اقتصادی پروژه قابل اهمیت میباشد.

 

۴. اثرات محیطی:

 

الف. تحلیل چرخه حیات محصول (LCA) :

– انجام تحلیل چرخه حیات محصول برای بررسی اثرات محیطی از زمان تولید تا دوره بهره‌برداری نیز از اهمیت بالایی در محاسبات اقتصادی نیروگاه خورشیدی برخوردار است چچراکه طول عمر مفید پنل های خورشیدی بالای 30 سال است و تولید کننده ها دست کم 25 سال گارانتی تعویض برای آن درنظر میگیرند.

 

ب. پایداری اجتماعی ناشی از احداث نیروگاه خورشیدی:

– بررسی تأثیرات اجتماعی مثبت و منفی پروژه و ایجاد راهکارهای بهبود یکی از شاخص های اثرگذار در طرح اقتصادی پروژه میباشد.

 

۵. ریسک‌ها و مدیریت آن در ساخت نیروگاه خورشیدی:

الف. شناسایی ریسک‌ها:

– تشخیص و شناسایی ریسک‌های مرتبط با عملکرد فنی، اقتصادی، و محیطی نیروگاه خورشیدی.

 

ب. مدیریت ریسک:

– طراحی استراتژی‌ها و راهکارهای مدیریتی برای کاهش و مدیریت بهینه ریسک‌های نیر.گاه خورشیدی.

 

تیم آرا نیرو با انجام این تحقیقات و تحلیل‌ها، به تصمیم‌گیری بهینه در مورد ادامه یا تغییر جهت پروژه و همچنین مشخص نمودن بهترین شرایط سرمایه‌گذاری کمک می‌کند. این مرحله اطمینان حاصل می‌کند که پروژه نیروگاه خورشیدی نه تنها از نظر تکنیکی بلکه از نظر اقتصادی نیز موفق و پایدار باشد.

ج. مجوزهای لازم برای احداث نیروگاه خورشیدی:

بدست آوردن مجوزهای لازم از مراجع مختلف، از جمله محیط ‌زیست، منابع طبیعی، ساتبا، شرکت توزیع برق منطقه ای، و در صورت لزوم مجوز از جهاد کشاورزی و یا شهرسازی جزء مراحل اساسی برنامه‌ریزی ساخت نیروگاه خورشیدی است.

با توجه به اهمیت بالای احداث نیروگاه خورشیدی و رشد سریع این صنعت در ایران، تأمین مجوزات لازم از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. در این زمینه، به مجوزات ضروری که برای احداث نیروگاه خورشیدی متصل به شبکه در ایران لازم است، توجه خواهیم کرد:

 

۱. مجوزهای محیطی:

مجوز ارزیابی تأثیرات زیست‌محیطی  (EIA)

– اخذ مجوز ارزیابی تأثیرات زیست‌محیطی از سازمان حفاظت محیط زیست.

 

 

۲. مجوزهای بنیادین:

الف. مجوز احداث:

– تقاضای مجوز احداث از سازمان انرژی های تجدیدپذیر و بهره وری برق ایران(ساتبا).

 

ب. مجوز تأسیس:

– دریافت مجوز رسمی تأسیس از ساتبا.

 

۳. مجوزهای انرژی و برق:

– مجوز اتصال به شبکه:

– اخذ مجوز اتصال به شبکه برق از شرکت برق منطقه ای.

 

۴. مجوزهای اجتماعی و مشارکت محلی:

الف. مجوز مشارکت محلی:

– برقراری توافقات و درخواست مجوز مشارکت محلی از اداره کل امور برنامه‌ریزی استان.

ب. مجوز مشاوره با اجتماع:

– برگزاری جلسات مشاوره با جامعه محلی و درخواست مجوزهای مربوطه.

 

۵. مجوزهای فنی و اجرایی:

الف. مجوز طراحی و اتصال به شبکه:

– تقدیم درخواست مجوز طراحی به سازمان ساتبا.

ب. مجوز ساخت:

– اخذ مجوزهای لازم برای شروع فعالیت‌های ساخت از سازمان منابع طبیعی یا شهرک های صنعتی یا شهرک های خورشیدی.

 

۶. مجوزهای ایمنی و بهداشت:

الف. مجوز ایمنی و بهداشت شغلی:

– تقاضای مجوز ایمنی و بهداشت شغلی از سازمان تامین اجتماعی کشور.

 

۷. مجوزهای مالی و بانکی برای دریافت تسهیلات:

 

الف. مجوز سرمایه‌گذاری:

– دریافت مجوز سرمایه‌گذاری از سازمان برنامه و بودجه کشور.

ب. مجوزهای بانکی:

– بررسی و تأیید مجوزهای بانکی از بانک مرکزی جمهوری اسلامی ایران.

 

۸. مجوزهای اطفاء حریق:

الف. مجوز اطفاء حریق:

– اخذ مجوز اطفاء حریق از سازمان آتش‌نشانی شهرداری مربوطه.

 

۹. تصاویر محلی:

الف. مجوز تصاویر ماهواره‌ای:

– درخواست و دریافت مجوز تصاویر ماهواره‌ای از سازمان نقشه‌برداری کشور.

 

با رعایت و تأمین این مجوزات، احداث نیروگاه خورشیدی در ایران با روند قانونی و بهره‌وری بیشتر امکان‌پذیر خواهد بود. تأمین این مجوزات نقطه کلیدی در جهت اجرای موفق پروژه نیروگاه خورشیدی متصل به شبکه است.

• طراحی نیروگاه خورشیدی فتوولتائیک:

طراحی مهندسی نیروگاه خورشیدی شامل موارد زیر میباشد:

 

الف. طراحی مهندسی نیروگاه خورشیدی:

تخصیص نیروی مهندسی برای طراحی دقیق الکتریکال و مکانیکال نیروگاه خورشیدی از جمله مراحل مهم در این حوزه است.

 

ب. تهیه تجهیزات نیروگاه خورشیدی:

انتخاب و خرید تجهیزات نیروگاه از جمله پنل‌های خورشیدی، اینورترها، و سیستم‌های ترانسفورماتور و انتقال انرژی به شبکه برق سراسری و دیگر تجهیزات شامل استراکچر و کابل و اتصالات و تابلو های حفاظتی نیروگاه خورشیدی در سمت DC و AC  صورت می‌گیرد.

 

• ساخت نیروگاه خورشیدی:

تجهیز کارگاه نیروگاه خورشیدی شامل فنسینگ زمین نیروگاه و تسطیح و کانال کشی زمین نیروگاه خورشیدی و اجرای سیستم های روشنایی و نظارت تصویری و ساختمان های مربوطه که به شرح زیر میباشد.

 

الف. حفاری و زیرساخت:

شامل حفاری چاه‌های ارت و کانال های کابل های خورشیدی و دیگر کابل ها، نصب ستون‌ها و ساخت سازه برای نصب پنل‌های خورشیدی.

 

ب. نصب تجهیزات:

نصب پنل‌های خورشیدی، اینورتر و سیستم‌های حفاظتی و اتصال به شبکه نیروگاه خورشیدی.

 

ج. تست و راه‌اندازی:

اجرای آزمون‌ها و تست‌های لازم جهت اطمینان از صحت عملکرد نیروگاه خورشیدی.

 

• بهره‌برداری نیروگاه خورشیدی فتوولتائیک :

 

الف. اتصال نیروگاه خورشیدی به شبکه برق سراسری:

ارتباط نیروگاه خورشیدی با شبکه برق سراسری و اتصال به آن از طریق پست پاساژ.

 

ب. نظارت و نگهداری نیروگاه خورشیدی :

تدابیر لازم برای نگهداری و نظارت دائمی بر نیروگاه به منظور حفظ بهره‌وری و عملکرد بهینه نیروگاه خورشیدی.

 

ج. گزارش‌دهی و پیشرفت نیروگاه خورشیدی :

ارائه گزارش‌های دوره‌ای و پیشرفت‌ها به مراجع مربوطه و ارتقاء عملکرد با توجه به بازخوردها از طریق بازدیدهای دوره ای و بررسی منظم سیستم مانیتورینگ نیروگاه خورشیدی.

 

این پروسه به عنوان یک راهنمای کلی برای ساخت نیروگاه‌های خورشیدی مورد استفاده قرار می‌گیرد. البته، هر پروژه نیازها و چالش‌های خاص خود را دارد و نیاز به تنظیمات خاص خود که در هر یک از مراحل، تیم متخصص آرا نیرو آن را در نیروگاه خورشیدی موردنظر اعمال خواهد کرد.

نویسنده: مهدی پارساوند