نوشته‌ها

چکیده

امروزه مشکلات محیط زیستی قابل توجه سوخت های فسیلی موجب شده است که توجه بسیاری از جوامع بشری به سمت استفاده از انرژی های تجدیدپذیر معطوف شود. در میان منابع انرژی تجدیدپذیر استفاده از انرژی خورشیدی و فناوری فتوولتائیک در سالهای اخیر رشد چشمگیری داشته است. استفاده از فناوری فتوولتائیک نیازمند مساحت زمین زیادی است و این امر موجب شده است که کشورهایی مانند چین به دلیل عدم وجود زمین کافی به استفاده از سیستمهای فتوولتائیک شناور روی بیاورند.  سیستمهای فتوولتائیک شناور مزایای متعددی از جمله بازده تولید انرژی الکتریکی بالاتر، کاهش تبخیر آب، بهبود کیفیت آب با جلوگیری از رشد جلبکها و نیاز به تمیزکاری کمتر را دارا میباشند. در این تحقیق به بررسی سیستمهای خورشیدی شناور به خصوص در ایران پرداخته شده است.  نتایج این بررسی نشان میدهد که راندمان تبدیل انرژی خورشیدی به انرژی الکتریکی در سیستمهای فتوولتائیک شناور 10 الی 15 درصد بیشتر از سیستمهای روی زمین است.  همچنین بسته به میزان پوشش سطح آب توسط پنلهای خورشیدی شناور، استفاده از سیستمهای فتوولتائیک شناور میتواند موجب کاهش تبخیر آب تا 80 درصد شود.  از دیدگاه اکولوژیکی، در استفاده از پنلهای خورشیدی شناور باید میزان پوشش سطح آب مقداری بهینه باشد تا هم از رشد بی رویه جلبکها جلوگیری شود و هم جمعیت قابل قبولی از جلبکها که برای اکوسیستم آب ضروری است تأمین گردد . همچنین بررسی حاصل از مطالعات اقتصادی نشان میدهد که هزینه سرمایه گذاری نیروگاه های خورشیدی شناور تقریبا 25 درصد بیشتر از نیروگاه های خورشیدی روی زمین میباشد. در پایان، نتایج حاصل از این تحقیق نشان میدهد که استفاده از سیستم فتوولتائیک شناور در کشور ایران و به خصوص در مناطق جنوب کشور ارزشمند خواهد بود.

1646409634289 - سیستم فتوولتائیک شناور

مقدمه

امروزه بیش از 81 درصد کل انرژی مصرفی جهان و بیش از 95 درصد انرژی مصرفی در ایران را سوخت فسیلی تأمین میکند. با این حال انرژی های فسیلی، بخصوص نفت و زغال سنگ، باعث ایجاد چالشهای گسترده زیست محیطی و اقتصادی برای کشورها و بطور کلی جوامع بشری شده اند . به عنوان نمونه مشکلاتی نظیر گرمایش زمین، آلودگی هوا و تغییرات آب و هوایی، ناشی از مصرف زیاد سوختهای فسیلی است. از طرفی مشکل آلودگی هوا نیز از طریق تأثیر بر سلامتی انسان و بسیاری از فعالیتها مانند کشاورزی میتواند هزینه های زیادی را به دولتها تحمیل کند.  با توجه به مشکلات مذکور سوختهای فسیلی، رشد تقاضای انرژی، استفاده بی رویه از منابع انرژی فسیلی و همچنین پایان پذیر بودن منابع نفتی و گازی کشور، میبایست از هم اکنون به فکر انرژیهای جایگزین بود. در حال حاضر مهمترین انرژیهای تجدیدپذیر دردسترس انرژی های باد، برق آبی، بایو مس و خورشیدی میباشند که در میان این منابع جایگزین، انرژی خورشیدی در سالهای اخیر مورد توجه بسیاری قرار گرفته است و با توجه به موقعیت جغرافیایی و شرایط اقلیمی ایران از پتاسیل بسیار بالایی جهت بومی سازی در کشور نیز برخوردار است. تبدیل تابش مستقیم خورشید به شکلی از انرژی که قابل استفاده باشد، به چندین روش قابل انجام است که یکی از مهمترین این روشها استفاده از سیستمهای فتوولتائیک می باشد.

1646409634305 - سیستم فتوولتائیک شناور

رایگان و پایان ناپذیر بودن منبع انرژی خورشیدی، قابلیت استفاده در ظرفیتهای بالا، ذخیره سازی آسان، هزینه نگهداری و عملیاتی پایین و بی خطر بودن از نظر محیط زیستی موجب شده که در سالهای اخیر توجه ویژه ای به این سیستم های فتوولتائیک در جهان شود.  با وجود مزایای فراوان سیستمهای فتوولتائیک، استفاده از این سیستمها در کشورهایی که دارای زمین کافی برای احداث نیروگاه خورشیدی نمیباشند کمی چالش برانگیز است.  به طور کلی بازده پنل های خورشیدی نسبتا پایین و در حد 18 تا 21 درصد میباشد این بدین معنی است که برای یک نیروگاه 1 مگاواتی به زمینی به مساحت حداقل 15000 متر مربع نیاز است که این موضوع به خصوص برای کشورهای صنعتی و توسعه یافته شاید از نظر اقتصادی قابل قبول نباشد،  زیرا از زمین مورد نظر میتوان برای مصارف دیگر مانند کشاورزی استفاده کرد. یکی از راه حلهای موجود برای برطرف کردن این مشکل استفاده از سیستمهای فتوولتائیک شناور (FPV)بر روی سطح آب میباشد که در سالهای گذشته مورد توجه بسیاری قرار گرفته است. در این روش از پنلهای خورشیدی بر روی سطح مخازن آب، تصفیه خانه ها، تالاب ها، دریاچه ها و … استفاده میشود.  استفاده از سیستمهای فتوولتائیک شناور دارای مزایایی مانند بازده بالاتر تبدیل انرژی خورشیدی نسبت به پنلهای روی زمین، کاهش تبخیر آب و کاهش رشد جلبک ها میباشد.  همچنین میتوان از سیستمهای خورشیدی شناور در ترکیب با نیروگاه های برق آبی استفاده کرد و از مزایای آن بهره برد. در این تحقیق به بررسی فنی و اقتصادی سیستم فتوولتائیک شناور و اثرات مثبت و منفی این سیستم بر محیط زیست پرداخته میشود.

1646409634325 - سیستم فتوولتائیک شناور

 

سیستمهای فتوولتائیک شناور

به طور کلی سیستمهای فتوولتائیک از نظر مکان احداث به سه دسته تقسیم میشوند:

  1. سیستم های فتوولتائیک روی زمین
  2. سیستم های فتوولتائیک روی پشت بام
  3. سیستمهای فتوولتائیک شناور که در این میان سیستمهای خورشیدی شناور از دو مورد دیگر فناوری جدیدتری میباشد . تکنولوژی پنل های شناور برای اولین بار در سال  2007 با احداث یک نیروگاه 20 کیلوواتی در آیچی ژاپن مطرح شد و پس از گذشت تنها دو سال ظرفیت تولیدی این فناوری در جهان به 1 مگاوات رسید . آمار نشان میدهد که در سال 2015 ظرفیت تولید سیستمهای فتوولتائیک شناور 65 مگاوات بوده است و این مقدار در سال 2017 و 2018 به ترتیب به 585 و 1100 مگاوات رسیده است که حاکی از رشد سریع این فناوری در سالهای اخیر میباشد.

1646409634347 - سیستم فتوولتائیک شناور

 

همانطور که در شکل 1 مشاهده میشود پراکندگی فناوری سیستمهای خورشیدی شناور در جهان تا سال 2017 نشان میدهد که در این زمینه کشور چین پیشقدم بوده و 76 % از ظرفیت تولید موجود را به خود اختصاص داده است. پس از چین، ژاپن و آسیای شرقی )به ویژه کره جنوبی( عملکرد خوبی در این زمینه داشته اند.  اخیرا کشورهایی مانند هند و کشورهای نواحی استوایی نیز در این بخش سرمایه گذاری زیادی داشته اند. بزرگترین نیروگاه پنل های خورشیدی شناور در دنیا در سال 2017 با ظرفیت 40 مگاوات در شهر هواینان در کشور چین افتتاح شد )شکل . ( 2  این نیروگاه از 160 هزار پنل خورشیدی که به یکدیگر متصل شده اند تشکیل شده است و مساحتی معادل 800 هزار متر مربع از سطح یک دریاچه مصنوعی را پوشش میدهد و قادر به تأمین برق یک شهر کوچک و نیاز حدود 15000 خانوار میباشد . در ایران نیز کاربرد سیستمهای خورشیدی شناور شامل موارد محدودی میباشد. یکی از این موارد نیروگاه خورشیدی شناور در مجتمع پتروشیمی مهاباد میباشد.  ظرفیت این نیروگاه روزانه 200 کیلو وات ساعت است، که در صورت تکمیل طرح و اجرای فاز دوم، این ظرفیت به نیم مگاوات برق هم میرسد.  از مزایای این طرح علاوه بر جلوگیری از تبخیر آب، بهبود 15 درصدی خنک کاری در سطح آب است.  همچنین این نیروگاه خورشیدی قرار است در فاز دوم برق مورد نیاز 400 خانوار روستایی را تأمین کند )”شبکه اطلاع رسانی نفت و انرژی شانا,” 1399 (. این پروژه نشان میدهد که در صورت توسعه نیروگاه های خورشیدی شناور در کشور میتوان از ظرفیت آنها برای تولید برق مورد نیاز مجتعهای صنعتی کشور نیز استفاده کرد.

 

Untitled 1 - سیستم فتوولتائیک شناور

شکل 1 : پراکندگی فناوری سیستم های خورشیدی شناور در جهان

 

 

 

Untitled 2 - سیستم فتوولتائیک شناور

شکل 2 : بزرگترین نیروگاه خورشیدی شناور در چین

 

 

شکل 3 پراکندگی نیروگاه های خورشیدی شناور را بر اساس ظرفیت نیروگاه نشان میدهد که مشاهده میشود بخش اعظم ظرفیت تولیدی موجود مربوط به نیروگاه های دارای ظرفیت بالای 15 مگاوات میباشد که این امر بیان کننده قابلیت استفاده از این فناوری در مقیاس های بزرگ است.

 

Untitled 3 - سیستم فتوولتائیک شناور

شکل 3 : توزیع نیروگاه های خورشیدی شناور در دنیا بر اساس ظرفیت نیروگاه

 

 

استفاده از پنلهای شناور فقط محدود به دریاچه ها نمیشود بلکه در هر جایی که آب موجود باشد مانند تصفیه خانه های آب و پساب، مخازن آب، کانال ها و … میتوان از این سیستم استفاده کرد. با توجه به امکان خنک سازی پنلها توسط آب موجود، بازده پنلهای شناور میتواند 10 تا 12 درصد از پنلهای زمینی بالاتر هم برود. این مورد در تحقیق ساکرامنتو و همکاران نیز تأیید شده است، نتایج این تحقیق نشان میدهد که استفاده از پنل های شناور به طور میانگین موجب افزایش 5 / 12 درصدی بازده تبدیل انرژی خورشیدی میگردد ( do Sacramento et al., 2015 ). سیستمهای خورشیدی شناور با پوشش سطح آب از تبخیر آب نیز جلوگیری میکنند. از نظر تمیزکاری نیز از آن جایی که پنلهای شناور از خشکی دور هستند مشکل نشستن گرد و خاک بر آنها را بر خلاف پنل های زمینی نخواهیم داشت و به همین دلیل تمیزکاری کمتری نیاز خواهند داشت _ _Gorjian et al., 2021 در کنار تمام مزایایی که پنلهای شناور دارند، این سیستمها دارای معایبی نیز میباشند. برای مثال املاح موجود در آب میتواند بر اجزای سازنده و عملکرد پنل خورشیدی اثر منفی داشته باشد و موجب خوردگی شود، تمیزکاری و سرویس پنلهای شناور ممکن است سخت تر باشد و همچنین انتقال ایمن انرژی تولیدی از سیستم های شناور به زمین چالش برانگیز خواهد بود. در استفاده از پنلهای شناور در دریا و آب های آزاد باید به این نکته توجه کرد امواج دریا و جذر و مد میتواند اثرات مخرب بر عملکرد سیستم داشته باشد و در نتیجه نیازمند هزینه ها و نظارت بیشتر خواهد بود.

1646409634366 - سیستم فتوولتائیک شناور

 

3 آثار زیستی و محیط زیستی سیستم های فتوولتائیک شناور

 

 1-3 تبخیر آب

طبق آمارها، متوسط میزان بارندگی سالانه جهان حدود 850 میلیمتر و این مقدار در ایران 250 میلیمتر و چیزی کمتر از یک

سوم متوسط میزان بارندگی سالانه جهان است. این در حالی است که متوسط ظرفیت تبخیر سالانه در جهان 700 میلیمتر و

در ایران برابر با 2100 میلیمتر است و این موضوع نشان میدهد که تبخیر سالانه در ایران سه برابر متوسط تبخیر سالانه جهانی است لذا محدودیت و کمبود منابع آبی در ایران نسبت به جهان بسیار حاد و جدی تر است )”بحران تبخیر و هدر رفت آب در ایران و راهکارهای مقابله با آن “(. با توجه به مشکل کمبود آب در کشور میتوان گفت که مهمترین مزیت سیستم های خورشیدی شناور برای کشور ما جلوگیری از تبخیر آب در اثر پوشش سطح آب توسط پنل ها میباشد که به حفظ منابع آب کشور )از جمله مخازن سدها( کمک بسیاری میکند. استفاده از پنل های شناور موجب میشود سرعت باد روی سطح آب به شدت کاهش پیدا کند علاوه بر این میزان انرژی دریافتی توسط آب به دلیل جذب توسط پنل ها بسیار کم میشود از طرفی تابش فروسرخ ناشی از گرم شدن پنل بیشتر از سطح روی آن که به رنگ سیاه است منتشر میشود تا سطح پشتی سفید.  همه این عوامل روی هم رفته موجب میگردد که تبخیر آب کاهش پیدا کند و این به حفظ منابع آب کمک بسیاری مینماید.  نتایج تحقیقات گذشته نشان میدهد که با پوشش سطح 80 تا 95 درصد، تبخیر آب به اندازه 50 تا 80 درصد کاهش پیدا میکند.( P. Rosa-Clot, 2020)

بر اساس مطالعات انجام شده توسط اسکاوو و همکاران، تنها پوشاندن 30 درصد از سطح حوضچه ها به کمک پنلهای خورشیدی میتواند تا 49 درصد از تبخیر آب جلوگیری کند  (Scavo, Tina, Gagliano, & Nižetić, 2020). همچنین در تحقیق دیگری که در استرالیا انجام شده است، به کمک مدل Penman-Monteith کاهش 90 درصدی تبخیر آب به واسطه پوشش سطح آب توسط پنلهای شناور تخمین زده شده است .

1646409634379 - سیستم فتوولتائیک شناور

 

2-3 اثر گلخانه ای

به طور کلی میتوان گفت پنلهای خورشیدی 95 تا 97 درصد تابش خورشید )مستقیم و پخشی( را جذب میکنند، این موضوع

تبعاتی را برای موازنه انرژی کره زمین دارد زیرا میزان جذب انرژی توسط پنلهای خورشیدی بیشتر از سطح زمین می باشد. از

تمام انرژی ای که پنلها دریافت میکنند تنها 10 تا 20 درصد آن تبدیل به الکتریسیته میگردد و بخش اعظم آن 90 – 80

درصد صرف گرم کردن پنل میشود که این انرژی در نهایت به صورت تابش فروسرخ ) گرما(  منتشر شده و جذب این تابش

توسط گازهای گلخانه ای موجب افزایش گرمایش زمین میگردد.  علی رغم اینکه استفاده از انرژی خورشیدی و کاهش مصرف

سوخت های فسیلی خود تأثیر بسزایی در کاهش گرمایش زمین دارد، اما باید به موضوعِ اثر گلخانه ای سیستم های معمول

فتوولتائیک نیز توجه کرد. چراکه اگر چه در حال حاضر سهم آن در گرمایش جهانی ناچیز میباشد اما با توجه به توسعه روزافزون استفاده از پنلهای خورشیدی و سرمایه گذاری های زیاد در این زمینه احتمال افزایش سهم این تکنولوژی در گرمایش جهانی وجود دارد. یکی از بهترین راه حلها برای برطرف کردن این مشکل استفاده از پنلهای شناور است زیرا درصد بازتاب نور آب، پایین و تقریبا هم اندازه پنل های خورشیدی میباشد. در نتیجه استفاده از این پنلها بر روی سطح آب تغییر قابل توجهی در موازنه انرژی جهانی ایجاد نمیکند( P. Rosa-Clot, 2020 .)

1646409634394 - سیستم فتوولتائیک شناور

 

3-3 بررسی آثار سیستم فتوولتائیک بر اکولوژی آب

در استفاده از سیستمهای خورشیدی شناور، اکولوژی آب موضوعی است که حتما باید به آن توجه شود. یکی از مشکلاتی زیستی که مخازن آب و دریاچه سدها با آن روبه رو هستند رشد جلبکها است.  به طور کلی جلبکها برای رشد خود نیاز به CO2، نور و مواد مغذی )عمدتا فسفر و نیتروژن( دارند . لذا میتوان گفت که تحت تابش خورشید رشد آنها بیشتر نیز میشود. جلبکها از طریق تولید اکسیژن به بهبود کیفیت آب کمک میکنند اما رشد و افزایش جمعیت بیش از حد آنها مشکلاتی را نیز ایجاد میکند . به طور کلی جلبکها عمر کوتاهی دارند و پس از مرگ توسط میکروارگانیزم های موجود در آب تجزیه میشوند، طی فرایند تجزیه جلبکها اکسیژن آب مصرف شده و در نتیجه شرایط بی اکسیژنی ایجاد میشود. تجزیه جلبکها علاوه بر رها کردن مواد سمی مشکلاتی از جمله کاهش تنوع زیستی آب، مرگ برخی از آبزیان، ایجاد رنگ و بوی نامطبوع و نیاز به تصفیه آب را با خود به همراه دارد،. استفاده از پنلهای شناور مشکل جلبکها را به طور کامل حل نمیکند اما تا حدی میتواند این اثر را با جلوگیری از رسیدن نور خورشید کاهش دهد. البته از طرفی وجود مقدار قابل قبولی از جلبکها و میکروارگانیزم ها برای اکوسیستم آب ضروری است و این میکروارگانیزم ها برای فعالیت و ادامه حیات خود نیازمند دریافت نور خورشید هستند. لذا سطحی از آب که تحت پوشش پنلهای خورشیدی قرار میگیرد باید مقداری بهینه داشته باشد تا هم از کمبود اکسیژن و پیامدهای آن جلوگیری شود و هم سطح مناسبی از جلبک را تأمین کند . درصد پوشش پیشنهادی سطح مخازن سدها توسط پنلها میتواند چیزی در حدود 40 تا 60 درصد باشد که غلظت قابل قبولی از جلبکها را تأمین میکند و هم از هدر رفت انرژی جلوگیری میکند ( Gorjian et al., 2021; P. Rosa-Clot, 2020 .)

1646409634409 - سیستم فتوولتائیک شناور

 

4-3 بررسی سازگاری مواد مورد استفاده در سازه شناور با محیط زیست

علاوه بر توجه به موادی مانند کادمیوم، کروم و سرب که در ساخت پنلهای خورشیدی استفاده میشوند و دارای پتانسیل

آلایندگی و اثرات مخرب زیست محیطی میباشند، در استفاده از پنل های شناور حتی در مواردی که پوشش سطح آب کم باشد باید به موادی که از آنها برای ساخت سازه شناور زیرین نیز استفاده میشود توجه کرد و کیفیت آب را همواره به طور دقیق کنترل نمود . سه ماده اصلی که برای ساخت این سازه ها استفاده میشوند عبارتند از: پلی اتیلن دانسیته بالا  HDPE ، فولاد گالوانیزه و آلومینیوم.  در واقع تماس مستقیم با آب عمدتا از طریق لوله های HDPE که به عنوان سازه شناور عمل میکنند و سازگاری خوبی با محیط زیست دارند، اتفاق می افتد و آهن گالوانیزه )یا آلومینیوم( در تماس مستقیم با آب نیست، اما به چندین دلیل مانند باران یا امواج، قطعات فلزی و پنلها توسط آب مرطوب شده و میتوانند مقادیر کمی از مواد محلول در آب را آزاد کنند. آهن گالوانیزه برای جلوگیری از خوردگی توسط لایهای از زینک پوشش داده میشود. مقداری از این لایه زینک در اثر تماس با آب سال به سال در آب حل میشود که البته مقدار آن ناچیز بوده و مقادیر استانداردی از آن برای بدن انسان لازم است در نتیجه به نظر نمیرسد مشکلی ایجاد کند اما با این وجود نیاز به نظارت بر آن وجود دارد .

1646409634430 - سیستم فتوولتائیک شناور

 

4 ترکیب نیروگاههای برق آبی با سیستم های خورشیدی شناور

امکان ترکیب سیستم های خورشیدی شناور با نیروگاه های برق آبی میتواند بسیار جذاب باشد زیرا خشکسالی و نوسانات الگوی بارندگی تأثیر زیادی بر ظرفیت تولید نیروگاههای برقآبی دارد. یکی از راه حلهای پیشنهادی برای برطرف کردن این مشکل ترکیب نیروگاههای برقآبی با سیستمهای خورشیدی شناور که بخشی از دریاچه سد را پوشش میدهند، میباشد. در فصل تابستان در کشور ما نیز نیروگاههای برقآبی کشور به دلیل میزان تبخیر بالای آب دچار مشکلاتی میشوند لذا نصب پنلهای خورشیدی شناور بر روی دریاچه سد میتواند یک راهکار مناسب برای برطرف کردن مشکلات نیروگاه ها باشد، زیرا پوشش سطح آب مخزن سد با پنلها موجب میشود که تا حد زیادی از تبخیر آب جلوگیری شود. از طرف دیگر، بهره برداری از تولید الکتریسیته توسط سیستم های خورشیدی موجب میشود که در مصرف آب نیز صرفه جویی شود چرا که میتوان ظرفیت تولید نیروگاه و در نتیجه مصرف آب را در زمان فعالیت سیستم های خورشیدی کاهش داد . در تحقیقی که توسط کازانیگا و همکاران انجام شده است عملکرد 20 نیروگاه برق آبی و اثر ترکیب آنها با پنل های شناور بررسی شده است.  نتایج این تحقیق نشان میدهد که پوشش 10 درصد از سطح مخازن نیروگاه های برق آبی موجب افزایش ظرفیت تولیدی به میزان حداقل 65 درصد میشود، همچنین میزان تبخیر نیز بالای 18 درصد کاهش پیدا میکند . در پژوهش دیگری نیز که توسط سیلوِریو  و همکاران انجام شده است، نشان داده شده است که با پوشش 6 / 2 درصد از سطح مخزن یک نیروگاه برق آبی در برزیل بوسیله پنل های شناور میزان 4 / 18 مگاوات در سال به ظرفیت تولیدی نیروگاه اضافه میشود . مزیت دیگری که احداث سیستم خورشیدی بر روی مخازن سدها دارد این است که ساختار پنلهای شناور موجب کاهش تشکیل امواج شده و در نتیجه فرسایش دیواره های مخزن سد را کاهش میدهد. البته این اثر محدود به سطح پوشیده شده است که به طور معمول درصد کمی از سطح مخزن است، اما از اهمیت ویژه ای برخوردار است چرا که پنلها باید در فاصله ای نه چندان دور از سازه سد واقع شوند، جایی که احتمال فرسایش مخزن بیشتر است.

1646409634453 - سیستم فتوولتائیک شناور

 

5 بررسی اقتصادی

ظرفیت تولید نیروگاه های خورشیدی شناور به سبب داشتن خاصیت خنک کنندگی آب و تأثیر آن بر روی تعدیل دمای سطح

پنل های خورشیدی، میتواند تا 15 درصد بیشتر از نیروگاه های عادی و مرسوم باشد و این خود به تنهایی میتواند دوره بازگشت سرمایه را کوتاه تر نماید.  به دلیل وجود بسیاری از زیرساخت های لازم در سدها و نیروگاه های برق آبی هزینه سرمایه گذاری برای احداث سیستم خورشیدی شناور تا حد زیادی کاهش پیدا میکند . همچنین استفاده از پنل های شناور

نه تنها احتمال قرار گرفتن صفحات خورشیدی در معرض آلاینده های هوا همچون گرد و غبار را کمتر میکند بلکه هزینه تمیز

کردن این صفحات را نیز تا حدودی کاهش میدهد. اما به طور کلی هزینه سرمایه گذاری سیستم های خورشیدی شناور بیشتر از سیستم های زمینی است زیرا سیستم های شناور علاوه بر تهیه پنل ها نیازمند صرف هزینه هایی برای نصب سازه شناور، سیستم نگهدارنده ، کابل ها و متصل کننده ها و دیگر تجهیزات الکتریکی مانند اینورترها و باتری میباشد و با توجه به اینکه کابل ها و متصل کننده هایی که در آب قرار میگیرند باید خاصیت ضد آب داشته باشند، این مورد میتواند هزینه بیشتری را نسبت به پنل ها ی زمینی تحمیل کند . در پژوهشی که در سال 2020 انجام شده است، گزارش شده است که هزینه سرمایه گذاری ثابت سیستم های خورشیدی شناور 25 درصد بیشتر از سیستم های زمینی میباشد که این افزایش هزینه ها عمدتا ناشی نصب سازه های شناور و نگهدارنده میباشد . همچنین در گزارشی که در سال 2019 منتشر شده است عنوان گردیده است که هزینه سرمایه گذاری سیستم های خورشیدی شناور بسته به موقعیت مکانی پروژه، عمق منبع آب و تغییرات عمق متغیر بوده و در بازه 2 / 1 – 8 / 0 دلار به ازای هر وات میباشد. شکل 4 میزان سرمایه گذاری کشورهای مختلف را در پروژه های متفاوت در سالهای 2018 -2014 نشان میدهد.

 

Untitled 4 - سیستم فتوولتائیک شناور

شکل 4 : میزان سرمایهگذاری در پروژههای نیروگاههای خورشیدی شناور در کشورهای مختلف دنیا

 

همانطور که در شکل 4 مشاهده میکنیم با این که ظرفیت تولیدی نیروگاه های ژاپن کمتر از چین میباشد، اما هزینه

سرمایه گذاری آنها خیلی بیشتر از کشور چین است.  این امر نشان میدهد که موقعیت مکانی نیروگاه های ژاپن سرمایه گذاری بیشتری را می طلبد در حالی که چین به دلیل داشتن موقعیت مکانی و جغرافیایی بهتر متحمل هزینه های کمتری میشود . لذا جهت برآورد هزینه های سرمایه گذاری، منطقه مطالعاتی مورد نظر باید به طور دقیق بررسی و ارزیابی شود .

1646409634474 - سیستم فتوولتائیک شناور

 6 نتیجه گیری

توسعه روزافزون استفاده از انرژی های تجدیدپذیر و وجود مشوق های فراوان در راستای استفاده از انرژی پاک موجب شده است که توجه بسیاری از جوامع بشری به سمت از استفاده از انرژی خورشیدی و فناوری فتوولتائیک جلب شود . در این میان نیروگاه های خورشیدی شناور فرصت تازه ای را برای افزایش ظرفیت تولیدی فناوری فتوولتائیک فراهم نموده است. در این پژوهش سیستم های خورشیدی شناور از دیدگاه فنی، اقتصادی و محیط زیستی بررسی شدند.  مطالعات فنی و محیط زیستی نشان می دهد که بازده تولیدی سیستم های خورشیدی شناور به دلیل خاصیت خنک سازی آب موجود در حدود 10 تا 15 درصد بالاتر از سیستم های مستقر روی زمین میباشد . همچنین پنل های خورشیدی شناور کمک فراوانی به کاهش تبخیر آب میکنند به صورتی که گزارش ها حاکی از کاهش 50 تا 80 درصدی تبخیر آب میباشد که این مورد برای ایران که با مشکل کم آبی مواجه است بسیار حائز اهمیت میباشد.  پوشش سطح آب توسط پنل های خورشیدی و عدم نفوذ نور به درون آب موجب کاهش رشد جلبکها شده و از اثرات مخرب آنها بر کیفیت آب جلوگیری میکند اما باید توجه کرد که حضور جمعیت قابل قبولی از جلبک ها و میکروارگانیزم ها برای اکوسیستم آب ضروری است لذا باید درصد بهینه ای از سطح مخزن آب توسط پنلها پوشش داده شود تا نور کافی به درون آب برسد؛ این مقدار برای مخازن سدها در حدود 40 تا 60 درصد سطح دریاچه میباشد.

1646409634492 - سیستم فتوولتائیک شناور

مواد مورد استفاده در سازه های شناور عمدتا از ترکیباتی میباشند که مشکلات زیست محیطی قابل توجهی ایجاد نمیکنند اما با این وجود نیاز به نظارت بر کیفیت آب به علت در تماس بودن با این مواد وجود دارد . امکان استفاده از پنلهای خورشیدی شناور در نیروگاه های برق آبی از دیگر مزایای قابل توجه این فناوری است که موجب صرفه جویی در مصرف آب نیروگاه و افزایش ظرفیت تولیدی میگردد به طوری که پوشش سطح تنها 10 درصد از مخازن نیروگاه های برق آبی منجر به افزایش 65 درصدی ظرفیت تولیدی میگردد. بررسی های اقتصادی نشان میدهد که هزینه سرمایه گذاری سیستم های خورشیدی شناور با توجه به موقعیت مکانی پروژه، عمق منبع آب و تغییرات عمق متغیر و در محدوده 8 / 0 تا 2 / 1 دلار به ازای هر وات تولیدی می باشد اما میتوان گفت که به طور کلی هزینه سرمایه گذاری نیروگاه خورشیدی شناور در حدود 25 درصد بیشتر از نیروگاه خورشیدی زمینی میباشد.  با توجه به نتایج حاصل از مطالعات صورت گرفته باید گفت که به دلیل مزایای ویژه سیستم های فتوولتائیک شناور برای کشور ما یعنی کاهش تبخیر و افزایش ظرفیت تولیدی برق کشور، این فناوری نیازمند توجه بیشتری در کشور میباشد و امید است این پژوهش در این زمینه مفید واقع شود.

1646409634510 - سیستم فتوولتائیک شناور

 

تهیه و تنظیم مقاله

 

مهندس حامد شوهانیان
بخش مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی شیمی نفت و گاز، دانشگاه شیراز، شیراز، ایران

دکتر مهرزاد فیلی زاده
استادیار، بخش مهندسی شیمی، دانشکده مهندسیشیمی نفت و گاز، دانشگاه شیراز، شیراز، ایران

مهندس سعید حیدری کوچکی
بخش مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی شیمی نفت و گاز، دانشگاه شیراز، شیراز، ایران

مهندس فرید عطار
بخش مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی شیمی نفت و گاز، دانشگاه شیراز، شیراز، ایران

 

 

برق خورشیدی از ۱۱۵ نیروگاه کشور به بهره برداری رسید

برق خورشیدی از ۱۱۵ نیروگاه کشور به بهره برداری رسید این طرح ها شامل توسعه و احداث،

اصلاح و بهینه سازی، کاهش تلفات برق رسانی به روستاهای بدون برق، به ارزش ۳۱۴ میلیارد تومان است.

 

عبدالعزیز کریمی افزود: با تغییر کلیدی صورت گرفته در نگرش شرکت توانیر و اجرای

طرح های ملی سیما (سامانه یکپارچه مدیریت شاخص‌های استراتژیک)، چاوش و هما، مولفه هایی

همچون مدیریت محور عملکرد شرکت ها و تاب آوری، هوشمندسازی و تحویل برق مطمئن

و پایدار ارتقا یافته است.

 

وی بیان کرد: تابستان امسال با اجرای طرح های مدیریتی، مصرف برق خورشیدی استان های

منطقه چهار کشور با روند کاهشی به یک هزار و ۹۰ مگاوات معادل ۲۸ درصد کل مصرف کشور رسید

که این امر یک طرح شاخص اقتصاد مقاومتی محسوب می شود.

 

مدیرعامل برق منطقه‌ای بوشهر و فارس اظهار داشت: همچنین توسعه دولت الکترونیک

هوشمندی سازی، استقرار برق خورشیدی و حذف قبض در تمامی شرکت های زیرمجموعه

عواید مالی، اجتماعی و زیست محیطی به همراه داشته است.

 

کریمی بیان کرد: با راه اندازی میز خدمت الکترونیک در شرکت توزیع نیروی برق خورشیدی

استان فارس، این استان به عنوان آزمونه (پایلوت) شرکت توزیع برق های کشور قرار گرفت

و ۲۰۰ خدمت احصا شده که ۸۲ خدمت در سایت شرکت بارگذاری شد. وزیر نیرو در سفری

یک روزه به همدان، چهار هزار و ۲۹۷ طرح‌ توسعه‌ای شرکت‌های توزیع نیروی برق خورشیدی 

سراسر کشور را با ارزش سرمایه‌گذاری ۲ هزار میلیارد تومان، از طریق ویدیو کنفرانس بهره‌برداری کرد.

 

در این سفر یک نیروگاه برق خورشیدی با اعتبار ۱۰۱ میلیارد و ۸۰۰ میلیون تومان و همزمان

یک نیروگاه CHP (تولید همزمان برق و حرارت) نیز با اعتبار ۱۷ میلیارد و ۶۰۰ میلیون تومان

بهره‌برداری و عملیات اجرایی و کلنگ‌زنی هشت طرح عمرانی با اعتبار ۲ میلیارد و ۴۵۰ میلیون

تومان از طریق ویدیو کنفرانس آغاز شد.

با پیج اینستاگرامی ما همراه باشید

منبع

برق خورشیدی از ۱۱۵ نیروگاه کشور به بهره برداری رسید - برق خورشیدی از ۱۱۵ نیروگاه کشور به بهره برداری رسید

احداث نیروگاه در منطقه های محروم با وام پنجاه میلیونی

احداث نیروگاه در منطقه های محروم با وام پنجاه میلیونی براساس بند «ه» تبصره شانزده

لایحه بودجه سال ۱۳۹۹ کل کشور، بانک مرکزی جمهوری اسلامی ایران مکلف است

از طریق بانک‌های عامل با هماهنگی و معرفی بسیج سازندگی نسبت به اختصاص

مبلغ پنجاه هزارمیلیارد ریال( ٥٠.٠٠٠.٠٠٠.٠٠٠.٠٠٠ ریال) از محل منابع سپرده‌های قرض‌الحسنه

و عادی بانک‌ها برای پرداخت به تعداد یکصد هزار نفر برای ایجاد نیروگاه خورشیدی

پنج کیلوواتی در روستاها و حاشیه شهرها و مناطق محروم به ازای هر نفر پانصد میلیون

ریال( ٥٠٠.٠٠٠.٠٠٠ ریال) با بازپرداخت شصت‌ماهه و نرخ چهاردرصد( ٤%) اقدام کند.

 

این بند تاکید دارد:مابه‌التفاوت نرخ سود تا سقف هزار میلیارد ریال( ١.٠٠٠.٠٠٠.٠٠٠.٠٠٠ ریال)

نسبت به نرخ مصوب شورای پول و اعتبار از محل منابع‌ بند« الف » تبصره( ١٨ )

این قانون پرداخت می‌شود. مسؤولیت نصب و راه‌اندازی این نیروگاه‌ها به شکل رایگان

برعهده سازمان بسیج مستضعفین است.  استفاده از تسهیلات این بند منوط

به ارائه قرارداد خرید تضمینی برق از سوی شرکت تابعه وزارت نیرو است.

 

براساس قانون پنج ساله برنامه ششم توسعه( ۱۴۰۰- ۱۳۹۶) دولت باید سهم نیروگاه های

تجدیدپذیر و پاک راتا پایان اجرای آن به حداقل پنج درصد برساند ، امابه گفته سخنگوی

سازمان ساتبا این سهم اکنون به یک درصد رسیده که نسبت به گذشت سالهای برنامه، با عقب ماندگی روبروست.

 

ماده ۵۰ قانون برنامه ششم توسعه تاکید دارد که دولت مکلف است سهم نیروگاه های

تجدیدپذیر و پاک را با اولویت سرمایه گذاری بخش غیر دولتی (داخلی و خارجی) با

حداکثراستفاده از ظرفیت داخلی تا پایان اجرای قانون برنامه (سال ۱۴۰۰ ) به‌حداقل

پنج درصدظرفیت برق کل کشور برساند.

 

همچنین براساس تصویب نامه هیات وزیران درسال ۹۵ و با استناد به اصل ۱۳۸ قانون اساسی

جمهوری اسلامی ایران مقرر شده وزارتخانه‌ها، موسسه ها و شرکت‌های دولتی و نهادهای عمومی

غیردولتی، بانک‌ها، شهرداری‌ها، براساس فهرستی که وزارت نیرو تعیین و منتشر کرده ، وظیفه دارند

در دو سال حداقل ۲۰ درصد از برق مصرفی ساختمان‌های خود را از انرژی‌های تجدیدپذیر تعیین کنند.

 

با پیج اینستاگرامی ما همراه باشید

احداث نیروگاه در منطقه های محروم با وام پنجاه میلیونی - احداث نیروگاه در منطقه های محروم با وام پنجاه میلیونی

ایجاد هزاران نیروگاه تجدیدپذیر در کرمان

 

ایجاد هزاران نیروگاه تجدیدپذیر در کرمان در آیین امضای تفاهم‌نامه تأمین و ایجاد

هزاران نیروگاه تجدیدپذیر پنج کیلوواتی در استان کرمان افزود: دیدگاه کمیته

امداد بر این است مشاغل پایدار و درآمدزا برای خانواده‌های تحت حمایت و محرومان ایجاد کند.

 

وی با بیان اینکه طبق اعلام رئیس سازمان مدیریت و برنامه‌ریزی استان کرمان

۱۳ درصد جمعیت کرمان تحت پوشش نهادهای حمایتی قرار دارند بیان کرد: ۱۰ درصد

این جمعیت تحت حمایت کمیته امداد این استان قرار دارند که آمار بالای مددجویی

زیبنده استان ثروتمندی همچون استان کرمان نیست.

 

صادقی با بیان اینکه نگاه کمیته امداد استان کرمان بر ایجاد مشاغل پایدار

و مولد برای مددجویان است و این نهاد حمایتی تاکنون نیز در این زمینه در استان

و کشور موفق عمل کرده و طی ۲ سال پیاپی موفق به اجرای بیش‌ترین شغل

در کرمان شده و رتبه برتر اشتغال را در بین دستگاه‌های مربوطه در استان کسب کرده است.

 

مدیرکل کمیته امداد استان کرمان از ایجاد هزار طرح گلخانه‌ای توسط این نهاد

در استان کرمان خبر داد و افزود: با اجرای طرح‌های گلخانه‌ای مددجویان

علاوه بر کسب درآمد و خودکفایی توانسته‌اند تعدادی افراد بیکار را نیز مشغول به کار کنند.

 

وی در ادامه به اجرای طرح نیروگاه‌های تجدیدپذیر توسط این نهاد در راستای

اشتغال و توانمندسازی مددجویان اشاره و بیان کرد: تاکنون ۷۴۶ طرح نیروگاه تجدیدپذیر

برای مددجویان در استان اجراشده که پیش‌بینی می‌شود تا پایان سال جاری نیز

هزاران طرح نیروگاه تجدیدپذیر جدید که عملیات اجرای آن در استان آغاز شده و وارد مدار می شود.

 

وی ادامه داد: طرح نیروگاه‌های تجدیدپدیر در استان کرمان به‌صورت دومنظوره

و در قالب اشتغال و مسکن مددجویان اجرا شده است.

 

با پیج اینستاگرامی ما همراه باشید 

احداث نیروگاه برق خورشیدی در لامرد - ایجاد هزاران نیروگاه تجدیدپذیر در کرمان

برق خورشیدی با خرید تضمینی ۲۰ ساله

 

برق خورشیدی با خرید تضمینی ۲۰ ساله معاون توسعه مدیریت و منابع انسانی

سازمان انرژی های تجدیدپذیر و بهره‌وری انرژی برق (ساتبا) در آیین بازدید از روند

پیشرفت فاز دوم پروژه نیروگاه خورشیدی قلعه‌گنج گفت: احداث

نیروگاه‌های تجدیدپذیر، بحثی است که طی سه سال اخیر در کشور مطرح شده است.

 

وی افزود: این نیروگاه‌ها از یک کیلو وات برق خانگی تا میزان ظرفیتی که

سرمایه‌گذار توان تامین مالی آن را داشته باشد راه‌اندازی می‌شوند.

 

معاون توسعه مدیریت و منابع انسانی سازمان انرژی‌های تجدیدپذیر و بهره‌وری

انرژی برق تصریح کرد: هدف ما دعوت از مردم، ادارات دولتی و نهادها برای

مشارکت در راه‌اندازی نیروگاه‌های تجدیدپذیر و خورشیدی در مناطقی همچون جنوب کرمان است.

 

وی اظهار داشت: در شرکت ساتبا، که وظیفه توسعه نیروگاه‌های خورشیدی و

تجدیدپذیر را بر عهده دارد خرید برق خورشیدی را برای تولید کنندگان تضمین می‌کنیم.

 

کریم‌زاده ادامه داد: تولید کننده، تنها طی پنج سال نخست اجرای طرح، هزینه‌ای را

که در این مسیر خرج کرده دریافت می‌کند و پس از آن به درآمدزایی می‌رسد.

 

وی همچنین طرح استقرار و نصب آب شیرین‌کن‌های هیبریدی که قرار است به

زودی در شهرستان قلعه گنج اجرا شود را مورد بررسی قرار داد.

 

قلعه‌گنج با ۱۴ هزار و ۲۰۰ کیلومتر مربع مساحت و ۸۵ هزار نفر جمعیت در فاصله

۴۵۰ کیلومتری جنوب کرمان واقع شده است.

 

با پیج اینستاگرامی ما همراه باشید

برق خورشیدی با خرید تضمینی ۲۰ ساله - برق خورشیدی با خرید تضمینی ۲۰ ساله

برق خورشیدی آذربایجان در ابتدای راه تولید

 

برق خورشیدی آذربایجان در ابتدای راه تولید موقعیت جغرافیایی، زمین شناسی

و زیست محیطی آذربایجان، مستعد وجود انواع منابع تجدیدپذیر از

قبیل انرژی خورشیدی، بادی، زیست‌توده، زمین‌گرمایی و آبی است که دسترسی به

آینده‌ای پاک در دوران پسانفتی را میسر

می کنند.

 

رهایی از بند آلودگی‌های زیست‌محیطی و آلودگی هوا به عنوان نتیجه

بکارگیری سوخت‌های فسیلی، اولین دستاورد استفاده از انرژی های سبز است؛

کاهش گازهای گلخانه ای، جلوگیری از تغییرات اقلیمی، امنیت انرژی و کاهش

هزینه‌ها از دیگر فواید استفاده از منابع تجدید پذیر و انرژی سبز می باشد؛ از

همین روست که برق منطقه ای آذربایجان  نیز سرمایه گذاری در این

زمینه را آغاز کرده، اما هنوز در ابتدای راه است.

 

 

برق منطقه ای آذربایجان در رتبه های آخر مولدهای کیلوواتی

 

بر اساس آمار منتشر شده، سال ٢٠١٨ بیش از ٢٦ درصد کل انرژی مصرفی

جهان از منابع تجدیدپذیر تامین شده

است و چین در راس بالاترین میزان تولید این نوع از انرژی قرار دارد،  در

حالی که در سال۲۰۱۷ میلادی ۲هزار و ۳۷۸ گیگاوات انرژی از منابع تجدیدپذیر

تامین شده که سهم ایران از تولید این انرژی از مهرماه سال گذشته تاکنون تنها

٢٩٠ مگاوات بوده است.

 

ظرفیت کلی انرژی‌های تجدیدپذیر ایران در چهارمین کنفرانس بین‌المللی

انرژی‌های تجدیدپذیر ٨٤١ مگاوات اعلام شده و کشورمان از نظر علمی در زمینه

انرژی‌های تجدیدپذیر دارای مقام ١٤ جهان و رتبه اول یا دوم منطقه است، در

حالی که فعالیت اجرایی و عملیاتی قابل توجهی در تولید این نوع انرژی ندارد.

 

سخنگوی سازمان انرژی های تجدیدپذیر و بهره وری انرژی برق ایران اعلام کرده

است: اکنون در همه استان‌های کشور نیروگاه‌های تجدیدپذیر راه‌اندازی، و

ظرفیت نصب شده به ۸۴۱ مگاوات رسیده است.

 

جعفر محمدنژاد سیگارودی افزود: این ظرفیت توسط  ۱۱۵ شرکت بخش

خصوصی محقق شده است.

 

وی ادامه داد: تاکنون حدود سه هزار و ۵۰۰ نیروگاه خورشیدی پشت‌بامی یا

خانگی در کل کشور ایجاد شده و ۲ هزار و ۵۰۰ واحد دیگر نیز در مناطق محروم و

روستایی در دست ساخت است.

 

بر اساس گزارش ساتبا (سازمان انرژی برق) درباره پراکنش مولدهای کیلوواتی

تجدیدپذیر بر اساس محدوده شرکت های توزیع نیروی برق کشور، شرکت های

توزیع برق جنوب استان کرمان، خراسان رضوی، شمال استان کرمان، استان

اصفهان رتبه های اول تا چهارم را دارند، اما شرکت برق منطقه ای آذربایجان،

جایگاه قابل قبولی در این زمینه ندارد.

 

بنا بر این گزارش، شرکت های برق آذربایجان شرقی در رتبه سی و دوم و

آذربایجان غربی در رتبه بیست و هفتم رده بندی «ساتبا» قرار ددارند و اردبیل

نیز در این رده بندی جایی ندارد؛ نکته جالب توجه اینکه شرکت توزیع برق تبریز

با بیش از ۱۱۰ سال قدمت، در این رده بندی، رتبه ۳۳ را در بین شرکت های برق

کشور دارد که به هیچ وجه شایسته آن نیست.

 

با پیج اینستاگرامی ما همراه باشید

برق خورشیدی آذربایجان در ابتدای راه تولید - برق خورشیدی آذربایجان در ابتدای راه تولید