نوشته‌ها

این مقاله به صورت جامع به بررسی باتری‌های خورشیدی می‌پردازد. از انتخاب باتری مناسب تا مزایای استفاده از آن، همه چیز را در این مقاله خواهید یافت.

مهم‌ترین نکات برای انتخاب باتری خورشیدی:

  • نوع باتری: انواع مختلفی از باتری‌های خورشیدی مانند لیتیوم یون و ژل دیپ سایکل و سرب اسید وجود دارد که هر کدام مزایا و معایب خاص خود را دارند.
  • ظرفیت باتری: ظرفیت باتری تعیین می‌کند که چه مقدار انرژی را می‌تواند ذخیره کند.
  • عمر باتری: عمر باتری به نوع باتری، شرایط نگهداری و میزان استفاده بستگی دارد.
  • قیمت: قیمت باتری‌ها متفاوت است و به عوامل مختلفی مانند ظرفیت و برند بستگی دارد.

مزایای استفاده از باتری خورشیدی:

  • استقلال انرژی:  با استفاده از باتری خورشیدی می‌توانید از برق تولید شده در خانه خود حتی در زمان قطع برق استفاده کنید.
  • صرفه جویی در هزینه:  باتری خورشیدی به شما کمک می‌کند تا در هزینه‌های قبض برق خود صرفه جویی کنید.
  • محافظت از محیط زیست:  استفاده از انرژی خورشیدی به کاهش آلودگی هوا کمک می‌کند.

نکات مهم برای خرید باتری خورشیدی:

  • مشاوره با متخصص:  قبل از خرید با یک متخصص مشورت کنید تا باتری مناسب با نیازهای شما را انتخاب کنید. کارشناسان شرکت آرا نیرو برای مشاوره در حوزه انتخاب باتری در خدمت شما هستند.
  • بررسی برندها:  برندهای مختلف باتری‌های خورشیدی با کیفیت و قیمت‌های متفاوت وجود دارد.
  • گارانتی:  به گارانتی باتری توجه کنید.
  • نصب حرفه‌ای:  برای نصب باتری خورشیدی از یک نصاب حرفه‌ای کمک بگیرید.

چرا به باتری خورشیدی نیاز داریم؟

باتری خورشیدی، قلب تپنده سیستم‌های انرژی خورشیدی است. این دستگاه‌ها انرژی تولیدی پنل‌های خورشیدی را در خود ذخیره می‌کنند تا در زمان‌هایی که خورشید نمی‌تابد یا در هنگام قطعی برق، بتوانید از آن استفاده کنید.

دلایل اصلی نیاز به باتری خورشیدی:

  • استقلال انرژی: با داشتن باتری خورشیدی، دیگر نیازی به شبکه برق شهری نخواهید داشت و می‌توانید از انرژی پاک و رایگان خورشید به طور کامل بهره‌مند شوید.
  • صرفه‌جویی در هزینه: با ذخیره انرژی خورشیدی در باتری، می‌توانید در ساعات پیک مصرف برق از آن استفاده کرده و در هزینه‌های قبض برق خود صرفه‌جویی کنید.
  • پشتیبانی در زمان قطع برق: در زمان‌های قطع برق، باتری خورشیدی به عنوان یک منبع برق پشتیبان عمل کرده و به شما امکان می‌دهد به زندگی عادی خود ادامه دهید.
  • کاهش وابستگی به سوخت‌های فسیلی: با استفاده از انرژی خورشیدی و باتری، به کاهش مصرف سوخت‌های فسیلی و آلودگی هوا کمک می‌کنید.
  • افزایش ارزش ملک: نصب سیستم خورشیدی با باتری، ارزش ملک شما را افزایش می‌دهد.

چه زمانی به باتری خورشیدی نیاز داریم؟

  • در مناطقی که دسترسی به شبکه برق محدود است: در مناطق روستایی یا مناطقی که دسترسی به شبکه برق با مشکل مواجه است، باتری خورشیدی یک راه حل مناسب برای تامین برق است.
  • در زمان‌های قطع برق مکرر: اگر در منطقه‌ای زندگی می‌کنید که قطع برق مکرر اتفاق می‌افتد، باتری خورشیدی می‌تواند به عنوان یک منبع برق پشتیبان قابل اعتماد عمل کند.
  • برای استفاده از وسایل برقی در شب: اگر می‌خواهید در شب از وسایل برقی مانند یخچال، تلویزیون و کامپیوتر استفاده کنید، به باتری خورشیدی نیاز دارید.
  • برای کاهش وابستگی به شبکه برق: اگر می‌خواهید از نظر انرژی مستقل باشید، باتری خورشیدی بهترین گزینه است.

به طور خلاصه، باتری خورشیدی به شما این امکان را می‌دهد که از انرژی پاک و رایگان خورشید در هر زمان و مکانی که می‌خواهید استفاده کنید.

اگر می‌خواهید درباره انواع باتری‌های خورشیدی، نحوه انتخاب باتری مناسب و سایر اطلاعات مرتبط با این موضوع بیشتر بدانید، می‌توانید به مقالات تخصصی در این زمینه مراجعه کنید.

آیا سوال دیگری در مورد باتری‌های خورشیدی دارید؟

lead acid batteries - این مقاله به صورت جامع به بررسی باتری‌های خورشیدی می‌پردازد

انواع باتری‌های خورشیدی

باتری‌های خورشیدی، قلب تپنده سیستم‌های انرژی خورشیدی هستند. این باتری‌ها انرژی تولید شده توسط پنل‌های خورشیدی را ذخیره می‌کنند تا در زمان نیاز، مانند شب یا هنگام قطع برق، از آن استفاده شود. انواع مختلفی از باتری‌های خورشیدی در بازار موجود است که هر کدام ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود را دارند. در ادامه به بررسی برخی از رایج‌ترین انواع باتری‌های خورشیدی می‌پردازیم.

1. باتری‌های سرب اسیدی (Lead-Acid Batteries)

باتری‌های سرب اسیدی یکی از قدیمی‌ترین و شناخته‌شده‌ترین انواع باتری‌ها هستند. این باتری‌ها به دلیل قیمت پایین و در دسترس بودن به طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرند. با این حال، عمر مفید آن‌ها نسبت به باتری‌های لیتیومی کمتر است و نیاز به تعمیر و نگهداری بیشتری دارند.

انواع باتری‌های سرب اسیدی:

  • باتری‌های اسیدی سیلد (Sealed Lead Acid): این باتری‌ها به دلیل عدم نیاز به افزودن آب مقطر، محبوبیت بیشتری دارند.
  • باتری‌های ژل (Gel): این باتری‌ها دارای الکترولیت ژل مانند هستند که باعث افزایش ایمنی و طول عمر آن‌ها می‌شود.
  • باتری‌های AGM (Absorbed Glass Mat): این باتری‌ها از الیاف شیشه برای جذب الکترولیت استفاده می‌کنند و در برابر لرزش مقاوم‌تر هستند.

2. باتری‌های لیتیوم یونی (Lithium-ion Batteries)

باتری‌های لیتیوم یونی به دلیل چگالی انرژی بالا، عمر طولانی‌تر، وزن کمتر و قابلیت شارژ سریع، محبوبیت زیادی در صنعت انرژی خورشیدی پیدا کرده‌اند. این باتری‌ها در انواع مختلفی مانند LFP (لیتیوم آهن فسفات)، NMC (نیکل منگنز کبالت) و NCA (نیکل کبالت آلومینیوم) تولید می‌شوند.

مزایای باتری‌های لیتیوم یونی:

  • چگالی انرژی بالا: حجم کمتری برای ذخیره انرژی بیشتر
  • عمر طولانی‌تر: تعداد سیکل‌های شارژ و دشارژ بیشتری را می‌توانند تحمل کنند.
  • کارایی بالا: راندمان تبدیل انرژی در آن‌ها بالاتر است.
  • وزن سبک‌تر: نسبت به باتری‌های سرب اسیدی سبک‌تر هستند.

3. باتری‌های لیتیوم پلیمری (Lithium Polymer Batteries)

باتری‌های لیتیوم پلیمری نوعی از باتری‌های لیتیوم یونی هستند که از الکترولیت پلیمری استفاده می‌کنند. این باتری‌ها به دلیل انعطاف‌پذیری بیشتر و ایمنی بالاتر، در دستگاه‌های الکترونیکی قابل حمل مانند تلفن همراه و لپ‌تاپ به طور گسترده استفاده می‌شوند.

عوامل موثر در انتخاب باتری خورشیدی

  • ظرفیت باتری: مقدار انرژی که باتری می‌تواند ذخیره کند.
  • عمر باتری: تعداد دفعاتی که باتری می‌تواند شارژ و دشارژ شود.
  • نرخ تخلیه: سرعت تخلیه انرژی از باتری
  • قیمت: قیمت باتری‌ها بسته به نوع و ظرفیت آن‌ها متفاوت است.
  • ابعاد و وزن: ابعاد و وزن باتری به فضای مورد نیاز برای نصب آن بستگی دارد.

کدام باتری برای شما مناسب است؟

انتخاب نوع باتری خورشیدی به عوامل مختلفی مانند بودجه، نیازهای انرژی، فضای موجود و شرایط محیطی بستگی دارد. بهتر است قبل از خرید با یک کارشناسان شرکت آرا نیرو مشورت کنید تا بتوانید بهترین گزینه را انتخاب کنید.

نکات مهم:

  • نصب حرفه‌ای: برای نصب باتری خورشیدی، حتما از یک نصاب حرفه‌ای کمک بگیرید.
  • نگهداری مناسب: برای افزایش عمر باتری، به دستورالعمل‌های نگهداری آن توجه کنید.
  • گارانتی: باتری‌های خورشیدی معمولاً دارای گارانتی هستند. قبل از خرید، شرایط گارانتی را به دقت مطالعه کنید.

در نهایت، انتخاب باتری خورشیدی یک تصمیم مهم است که می‌تواند بر عملکرد سیستم خورشیدی شما تاثیرگذار باشد.

understanding the difference gel cell battery - این مقاله به صورت جامع به بررسی باتری‌های خورشیدی می‌پردازد

عوامل موثر در انتخاب باتری خورشیدی

انتخاب باتری مناسب برای سیستم خورشیدی شما، یک تصمیم مهم است که بر عملکرد و طول عمر سیستم شما تاثیرگذار خواهد بود. عوامل مختلفی در این انتخاب نقش دارند که در ادامه به بررسی آن‌ها می‌پردازیم.

1. ظرفیت باتری

ظرفیت باتری به میزان انرژی که می‌تواند در خود ذخیره کند اشاره دارد. این ظرفیت معمولاً بر حسب آمپر ساعت (Ah) یا کیلووات ساعت (kWh) بیان می‌شود. برای انتخاب ظرفیت مناسب، باید به میزان مصرف انرژی روزانه خود و مدت زمانی که می‌خواهید از باتری استفاده کنید توجه داشته باشید.

2. نوع باتری

همانطور که قبلاً اشاره شد، انواع مختلفی از باتری‌های خورشیدی وجود دارد. هر نوع باتری مزایا و معایب خاص خود را دارد. عواملی مانند هزینه، عمر مفید، چگالی انرژی و دمای کاری در انتخاب نوع باتری موثر هستند.

3. عمر باتری

عمر باتری به تعداد دفعاتی که می‌تواند شارژ و دشارژ شود اشاره دارد. این عامل به نوع باتری، عمق دشارژ و شرایط محیطی بستگی دارد. باتری‌های لیتیوم یونی معمولاً عمر طولانی‌تری نسبت به باتری‌های سرب اسیدی دارند.

4. عمق دشارژ

عمق دشارژ به میزان انرژی که از باتری تخلیه می‌شود اشاره دارد. هرچه عمق دشارژ بیشتر باشد، عمر باتری کوتاه‌تر می‌شود.

5. نرخ تخلیه

نرخ تخلیه به سرعت تخلیه انرژی از باتری اشاره دارد. برخی از دستگاه‌ها به جریان بالایی نیاز دارند که باتری باید بتواند این جریان را تامین کند.

6. دما

دما بر عملکرد باتری تاثیرگذار است. دمای بالا باعث کاهش عمر باتری و کاهش ظرفیت آن می‌شود. بنابراین، بهتر است باتری را در مکانی خنک و خشک نگهداری کنید.

7. ابعاد و وزن

ابعاد و وزن باتری خورشیدی به فضای مورد نیاز برای نصب آن بستگی دارد. اگر فضای محدودی دارید، باید باتری کوچکتر و سبک‌تری را انتخاب کنید.

8. قیمت

قیمت باتری‌ها متفاوت است و به نوع باتری، ظرفیت و برند آن بستگی دارد.

9. گارانتی

گارانتی باتری نشان‌دهنده کیفیت و اطمینان سازنده به محصول است. بهتر است باتری‌ای را انتخاب کنید که دارای گارانتی طولانی‌مدت باشد.

10. کارایی

کارایی باتری به میزان انرژی که می‌تواند ذخیره کند و به صورت انرژی الکتریکی تحویل دهد اشاره دارد. باتری‌های با کارایی بالا، انرژی کمتری را هدر می‌دهند.

نکات مهم در انتخاب باتری خورشیدی

  • مشاوره با متخصص: قبل از خرید باتری، بهتر است با کارشناسان شرکت آرا نیرو مشورت کنید تا باتری مناسب با نیازهای شما را انتخاب کنید.
  • نصب حرفه‌ای: نصب باتری خورشیدی باید توسط یک نصاب حرفه‌ای انجام شود.
  • نگهداری مناسب: برای افزایش عمر باتری، به دستورالعمل‌های نگهداری آن توجه کنید.

در نهایت، انتخاب باتری خورشیدی یک تصمیم مهم است که باید با دقت انجام شود. با توجه به عوامل ذکر شده در بالا و مشاوره با کارشناسان شرکت آرا نیرو ، می‌توانید باتری مناسبی برای سیستم خورشیدی خود انتخاب کنید.

نصب و نگهداری باتری خورشیدی

نصب و نگهداری صحیح باتری خورشیدی برای اطمینان از عملکرد بهینه و طول عمر بیشتر آن بسیار مهم است. در این بخش، به مراحل نصب و نکات مهم در نگهداری باتری خورشیدی می‌پردازیم.

مراحل نصب باتری خورشیدی

  1. انتخاب مکان مناسب:
    • مکانی خشک، خنک و دارای تهویه مناسب را برای نصب باتری انتخاب کنید.
    • محل نصب باید به دور از منابع حرارتی و رطوبت باشد.
    • به راحتی قابل دسترسی باشد تا در صورت نیاز به تعمیر و نگهداری، دسترسی به آن آسان باشد.
  1. آماده‌سازی پایه:
    • پایه باتری را به صورت محکم و تراز بر روی سطح صاف قرار دهید.
    • از مواد عایق برای جلوگیری از تماس مستقیم باتری با سطح استفاده کنید.
  1. اتصال باتری به سیستم:
    • باتری را با استفاده از کابل‌های مخصوص و اتصالات ایمن به اینورتر و سایر اجزای سیستم خورشیدی متصل کنید.
    • از رعایت قطبیت مثبت و منفی باتری اطمینان حاصل کنید.
    • کلیه اتصالات را به دقت بررسی کرده و از محکم بودن آن‌ها اطمینان حاصل کنید.
  1. تنظیمات سیستم:
    • پس از اتصال باتری، تنظیمات سیستم خورشیدی را مطابق با مشخصات باتری و نیازهای شما انجام دهید.
    • این تنظیمات معمولاً توسط یک تکنسین متخصص انجام می‌شود.

نکات مهم در نگهداری باتری خورشیدی

  • توجه به دمای محیط: از قرار دادن باتری در معرض دمای بسیار بالا یا بسیار پایین خودداری کنید.
  • جلوگیری از تخلیه کامل باتری: سعی کنید باتری را همیشه در حالت نیمه شارژ نگه دارید تا عمر آن افزایش یابد.
  • نظارت بر سطح الکترولیت: در باتری‌های اسیدی، به صورت دوره‌ای سطح الکترولیت را بررسی کرده و در صورت نیاز آب مقطر اضافه کنید.
  • جلوگیری از اتصال کوتاه: از اتصال قطب‌های مثبت و منفی باتری به یکدیگر خودداری کنید.
  • بررسی منظم اتصالات: به صورت دوره‌ای اتصالات باتری را بررسی کرده و در صورت شل شدن آن‌ها را محکم کنید.
  • توجه به تاریخ تولید: عمر مفید باتری‌ها محدود است. به تاریخ تولید باتری توجه کنید و از باتری‌های قدیمی استفاده نکنید.
  • استفاده از شارژر مناسب: برای شارژ باتری از شارژر مخصوص باتری خورشیدی استفاده کنید.
  • اجتناب از اضافه بار: از شارژ بیش از حد باتری خودداری کنید.

نکات ایمنی

  • استفاده از تجهیزات حفاظتی: هنگام کار با باتری، از عینک ایمنی، دستکش و لباس محافظ استفاده کنید.
  • قطع اتصال از شبکه: قبل از انجام هرگونه کاری روی سیستم خورشیدی، اتصال آن را از شبکه برق قطع کنید.
  • مشاوره با متخصص: برای نصب و نگهداری باتری خورشیدی، بهتر است از یک متخصص کمک بگیرید.

توجه: نکات ذکر شده در بالا به صورت کلی ارائه شده است و ممکن است برای انواع مختلف باتری‌ها متفاوت باشد. برای کسب اطلاعات دقیق‌تر، به دفترچه راهنمای باتری مراجعه کنید یا با یک متخصص مشورت کنید.

با رعایت این نکات، می‌توانید از عمر طولانی‌تر و عملکرد بهتر باتری خورشیدی خود اطمینان حاصل کنید.

آیا سوال دیگری در مورد نصب و نگهداری باتری خورشیدی دارید؟

سوالات متداول درباره باتری خورشیدی و پاسخ‌های آن‌ها

باتری خورشیدی یکی از اجزای مهم سیستم‌های انرژی خورشیدی است که انرژی تولید شده توسط پنل‌های خورشیدی را ذخیره می‌کند تا در زمان نیاز از آن استفاده شود. در این بخش، به برخی از سوالات متداول درباره باتری‌های خورشیدی پاسخ می‌دهیم.

سوالات متداول و پاسخ‌ها

  • باتری خورشیدی چیست؟ باتری خورشیدی وسیله‌ای است که انرژی الکتریکی تولید شده توسط پنل‌های خورشیدی را به انرژی شیمیایی تبدیل کرده و در خود ذخیره می‌کند. این انرژی ذخیره شده را می‌توان در زمان‌هایی که خورشید نمی‌تابد یا در هنگام قطع برق استفاده کرد.
  • انواع باتری خورشیدی کدامند؟ انواع مختلفی از باتری‌های خورشیدی وجود دارد که هر کدام مزایا و معایب خاص خود را دارند. از جمله این باتری‌ها می‌توان به باتری‌های سرب اسیدی، لیتیوم یونی و لیتیوم پلیمری اشاره کرد.
  • کدام باتری خورشیدی بهتر است؟ انتخاب بهترین نوع باتری خورشیدی به عوامل مختلفی مانند بودجه، نیازهای انرژی، فضای موجود و شرایط محیطی بستگی دارد. باتری‌های لیتیوم یونی به دلیل چگالی انرژی بالا، عمر طولانی‌تر و کارایی بهتر، محبوبیت بیشتری دارند.
  • ظرفیت باتری خورشیدی به چه معناست؟ ظرفیت باتری به مقدار انرژی که می‌تواند در خود ذخیره کند اشاره دارد. این ظرفیت معمولاً بر حسب آمپر ساعت (Ah) یا کیلووات ساعت (kWh) بیان می‌شود.
  • عمر مفید باتری خورشیدی چقدر است؟ عمر مفید باتری خورشیدی به نوع باتری، شرایط نگهداری و میزان استفاده بستگی دارد. باتری‌های لیتیوم یونی معمولاً عمر مفید بیشتری نسبت به باتری‌های سرب اسیدی دارند.
  • چگونه باتری خورشیدی را شارژ کنیم؟ باتری خورشیدی توسط پنل‌های خورشیدی شارژ می‌شود. انرژی تولید شده توسط پنل‌ها به کنترلر شارژ ارسال شده و سپس به باتری منتقل می‌شود.
  • آیا می‌توان از باتری خورشیدی برای تامین برق کل خانه استفاده کرد؟ بله، با انتخاب باتری با ظرفیت مناسب و استفاده از یک سیستم خورشیدی قوی، می‌توان از باتری خورشیدی برای تامین برق کل خانه استفاده کرد.
  • آیا نصب باتری خورشیدی نیاز به مجوز دارد؟ نصب سیستم‌های خورشیدی و باتری در برخی کشورها و مناطق نیاز به اخذ مجوز دارد. بهتر است قبل از نصب با مراجع ذی‌صلاح مشورت کنید.
  • هزینه نصب باتری خورشیدی چقدر است؟ هزینه نصب باتری خورشیدی به عوامل مختلفی مانند ظرفیت باتری، نوع باتری، اندازه سیستم خورشیدی و هزینه‌های نصب بستگی دارد.
  • مزایای استفاده از باتری خورشیدی چیست؟
    • استقلال انرژی
    • کاهش هزینه‌های برق
    • کاهش آلودگی محیط زیست
    • افزایش ارزش ملک
    • قابلیت اطمینان بالا
  • معایب استفاده از باتری خورشیدی چیست؟
    • هزینه اولیه بالا
    • نیاز به فضای مناسب برای نصب
    • عمر محدود باتری
  • چگونه از باتری خورشیدی نگهداری کنیم؟
    • باتری را در مکانی خنک و خشک نگهداری کنید.
    • از شارژ بیش از حد یا تخلیه کامل باتری خودداری کنید.
    • به صورت دوره‌ای اتصالات باتری را بررسی کنید.
    • از شارژر مناسب استفاده کنید.

برای کسب اطلاعات بیشتر و مشاوره تخصصی در زمینه انتخاب و نصب باتری خورشیدی، می‌توانید با متخصصان شرکت آرا نیرو مشورت کنید.

 

تعرفه برق تجدیدپذیر صنایع برای مهرماه اعلام شد

تعرفه برق تجدیدپذیر برای اعمال در قبوض صنایع مشمول ماده ۱۶ قانون جهش تولید دانش‌بنیان و دستگاه‌های اجرایی مشمول ماده ۵ قانون خدمات کشوری برای ماه مهر ۱۴۰۳ اعلام شد.

به گزارش آرا نیرو، از وزارت نیرو، به‌منظور اجرای آیین‌نامه اجرایی ماده ۱۶ قانون جهش تولید دانش‌بنیان و مصوبه ۱۰ دی‌ماه ۱۴۰۲ مبنی بر اعمال تعرفه تجدیدپذیر در قبوض برق مصرفی صنایع با مصرف بیش از یک مگاوات و دستگاه‌های اجرایی مشمول ماده (۵) قانون مدیریت خدمات کشوری که به ترتیب نسبت به تامین ۲ و پنج درصد برق مصرفی خود از طریق انرژی‌های تجدیدپذیر اقدام نکرده‌اند، تعرفه برق تجدیدپذیر برای درج در قبوض صنایع و دستگاه‌های اجرایی مشمول برای دوره مهر اعلام شد.

تعرفه برق تجدیدپذیر تعیین شده از سوی سازمان انرژی‌های تجدیدپذیر و بهره‌وری برق (ساتبا) برای مشترکان صنعتی به‌ازای هر کیلووات‌ساعت ۴۱ هزار و ۴۹۰ ریال و تعرفه دستگاه‌های اجرایی به‌ازای هر کیلووات‌ساعت ۴۰ هزار ریال اعلام شده است.

بر اساس ماده ۱۶ قانون جهش تولید دانش‌بنیان که در سال ۱۴۰۱ برای اجرا به دولت ابلاغ شده است، صنایع با قدرت مصرف بیش از یک مگاوات موظف هستند معادل یک درصد از برق مورد نیاز سالیانه خود را از طریق احداث نیروگاه‌های تجدیدپذیر تامین کنند و این میزان در پایان سال پنجم حداقل به پنج درصد می‌رسد. در غیر این صورت وزارت نیرو موظف است درصد ذکر شده از برق مصرفی این صنایع را با تعرفه برق تجدیدپذیر محاسبه کرده و از صنایع اخذ کند.

همچنین در راستای توسعه نیروگاه‌های تجدیدپذیر و باهدف اجرای ماده ۸ مصوبات شورای‌عالی انرژی، همه دستگاه‌هایی اجرایی موضوع ماده ۵ قانون خدمات کشوری مکلف هستند سالیانه پنج درصد مصرف برق خود را تا رسیدن به سهم ۲۰ درصد مصرف سال از طریق انرژی‌های تجدیدپذیر تامین کنند؛ به عبارتی دیگر مشترکان مشمول در سال ۱۴۰۳، پنج درصد برق مصرفی خود را از طریق انرژی‌های تجدیدپذیر و در طول مدت چهار ساله (سالیانه پنج درصد) تا ۲۰ درصد افزایش دهند.

باتری طلایی Zeekr: شارژ سریع و برد طولانی

به گزارش آرا نیرو Zeekr، یک شرکت خودروسازی برقی زیرمجموعه Geely Auto، فناوری باتری شارژ سریع خود را که بر اساس شیمی لیتیوم آهن فسفات (LFP) توسعه یافته است، در جدیدترین خودروهای خود ادغام کرده است.

 

Zeekr در ماه دسامبر، باتری موسوم به “باتری طلایی” خود را معرفی کرد و قابلیت‌های شارژ سریع را که از طریق طراحی داخلی پریزماتیک امکان‌پذیر شده بود، تبلیغ کرد.

 

طبق گفته این شرکت، بسته باتری 75 کیلووات ساعتی از “شارژ فوق سریع 5.5C” پشتیبانی می‌کند که به خودروها اجازه می‌دهد تنها در 10.5 دقیقه با استفاده از شارژ 800 ولت در ایستگاه‌های اختصاصی Zeekr، از 10% به 80% شارژ شوند.

 

Zeekr ادعا می‌کند که سدان جدید، با سیستم مدیریت باتری اصلاح شده برای امکان شارژ سریع‌تر، برد 682 کیلومتری را بر اساس استانداردهای چینی ارائه می‌دهد. شارژ 10.5 دقیقه‌ای 482 کیلومتر و شارژ 5 دقیقه‌ای 265 کیلومتر را فراهم می‌کند.

 

اگر این ادعاها صحیح باشند، فناوری باتری Zeekr سریع‌ترین سرعت شارژ را در سطح جهانی برای باتری‌های لیتیوم سه تایی تولید انبوه ارائه خواهد کرد و از شیمی گران‌تر نیکل-کبالت-منگنز پیشی خواهد گرفت.

 

در ماه دسامبر، Zeekr گفت: “باتری‌های LFP به طور سنتی توسط صنعت به عنوان دارای چگالی انرژی پایین‌تر در مقایسه با باتری‌های نیکل-منگنز-کبالت (NMC) در سطح سلولی در نظر گرفته می‌شوند. برای مقابله با این موضوع، مهندسان ZEEKR با دقت بسته باتری را برای LFP جدید طراحی کردند تا چگالی انرژی بالا را در سطح بسته باتری به دست آورند. به لطف استفاده از مواد جدید و طراحی ساختاری ساده، استفاده از حجم باتری جدید به 83.7% می‌رسد که بالاتر از بسیاری از همتایان جهانی است.”

 

رقابت شارژ سریع

رقابت برای ارائه باتری‌های شارژ سریع EV عمدتاً در چین انجام می‌شود. پیش از این، Li Auto Mega، یک ون از یک استارتاپ EV چینی، گزارش شده بود که از 10% به 80% در 10 دقیقه و 36 ثانیه شارژ می‌شود – کمی کندتر از ادعای Zeekr – با استفاده از یک باتری CATL Qilin با شارژ فوق سریع 5C.

در ماه مه، Gotion High-Tech، سازنده باتری چینی که توسط فولکس واگن حمایت می‌شود، گفت که باتری G-Current 75 کیلووات ساعتی آن در تنها 9.8 دقیقه تا 80% شارژ می‌شود و برد 480 کیلومتری را ارائه می‌دهد که سیستم‌های شیمی LFP، LMFP و NCM را پوشش می‌دهد.

نگرانی‌های صنعت در مورد شارژ سریع عمدتاً مربوط به اثرات گرما است که می‌تواند باعث تسریع تخریب اجزای داخلی باتری، هم اجزا و هم شیمی، کاهش ظرفیت ذخیره و طول عمر شود.

آزمایشگاه ملی انرژی تجدیدپذیر (NREL) در ایالات متحده و سایرین تحقیقاتی را در مورد بهبود انتقال لیتیوم از طریق فرمولاسیون‌های الکترولیت بهبود یافته و بررسی راه‌های استفاده مفید از گرمای اضافی منتشر کرده‌اند.

نویسنده: دپارتمان خبری آرا نیرو
منبع: www.pv-magazine.com

دانشمندان اولین باتری را با استفاده از هموگلوبین ساختند

به گزارش آرا نیرو محققان دانشگاه کوردوبا با همکاری سایر موسسات، نوع جدیدی از باتری را با استفاده از هموگلوبین به عنوان کاتالیزور در باتری های روی-هوا ساخته اند.  این باتری زیست سازگار می تواند تا 30 روز کار کند و چندین مزیت از جمله پایداری و مناسب بودن برای استفاده در دستگاه های بدن انسان را ارائه می دهد.  علیرغم ماهیت غیرقابل شارژ آن، این نوآوری گامی مهم به سوی جایگزین های باتری سازگار با محیط زیست است که محدودیت های باتری های لیتیوم یون فعلی را برطرف می کند.
محققان مؤسسه شیمیایی انرژی و محیط زیست (IQUEMA) در دانشگاه کوردوبا باتری‌ای ساخته‌اند که از هموگلوبین برای تسهیل واکنش‌های الکتروشیمیایی استفاده می‌کند و عملکرد آن را برای تقریباً 20 تا 30 روز حفظ می‌کند.
هموگلوبین پروتئینی است که در گلبول‌های قرمز خون وجود دارد و وظیفه انتقال اکسیژن از ریه‌ها به بافت‌های مختلف بدن (و سپس انتقال دی اکسید کربن) را بر عهده دارد.  میل بسیار بالایی برای اکسیژن دارد و برای زندگی اساسی است، حالا اگر همین هموگلوبین عنصر کلیدی برای نوعی دستگاه الکتروشیمیایی نیز باشد که اکسیژن نیز در آن نقش مهمی دارد، مانند باتری های روی-هوا، چطور؟
این همان چیزی است که گروه های شیمی فیزیک (FQM-204) و شیمی معدنی (FQM-175) در دانشگاه کوردوبا (UCO) به همراه تیمی از دانشگاه پلی تکنیک کارتاخنا پس از مطالعه توسط دانشگاه می‌خواستند آن را تأیید و توسعه دهند. آکسفورد و یک پروژه درجه نهایی در UCO نشان دادند که هموگلوبین دارای خواص امیدوارکننده ای برای فرآیند کاهش و اکسیداسیون (redox) است که توسط آن انرژی در این نوع سیستم تولید می شود.

بنابراین، تیم تحقیقاتی، از طریق پروژه اثبات مفهوم اولین باتری زیست سازگار (که برای بدن مضر نیست) با استفاده از هموگلوبین در واکنش الکتروشیمیایی که انرژی شیمیایی را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کند، توسعه دادند.

مکانیسم و ​​مزایای باتری هموگلوبین
با استفاده از باتری‌های روی-هوا، یکی از پایدارترین جایگزین‌ها برای باتری‌هایی که در حال حاضر بر بازار مسلط هستند (باتری‌های لیتیوم یون)، هموگلوبین به عنوان یک کاتالیزور در چنین باتری‌هایی عمل می‌کند. یعنی پروتئینی است که وظیفه تسهیل واکنش الکتروشیمیایی به نام واکنش کاهش اکسیژن (ORR) را بر عهده دارد و باعث می شود پس از ورود هوا به باتری، اکسیژن در یکی از قسمت های باتری کاهش یافته و به آب تبدیل شود. (کاتد یا قطب مثبت)، الکترون‌هایی را آزاد می‌کند که به قسمت دیگر باتری (آند یا قطب منفی)، جایی که اکسیداسیون روی رخ می‌دهد، می‌رسند.
همانطور که مانوئل کانو لونا، محقق UCO توضیح می‌دهد: «برای اینکه کاتالیزور خوبی در واکنش کاهش اکسیژن داشته باشیم، کاتالیزور باید دو ویژگی داشته باشد: باید مولکول‌های اکسیژن را به سرعت جذب کند و مولکول‌های آب را نسبتاً آسان تشکیل دهد، که هموگلوبین این الزامات را برآورده کرد. در واقع، از طریق این فرآیند، تیم موفق شد نمونه اولیه باتری زیست سازگار خود را با 0.165 میلی گرم هموگلوبین بین 20 تا 30 روز به کار بگیرد.
به گزارش آرا نیرو علاوه بر عملکرد قوی، نمونه اولیه باتری که آنها توسعه داده اند دارای مزایای دیگری نیز می باشد. اول از همه، باتری‌های روی-هوا پایدارتر هستند و می‌توانند در شرایط جوی نامطلوب مقاومت کنند، برخلاف سایر باتری‌هایی که تحت تأثیر رطوبت قرار دارند و برای ساخت آنها نیاز به جوی بی‌اثر است.
ثانیاً، همانطور که Cano Luna استدلال می کند، “استفاده از هموگلوبین به عنوان یک کاتالیزور زیست سازگار با توجه به استفاده از این نوع باتری در دستگاه‌هایی که در بدن انسان ادغام می شوند، مانند ضربان سازها، کاملا امیدوار کننده است.”  در واقع باتری با pH 7.4 کار می کند که PH مشابه pH خون است.  علاوه بر این، از آنجایی که هموگلوبین تقریباً در تمام پستانداران وجود دارد، می توان از پروتئین با منشاء حیوانی نیز استفاده کرد.

چالش ها و جهت گیری های آینده
با این حال، باتری ای که آنها توسعه داده اند، فضا برای بهبود دارد. نکته اصلی این است که این باتری نمونه اولیه است، اینکه فقط انرژی الکتریکی را تخلیه می‌کند و قابل شارژ نیست. بنابراین، تیم در حال حاضر گام‌های بعدی را برای یافتن پروتئین بیولوژیکی دیگری برمی‌دارد که می‌تواند آب را به اکسیژن تبدیل کند و در نتیجه باتری را شارژ کند. علاوه بر این، باتری ها فقط در حضور اکسیژن کار می کنند، بنابراین نمی توان از آنها در فضا استفاده کرد.

این مطالعه که در ژورنال Energy & Fuels منتشر شده است، در را به روی جایگزین‌های کاربردی جدید برای باتری‌ها باز می‌کند، در شرایطی که انتظار می‌رود دستگاه‌های تلفن همراه بیشتر و بیشتر شود، و در آن تعهد فزاینده‌ای به انرژی‌های تجدیدپذیر وجود دارد، به طوری که داشتن وسایلی که انرژی الکتریکی اضافی را به صورت انرژی شیمیایی ذخیره می کنندلازم است. مهمتر از همه، رایج ترین باتری های امروزی، لیتیوم یون، با مشکلات کمبود لیتیوم و اثرات زیست محیطی آن به عنوان زباله های خطرناک مواجه هستند.
منبع: «باتری روی-هوای مبتنی بر هموگلوبین انسانی در یک الکترولیت خنثی» توسط والنتین گارسیا-کابالرو، سباستین لورکا، مارتا ویلا-مورنو، آلوارو کابالرو، خوان جی. گینر-کازارس، آنتونیو جی.
25 سپتامبر 2023، انرژی و سوخت.
doi.org/10.1021/acs.energyfuels.3c02513

به گفته EY، اکنون LCOE خورشیدی 29 درصد کمتر از هر گزینه سوخت فسیلی است.
به گزارش آرا نیرو هزینه همسطح الکتریسیته (LCOE) یک معیار اقتصادی است که برای مقایسه هزینه‌های طول عمر تولید برق در فناوری‌های مختلف تولید استفاده می‌شود.
گزارش ارنست اند یانگ (EY) نشان می‌دهد که با وجود فشارهای تورمی، انرژی خورشیدی ارزان‌ترین منبع برق جدید است. میانگین موزون جهانی هزینه یکسان شده برق (LCOE) برای PV اکنون 29 درصد کمتر از ارزان ترین جایگزین سوخت فسیلی است.
موسسه EY در آخرین گزارش انرژی و منابع خود  اعلام کرد که 86 درصد یا 187 گیگاوات از منابع انرژی تجدیدپذیر تازه راه‌اندازی شده، برق را با هزینه کمتر از میانگین هزینه تولید سوخت فسیلی در سال 2022 تولید می‌کند.

موسسه EY گفت که نیروگاه خورشیدی ارزان‌ترین برق تولیدی جدید در بسیاری از بازارها است، حتی با وجود تورم و افزایش قیمت، و اشاره کرد که میانگین وزنی جهانی LCOE برای انرژی خورشیدی اکنون 29 درصد کمتر از ارزان‌ترین جایگزین سوخت فسیلی است. ذخیره انرژی در مقیاس بزرگ نیز به سرعت مقرون به صرفه تر و پیچیده تر می شود.
میانگین LCOE انرژی خورشیدی به سرعت در سطح جهانی کاهش یافته است، از بیش از 400 دلار در مگاوات ساعت در اوایل دهه 2010 به حدود 49 دلار در مگاوات ساعت در سال 2022، که 88 درصد کاهش یافته است. LCOE انرژی باد تقریباً 60 درصد در مدت مشابه کاهش یافته است.

photo 2024 01 21 09 23 16 - به گفته EY، اکنون LCOE خورشیدی 29 درصد کمتر از هر گزینه سوخت فسیلی است.
موسسه EY پیش‌بینی می‌کند که انرژی خورشیدی و بادی به منبع برق پایه جهانی تبدیل خواهند شد. انتظار می‌رود تا سال 2030 دو انرژی تجدیدپذیر سنتی یعنی همان نیروگاه خورشیدی و نیروگاه بادی 38 درصد از ترکیب انرژی را تشکیل دهند و تا سال 2050 نیروگاه خورشیدی و نیروگاه بادی ممکن است 62 درصد از ترکیب انرژی را تامین کنند. به گفته EY، چین، اروپا و ایالات متحده باعث افزایش 53 درصدی تولید انرژی خورشیدی و بادی خواهند شد و بیش از 57 درصد از تولیدات خورشیدی و بادی جهان تا سال 2050 را تولید خواهند کرد
به گزارش آرا نیرو رونق جهانی در حوزه نیروگاه خورشیدی بیش از نیمی از این انرژی را تامین خواهد کرد، اما پذیرش در بازارها متفاوت خواهد بود. انرژی تولید شده توسط خورشید به بزرگترین منبع انرژی در کشورهایی مانند ایالات متحده و کشورهای اقیانوسیه و آسیای جنوبی تبدیل خواهد شد که توسط فناوری‌های پیرامون ماژول‌های فتوولتائیک (PV) خورشیدی که با سرعتی سریع پیشرفت می‌کنند، هدایت می‌شود.
موسسه EY گفت، با این حال، بدون رفع موانع اصلی پیشرفت، این نقاط عطف، دست یافتنی نخواهد شد. به ویژه در ایالات متحده، انبوهی از برنامه های کاربردی اتصال به شبکه باعث تاخیر، لغو و تحمیل هزینه های زیاد می شود. EY گفت که ایالات متحده حداقل 1350 گیگاوات ظرفیت بادی و خورشیدی دارد و 680 گیگاوات ذخیره سازی در انتظار اتصال است که برای دو برابر کردن برق کشور کافی است.
در یک نظرسنجی از بیش از 70,000 مصرف کننده جهانی، EY دریافت که تمایل به پذیرش نیروگاه خورشیدی خانگی، قوی است. حدود 62 درصد از پاسخ دهندگان در نظرسنجی گفتند که خریده اند یا در مورد خرید پنل های خورشیدی فکر می کنند، در حالی که 50 درصد در حال بررسی خرید هستند یا قبلاً سیستم ذخیره سازی باتری را خریداری کرده اند.
نویسنده: Ryan Kennedy

فناوری جدید برای انقلاب در تولید باتری خودروهای الکتریکی در چین: “یک نقطه عطف مهم”

این نوآوری از سازنده پیشرو باتری Northvolt می آید.

به گزارش آرا نیرو نوع جدیدی از باتری آماده است تا دنیای خودروهای الکتریکی را تکان دهد.

باتری‌های یون سدیم می‌توانند جایگزین ارزان‌تر و پایدارتری برای باتری‌های لیتیوم یونی باشند که در حال حاضر بیشتر باتری‌های خودروهای الکتریکی را تامین می‌کنند. بهتر از همه، مواد مورد نیاز برای ساخت باتری‌های یون سدیم در سراسر جهان فراوان است. این نوآوری می تواند سلطه چین را بر زنجیره تامین باتری که انقلاب خودروهای برقی بر آن متکی است، سست کند.

این نوآوری از سازنده پیشرو باتری Northvolt است که اخیراً اعلام کرده است در حال تولید باتری سدیم یونی در کبک است که می تواند با مواد شیمیایی معمولی رقابت کند.

به گزارش آرا نیرو این باتری ایمن‌تر، ارزان‌تر و پایدارتر از باتری‌های کبالت نیکل منگنز حاکم بر بازار است. بعلاوه، از مواد معدنی مانند لیتیوم و گرافیت که دسترس پذیری سخت و محدودی به دلیل موقعیت جغرافیایی دارند، استفاده نمی‌کند.

پیتر کارلسون، مدیرعامل و یکی از بنیان‌گذاران نورث ولت، گفت: جهان امید زیادی به یون سدیم بسته است و من بسیار خوشحالم که بگویم ما فناوری توسعه داده‌ایم که استقرار گسترده آن را برای تسریع انتقال انرژی ممکن می‌سازد. ( بیانیه مطبوعاتی 21 نوامبر. ) این یک نقطه عطف مهم برای پیشنهاد بازار Northvolt است، فناوری باتری مانند این برای رسیدن به اهداف پایداری جهانی، با مقرون‌به‌صرفه‌تر کردن، پایدار و قابل دسترس‌تر کردن برق‌رسانی در سراسر جهان، حیاتی است.»

photo 2024 01 16 11 20 09 - انقلاب در تولید باتری خودروهای الکتریکی

source : www.thecooldown.com

شرکت Northvolt قصد دارد این فناوری را تجاری سازی کند و ذخیره انرژی سبز مقرون به صرفه را به گوشه های بیشتری از جهان برساند.  این باتری ها می‌توانند برق پاک را تسریع کنند و آن را به خارج از چین منتقل کنند.

به گزارش آرا نیرو یون سدیم فاقد قابلیت به چالش کشیدن لیتیوم یون در خودروهای الکتریکی دوربرد است، Northvolt همچنین در حال توسعه باتری‌های لیتیوم فلزی برای خودروهای با کارایی بالا است.

شایعات حاکی از آن است که خودروساز چینی BYD به زودی باتری های سدیم یونی را نیز به خط تولید خود اضافه خواهد کرد. چراکه برای سفرهای شهری کوتاه برد، استفاده از باتری مقرون به صرفه کاملاً منطقی است. و با ادامه نوآوری، قابلیت های یون سدیم مطمئناً افزایش می یابد.

این فناوری بین ماشین آلات Northvolt و تولیدات BYD، جا باز خواهد کرد. ذخیره‌سازی انرژی مقرون‌به‌صرفه و در دسترس می‌تواند رانندگان بیشتری را تشویق کند تا به سمت خودروهای برقی روی بیاورند و انتقال جهانی از خودروهای فسیلی بنزینی یا گازسوز به خودروهای الکتریکی پاک و مقرون‌به‌صرفه را تسریع بخشد.

کارلسون در پایان گفت: «پتانسیل یون سدیم در این بازار به تنهایی تأثیر فوق‌العاده‌ای در حرکت به سمت برق‌سازی جهانی خواهد داشت.

منبع: www.thecooldown.com

– نیروگاه خورشیدی در مقیاس کوچک یا اصطلاحا نیروگاه خورشیدی خانگی، برای محیط زیست بهترین است، اما agrivoltaics ممکن است پاسخ بهتری داشته باشد؛

 

تجزیه و تحلیل چرخه حیات نشان می دهد که اگرچه برای محیط زیست بهتر است که خورشیدی را روی سقف قرار دهد، اما ترکیبی از هر دو مورد نیاز است.

 

مطالعه‌ای که در دانشگاه وسترن انتاریو انجام شد، تأسیسات خورشیدی بزرگ و کوچک را با هم مقایسه کرد و به این نتیجه رسید که سیستم‌های خورشیدی در مقیاس کوچک حتی از بزرگترین، کارآمدترین پروژه خورشیدی در مقیاس کاربردی، برای محیط زیست بهتر هستند.

 

 بر اساس گزارش انرژی و منابع ارنست اند یانگ، که اشاره می کند که میانگین موزون جهانی، انرژی خورشیدی در ایالات متحده و کانادا تا حدودی در حال افزایش است زیرا امروزه انرژی خورشیدی کم هزینه‌ترین شکل برق جدید در بسیاری از بازارها است.  هزینه یکسان شده برق (LCOE) برای انرژی خورشیدی 29 درصد کمتر از ارزان ترین جایگزین سوخت فسیلی است.

 

 برای از بین بردن انتشار کربن و برآورده کردن اهداف انرژی پاک ایالات متحده و کانادا، تعداد زیادی پنل خورشیدی باید نصب شود.  مطالعه‌ای که به پتانسیل agrivoltaic در کانادا نگاه کرد، پیش‌بینی کرد که اگر مزارع خورشیدی در مقیاس بزرگ نصب کنیم، تنها به ۱٪ از زمین‌های کشاورزی کانادا برای جبران سوخت‌های فسیلی برای تولید برق نیاز داریم. در حالی که این مقدار کمی از زمین است، محققان دانشگاه غربی انتاریو این سوال را مطرح کردند که آیا برای محیط زیست بهتر است چند مزرعه خورشیدی در مقیاس بزرگ وجود داشته باشد یا بسیاری از سیستم‌های کوچکتر روی پشت بام.

 

 مطالعه تجزیه و تحلیل چرخه حیات که توسط ریا روی و جاشوا ام. پیرس انجام شد، سیستم‌های خورشیدی پشت بام را با سیستم‌های PV خورشیدی در مقیاس چند مگاواتی از زمان تولید تا از کار افتادن مقایسه کرد. آنها دریافتند که سیستم های خورشیدی پشت بام 21 تا 54 درصد انرژی ورودی کمتری نیاز دارند، 18 تا 59 درصد معادل دی اکسید کربن کمتری را در انتشار گازهای گلخانه ای تولید می کنند و مقدار کمتری از آب را بین 1 تا 12 درصد در هر کیلووات پیک مصرف می کنند.

wateruse - کدام نیروگاه خورشیدی برای محیط زیست بهتر است: نیروگاه خورشیدی خانگی یا مزرعه بزرگ خورشیدی؟

Source: ClimateRealityProject.org

بنابراین محققان محاسبه کردند که زمان بازگشت سرمایه نیروگاه‌های خورشیدی پشت بامی تقریباً 51 تا 57 درصد کمتر از سیستم‌های خورشیدی نصب‌شده روی زمین در همه مکان‌ها است، دلیل اصلی آن این است که سیستم‌های پشت بام به فنس یا نگهبان مورد استفاده در فضای بزرگ نیاز ندارند. به علاوه اینکه پروژه های نیروگاه خورشیدی مقیاس کوچک معمولاً به خطوط انتقال نزدیکتر هستند، در حالی که بسیاری از نیروگاه‌های بزرگ مقیاس نیاز به اضافه کردن خطوط انتقال برق تا پست محلی دارند که در صورت اجرای مسافت طولانی باید تلفات انتقال را محاسبه کنند.

greenchart - کدام نیروگاه خورشیدی برای محیط زیست بهتر است: نیروگاه خورشیدی خانگی یا مزرعه بزرگ خورشیدی؟

Source: Joshua M. Pearce

محققان دریافتند که کاهش دی اکسید کربن برای تاسیسات خورشیدی در مقیاس بزرگ در سطح زمین، 378 تا 428 درصد بیشتر است، در مقایسه با خورشیدی روی پشت بام برای همان ماژول‌ها.

 

واقعیت

 

در حالی که تحقیقات نشان می‌دهد که نصب‌ نیروگاه‌های خورشیدی کوچک و پشت بامی برای محیط‌زیست بهتر هستند، محققان به این نتیجه رسیدند که ترکیبی از هر دو مورد نیاز است زیرا اگر گرمایش و حمل‌ونقل را در نظر بگیریم، سقف‌های کافی برای رفع نیازهای برق‌رسانی وجود ندارد. به گفته نویسندگان این مطالعه، Agrivoltaics، که دارای کاربرد دوگانه است، مزایایی دارد زیرا از زمین هم برای تولید انرژی و هم برای تولید غذا استفاده می کند.

 

منبع:

pv-magazine

آینده انرژی های تجدیدپذیر: مبدل های طیفی شفاف کارایی سلول های خورشیدی را افزایش می دهند

موضوعات: انرژی، سلول های خورشیدی پروسکایت، فوتونیک، سلول های خورشیدی، انرژی خورشیدی.

در پیشرفت فناوری فتوولتائیک، یک لایه شیشه-سرامیک جدید GdPO4، تبدیل نور به الکتریسیته را با استفاده موثرتر از نور UV بهبود می بخشد. این نوآوری هم کارایی و هم دوام سلول های خورشیدی را افزایش می دهد و پتانسیل قابل توجهی را برای راه‌حل های انرژی های تجدید پذیر آینده ارائه می دهد. 

به گزارش آرا نیرو، این ماده محافظ فوتون های مضر فرابنفش را به نور مرئی تبدیل می کند و راندمان تبدیل دستگاه های فتوولتائیک را افزایش می دهد.

در دهه گذشته، سلول های فتوولتائیک به عنوان منابع امیدوارکننده انرژی تجدیدپذیر توجه زیادی را در سراسر جهان به خود جلب کرده اند.  با این حال، هنوز به راندمان تبدیل به اندازه کافی بالا دست نیافته‌اند تا مورد پذیرش گسترده قرار گیرند، و دانشمندان به دنبال مواد و طرح‌های جدید با عملکرد بهتر هستند.

محدودیت های فن آوری های فتوولتائیک فعلی

دو نوع از سل های رایج که به طور فعال مورد مطالعه قرار گرفته‌اند، ویفرهای پروسکایتی (Perovskite) و ویفرهای آمورف-سیلیکون کاربید (a-SiC:H) هستند که هر کدام محدودیت‌های خاص خود را دارند.  رایانه‌های شخصی پروسکایت از دو مشکل عمده رنج می‌برند: اول، اگرچه تابش خورشیدی طول موج‌هایی را از مادون قرمز نزدیک تا نور فرابنفش (UV) پوشش می‌دهد، ولی ویفرهای پروسکایت تنها از بخش کوچکی از این طیف استفاده می‌کنند که منجر به راندمان تبدیل انرژی پایین می‌شود. ثانیاً، آنها در برابر تخریب نور ناشی از قرار گرفتن در معرض نور UV با شدت بالا آسیب پذیر هستند. در مقابل، ویفرهای a-SiC:H به دلیل عدم تطابق بین مشخصات طیفی نور خورشید و پاسخ طیفی مواد a-SiC:H نمی توانند به طور مؤثر نور UV را برداشت کنند.

لایه مبدل طیفی نوآورانه

اما اگر این مشکلات را بتوان به سادگی با استفاده از یک لایه شفاف خاص در سطح بالایی ویفر حل کرد، چطور؟ در مطالعه اخیر منتشر شده در مجله فوتونیک برای انرژی (Photonics for Energy)، یک تیم تحقیقاتی شامل دکتر پی سانگ از دانشگاه علوم مهندسی شانگهای چین، یک مبدل طیفی خورشیدی جدید با استفاده از یک ماده شیشه-سرامیک (GC) GdPO4 که با پرازئودیمیم (Pr) و یون‌های یوروپیوم (Eu) دوپ شده بود، توسعه دادند. این فناوری می‌تواند منجر به افزایش قابل توجه عملکرد و کاربرد در سلول های خورشیدی شود.

سلول خورشیدی پنل خورشیدی آرانیرو - آینده انرژی های تجدیدپذیر: مبدل های طیفی شفاف کارایی سلول های خورشیدی را افزایش می دهند

استفاده از یک لایه شیشه سرامیک شفاف   Pr3+/Eu3+- دوپ شده در بالای سلول فتوولتائیک به طور همزمان آن را از آسیب رساندن به اشعه ماوراء بنفش محافظت می کند و آن اشعه ماوراء بنفش را به نور مرئی تبدیل می کند و در نتیجه راندمان تبدیل نور به انرژی را افزایش می دهد.

مکانیسم و ​​مزایای لایه مبدل جدید

هدف اصلی GdPO4-GC:Eu3+/Pr3+ جذب فوتون‌های UV از تابش خورشید و انتشار مجدد آنها به عنوان نور مرئی است. این به لطف انتقال انرژی کارآمدی که بین یون‌های موجود در ماده اتفاق می‌افتد امکان‌پذیر است. وقتی یک فوتون UV به یون Pr3+ برخورد می کند، حالت الکترونیکی برانگیخته ایجاد می کند. این انرژی انباشته شده شانس بالایی برای انتقال به یون Gd3+ دارد، که قبل از انتقال به یون Eu3+، مقداری از آن را آزاد می‌کند. در نتیجه، حالت‌های الکترونیکی برانگیخته در یون +Eu3 تحت یک انتقال پایین به حالت‌های انرژی پایین‌تر قرار می‌گیرند و نور مرئی ساطع می‌کنند.

چندین آزمایش تأیید کردند که یون‌های Gd3+ به‌عنوان پل بین یون‌های Pr3+ و Eu3+ در این انتقال انرژی عمل می‌کنند.  بنابراین، یک لایه نازک شفاف GdPO4-GC:Eu3+/Pr3+ که روی ویفرها اعمال می‌شود، نه تنها از آن در برابر فوتون‌های UV محافظت می‌کند، بلکه نور اضافی نیز به آن می‌دهد. علاوه بر این، این اثر محافظتی به جلوگیری از تخریب ویفر در سل های پروسکایت کمک می کند. در همین حال، در هر دو ویفر پروسکایت و a-SiC:H، لایه تبدیل طیفی به کل سیستم کمک می کند تا از انرژی حاصل از تابش خورشیدی به طور مؤثرتری استفاده کند.

کاربردهای بالقوه و تحقیقات آینده

از آنجایی که این ماده به طور قابل ملاحظه ای پایدار است، به نظر می رسد به عنوان یک لایه محافظ برای ویفرهای خورشیدی فضایی، مانند آنهایی که در ایستگاه های فضایی استفاده می شوند، امیدوارکننده باشد. امروزه، ایستگاه‌های فضایی در حال گسترش، نیاز به پشتیبانی انرژی بیشتری دارند و به سلول های خورشیدی با کارایی بالا نیاز دارند.

سانگ توضیح می‌دهد که با پوشاندن قسمت بالایی یک سل خورشیدی با مواد تبدیل طیفی پیشنهادی و استفاده از فناوری محصورسازی و عایق بندی مناسب، می‌توانیم از سطح رطوبت بسیار پایین و بازیابی حداکثری UV اطمینان حاصل کنیم.  علاوه بر این، مواد GC بافت سختی دارند، بنابراین می‌توانند از ویفرها در برابر ضربه‌های زباله‌های شناور کوچک در فضا محافظت کنند.

مطالعات بیشتری برای بهبود بیشتر کاراییویفرهای خورشیدی با استفاده از مواد GC دوپ شده به عنوان مبدل های طیفی مورد نیاز است. محققان خاطرنشان می کنند که کار آینده می تواند بر بهبود مقرون به صرفه بودن با تنظیم غلظت دوپینگ و بهینه سازی ضخامت لایه محافظ تمرکز کند.

بیایید امیدوار باشیم که انرژی خورشیدی نه تنها به جایگزینی سازگار با محیط زیست برای سوخت های فسیلی، بلکه به منبع انرژی آینده تبدیل شود!

مرجع: «مبدل طیفی خورشیدی مبتنی بر طول موج فرابنفش برای کاربرد سلول های فتوولتائیک» توسط Pei Song، Chaomin Zhang و Pengfei Zhu، 23 دسامبر 2023، مجله فوتونیک برای انرژی.

منبع:

By SPIE–INTERNATIONAL SOCIETY FOR OPTICS AND PHOTONICS 

JANUARY 5, 2024

اروپا، آمریکا، چین: بیشترین نیروگاه بادی و خورشیدی در سال 2023 کجا نصب شده است؟

امسال شاهد رکوردشکنی تولید خورشیدی و «تغییر چشمگیر» در تولید باتری بودیم.
رهبر جدید انرژی خورشیدی جهان، در سال 2023 انرژی های تجدیدپذیر را با سرعت سرسام آوری اضافه کرد.
اگر این روند تقویت شود، به زمین کمک می کند تا از سوخت های فسیلی دور شود و از گرم شدن شدید زمین و اثرات آن جلوگیری کند.

انرژی پاک اغلب کم هزینه ترین گزینه است. بر اساس گزارش آژانس بین‌المللی انرژی، کشورها سیاست‌هایی را اتخاذ کردند که از انرژی‌های تجدیدپذیر حمایت می‌کنند، برخی از آنها به نگرانی‌های امنیت انرژی اشاره می‌کنند. این عوامل با نرخ‌های بهره بالا و چالش‌های مداوم در تهیه مواد و قطعات در بسیاری از مکان‌ها مقابله کردند.
آژانس بین المللی انرژی پیش بینی کرد که بیش از 440 گیگاوات انرژی تجدیدپذیر در سال 2023 اضافه شد که بیشتر از کل ظرفیت برق نصب شده آلمان و اسپانیا با هم است.
در اینجا نگاهی به سال در انرژی خورشیدی، باد و باتری داریم.

یک سال رکورد برای انرژی خورشیدی
طبق گزارش آژانس بین‌المللی انرژی‌های تجدیدپذیر (IEA)، چین، اروپا و ایالات متحده هر کدام رکوردهای نصب را برای یک سال ثبت می‌کنند.

افزوده‌های چین، بسته به اینکه پروژه‌های پایان سال چگونه پیش می‌روند، ظرفیت‌های سایر کشورها را بین 180 تا 230 گیگاوات کاهش داد. اروپا 58 گیگاوات اضافه کرد که رشدی 40 درصدی نسبت به سال 2022 داشت.
خورشیدی اکنون ارزان‌ترین شکل برق در اکثر کشورهاست.
مایکل تیلور، تحلیلگر ارشد آژانس بین‌المللی انرژی‌های تجدیدپذیر (IRENA) می‌گوید: «به‌ویژه در اروپا، گسترش استقرار با سرعت سرسام‌آوری انجام شده است.»
زمانی که اعداد نهایی برای سال 2023 مشخص شد، انتظار می‌رود که انرژی خورشیدی از نظر ظرفیت کل انرژی از انرژی آبی در سطح جهان پیشی بگیرد، اما برای برق واقعی تولید شده، انرژی آبی همچنان برای مدتی پیشتاز خواهد بود زیرا می‌تواند در تمام ساعات شبانه روز تولید کند.

در ایالات متحده، کالیفرنیا همچنان بیشترین انرژی خورشیدی را دارد و پس از آن تگزاس، فلوریدا، کارولینای شمالی و آریزونا قرار دارند.

دانیل برست، رئیس موسسه مطالعات محیطی و انرژی، یک سازمان غیرانتفاعی آموزش و سیاست، می‌گوید که مشوق‌های ایالتی و فدرال هر دو تأثیر زیادی بر رشد خورشیدی ایالات متحده داشتند.

با وجود موفقیت خورشیدی در سال 2023، موانعی وجود دارد. برست می گوید که کمبود ترانسفورماتور وجود داشته است، در حالی که نرخ بهره افزایش یافته است.

در ایالات متحده، تولید خورشیدی نیز رشد کرد. ابیگیل راس هاپر، رئیس و مدیر عامل انجمن صنایع انرژی خورشیدی، می‌گوید: «ما تأثیر قانون کاهش تورم را از لحاظ تأمین سوخت سرمایه‌گذاری‌ها دیده‌ایم… بیش از 60 تأسیسات تولید خورشیدی در سال گذشته اعلام شد.

131003788 gettyimages 1614630351 - اروپا، آمریکا، چین: بیشترین نیروگاه بادی و خورشیدی در سال 2023 کجا نصب شده است؟

چالش های انرژی باد

تا پایان سال 2023، جهان به اندازه کافی نیروگاه بادی برای تامین برق نزدیک به 80 میلیون خانه اضافه کرد و این یک سال رکورد محسوب می شود.

طبق تحقیقات Wood Mackenzie، مانند خورشیدی، بیشترین رشد با بیش از 58 گیگاوات در چین اضافه شد. به گفته Global Energy Monitor، چین در مسیر رسیدن به هدف بلندپروازانه 2030 خود یعنی 1200 گیگاوات ظرفیت انرژی خورشیدی و بادی پنج سال زودتر از برنامه زمان بندی شده، در صورتی که همه پروژه های برنامه ریزی شده ساخته شوند، پیشی می گیرد.

به گفته شورای جهانی انرژی بادی، چین یکی از معدود بازارهای رو به رشد امسال برای انرژی بادی بود. صدور مجوز سریعتر و سایر بهبودها در بازارهای کلیدی مانند آلمان و هند نیز به افزایش انرژی بادی کمک کرد. وود مکنزی گفت، اما تاسیسات در اروپا نسبت به سال گذشته 6 درصد کاهش یافته است.

چالش‌های کوتاه‌مدت مانند تورم بالا، افزایش نرخ‌های بهره و افزایش هزینه‌های مصالح ساختمانی، برخی از توسعه‌دهندگان نیروگاه بادی اقیانوسی را مجبور به مذاکره مجدد یا حتی لغو قراردادهای پروژه و برخی از توسعه‌دهندگان انرژی بادی مستقر در زمین را مجبور کرد تا پروژه‌ها را تا سال ۲۰۲۴ یا ۲۰۲۵ به تعویق بیندازند.
بادهای معکوس اقتصادی در زمان دشواری برای صنعت نوپای بادی فراساحلی ایالات متحده رخ داد، زیرا تلاش می کند اولین مزارع بادی فراساحلی در مقیاس تجاری را راه اندازی کند. ساخت و ساز در دو در سال جاری آغاز شد. هر دو قصد دارند در اوایل سال 2024 افتتاح شوند و یکی از سایت ها در حال تحویل برق به شبکه ایالات متحده است. مزارع بادی بزرگ فراساحلی برای سه دهه در اروپا و اخیراً در آسیا برق تولید می کنند.

پس از سال‌ها رشد بی‌سابقه، گروه صنعتی امریکن کلین پاور پیش‌بینی می‌کند تا پایان سال تعدادی نیروگاه بادی زمینی در ایالات متحده اضافه شود که تقریباً برای تامین برق 2.7 تا 3 میلیون خانه کافی است. این گروه می گوید توسعه دهندگان از اعتبارات مالیاتی جدیدی که سال گذشته در قانون کاهش تورم تصویب شد، استفاده می کنند، اما سال ها طول میکشد تا پروژه ها به شبکه متصل شوند. از زمان تصویب IRA تاکنون 383 میلیارد دلار (344 میلیارد یورو) سرمایه گذاری در انرژی پاک اعلام شده است.

ما در مورد سال 2023 اساساً به عنوان یک سال عملکرد پایین تر صحبت می کنیم، اما در طرح بزرگ همه چیز، 8 تا 9 گیگاوات هنوز عددی است که باید در مورد آن هیجان زده شد. جان هنسلی، معاون تحقیقات و تجزیه و تحلیل ACP می‌گوید: «نیروگاه های پاک بسیار زیادی به شبکه اضافه خواهد شد.

در سطح جهانی نیز باد امسال کندتر بود. سه بازار برتر امسال همچنان چین، ایالات متحده و آلمان برای انرژی بادی تولید شده در خشکی و چین، بریتانیا و آلمان برای فراساحل هستند.

تحلیلگران پیش‌بینی می‌کنند که صنعت جهانی در سال 2024 رونق گرفته و نزدیک به 12 درصد انرژی بادی بیشتری در سراسر جهان در دسترس خواهد بود.

3d137278 c18d 4865 ba6f 7e4bf697fa0f - اروپا، آمریکا، چین: بیشترین نیروگاه بادی و خورشیدی در سال 2023 کجا نصب شده است؟

سالی بزرگ برای باتری ها

به گفته آژانس بین‌المللی انرژی، در میان تلاش‌های مداوم برای کاهش آسیب‌های حمل‌ونقل به اقلیم، روند خودروهای الکتریکی در سال 2023 در سطح جهانی شتاب گرفت و طبق گزارش آژانس بین‌المللی انرژی، از هر پنج خودروی فروخته شده در سال جاری، یک خودرو الکتریکی بوده است. این بدان معنی بود که سال ۲۰۲۳ پرچمدار دیگری برای باتری ها بود.

طبق سیاست عمومی اطلس، بیش از 43.4 میلیارد دلار (39 میلیارد یورو) فقط در ایالات متحده در سال جاری صرف ساخت باتری و بازیافت باتری شده است که عمدتاً به لطف قانون کاهش تورم است. این امر ایالات متحده را در زمین بازی مساوی با اروپا قرار می‌دهد، اما همچنان پشت سر چین یعنی ابرقدرت باتری قرار دارد.

طبق گزارش Benchmark Mineral Intelligence، در مورد کارخانه‌های باتری‌سازی بزرگ که گیگافکتوری نامیده می‌شوند، ایالات متحده و اروپا هر کدام تا اواخر نوامبر 38 کارخانه داشتند. اما در چین 295 کارخانه در حال کار است.

به گفته کارشناسان، این صنعت همچنان به کشف راه‌های مختلف ساخت باتری‌ها بدون وابستگی زیاد به مواد مضر و همچنین راه‌هایی برای پایدارتر کردن قطعات ادامه داده، و به گفته کارشناسان، صنعت بازیافت باتری پیشرفت کرده است.
ایوان هارتلی، تحلیلگر ارشد بنچمارک، می گوید که هزینه مواد خام کلیدی باتری، از جمله لیتیوم نیز به میزان قابل توجهی کاهش یافته است.
پل براون، استاد علم و مهندسی مواد دانشگاه ایلینویز می‌گوید: «هزینه باتری اکنون در مسیری قرار دارد که اکثر آمریکایی‌ها می‌توانند یک خودروی الکتریکی بخرند».

2023 سفر آسانی نبود. صنعت در ایالات متحده، چندین باد مخالف را پشت سر گذاشت. تاسیسات عظیم باتری پاناسونیک در کانزاس با چالش های انرژی مواجه بود. تویوتا باید سایت خود در کارولینای شمالی را تقویت کند. نقض ایمنی و بهداشت در یک کارخانه سرمایه گذاری مشترک بین شرکت جنرال موتورز و LG Energy Solution در اوهایو مشاهده شد و این لیست ادامه دارد.

صرف نظر از منطقه، موانع موجود در مواد معدنی، زنجیره تأمین، مسئول ایجاد زیرساخت های شارژ خواهد ماند. جان آیشبرگر، مدیر اجرایی مؤسسه انرژی حمل‌ونقل، می‌گوید: «این موضوع دستور کار بعدی خواهد بود. اما کارشناسان خوش بین هستند که رشد باتری در سراسر جهان ادامه خواهد داشت.

منبع خبر : Isabella O’Malley, Jennifer McDermott, Alexa St. John with AP
Published on 29/12/2023

سیستم ارتینگ و روش‌های اجرای سیستم مقاومت زمین جهت حفاظت الکتریکی از تجهیزات نیروگاهی (با تمرکز بر نیروگاه خورشیدی فتوولتائیک)

 

سیستم ارتینگ در نیروگاه خورشیدی فتوولتائیک به منظور بهره‌وری بیشتر از پتانسیل انرژی خورشیدی و افزایش عمر مفید تجهیزات نیروگاه خورشیدی استفاده می‌شود. این سیستم معمولاً شامل یک سری عملیات و تجهیزات می‌شود که به صورت هوشمندانه و با استفاده از داده‌های محیطی و تجهیزات نیروگاه، کنترل و مدیریت می‌شوند. در زیر چند مرحله اصلی برای اجرای سیستم ارتینگ در نیروگاه خورشیدی فتوولتائیک آورده شده است:

 

  1. سنجش داده‌ها و شناسایی نیازها:

   – نصب سنسورها و دستگاه‌های اندازه‌گیری در نقاط مختلف نیروگاه خورشیدی برای جمع‌آوری داده‌های مرتبط با شدت نور، دما، سرعت باد و سایر پارامترهای محیطی.

   – استفاده از سامانه‌های نرم‌افزاری برای تحلیل دقیق این داده‌ها و شناسایی نیازها و شرایط بهینه.

در این مرحله، سنسورها و دستگاه‌های اندازه‌گیری در نیروگاه خورشیدی فتوواتائیک نصب می‌شوند تا داده‌های محیطی مرتبط با عملکرد تجهیزات و شرایط زیست‌محیطی جمع‌آوری شود. این داده‌ها ممکن است شامل موارد زیر باشد:

 

1-1. شدت نور:

   – سنسورهای تشخیص نور جهت اندازه‌گیری شدت نور خورشید در موقعیت‌های مختلف نیروگاه خورشیدی نصب می‌شوند.

 

2-1. دما:

   – سنسورها برای اندازه‌گیری دما در نقاط مختلف نیروگاه خورشیدی نصب می‌شوند تا تأثیر حرارت بر عملکرد تجهیزات را نظارت کنند.

 

3-1. سرعت باد:

   – دستگاه‌های اندازه‌گیری سرعت باد جهت ارزیابی تأثیر باد بر روی پنل‌های خورشیدی و سایر تجهیزات نیروگاه خورشیدی استفاده می‌شوند.

 

4-1. فشار جو:

   – اندازه‌گیری فشار جو برای مشخص کردن تأثیر ارتفاع از سطح دریا نیروگاه خورشیدی بر عملکرد تجهیزات از اهمیت بالایی برخوردار است.

 

5-1. رطوبت:

   – سنسورهای رطوبت جهت نظارت بر رطوبت محیط و تأثیر آن بر کارایی تجهیزات نیروگاه خورشیدی به کار گرفته میشوند.

 

6-1. داده‌های الکتریکی:

   – اندازه‌گیری و نظارت بر ولتاژ، جریان و توان تولیدی توسط پنل‌های خورشیدی جز داده های اساسی نظارت برعملکرد نیروگاه خورشیدی میباشد.

 

پس از جمع‌آوری این داده‌ها، سیستم‌های نرم‌افزاری مخصوص برای تحلیل این اطلاعات و شناسایی نیازها به کار می‌روند. با تحلیل این داده‌ها، برای سیستم ارتینگ نیروگاه خورشیدی می‌توانیم تصمیمات هوشمندانه‌ای اتخاذ کنیم و تنظیمات نیروگاه را بهینه‌سازی کنیم تا عملکرد بهتری داشته باشد.

استراکچر خورشیدی  - سیستم ارتینگ و روش‌های اجرای سیستم مقاومت زمین جهت حفاظت الکتریکی از تجهیزات نیروگاهی (با تمرکز بر نیروگاه خورشیدی فتوولتائیک)

نیروگاه خورشیدی آرانیرو

  1. کنترل تجهیزات:

   – نصب سیستم‌های خودکار و هوشمند کنترلی بر روی تجهیزات نیروگاه خورشیدی برای تنظیم بهینه عملکرد آنها.

   – اجرای الگوریتم‌های هوشمند برای بهینه‌سازی جریان انرژی در تجهیزات مختلف نیروگاه خورشیدی.

در مرحله کنترل تجهیزات در نیروگاه خورشیدی فتوولتائیک، از سیستم‌های هوشمند و نرم‌افزارهای پیشرفته برای مدیریت بهینه تجهیزات استفاده می‌شود. این فرآیند شامل چند جنبه اصلی است:

 

1-2. نصب سیستم‌های کنترلی:

   – انجام نصب دستگاه‌ها و سنسورهای هوشمند بر روی تجهیزات نیروگاه خورشیدی به منظور اندازه‌گیری و کنترل عملکرد آنها.

   – نصب سیستم‌های کنترلی مبتنی بر میکروکنترلرها یا PLC  (کنترلر منطقه‌ای برنامه‌پذیر) جهت اتصال و کنترل تجهیزات نیروگاه خورشیدی.

 

2-2. تنظیمات بهینه:

   – استفاده از الگوریتم‌ها و مدل‌های هوش مصنوعی برای تحلیل داده‌های جمع‌آوری شده و اعمال تنظیمات بهینه بر روی تجهیزات نیروگاه خورشیدی.

   – تنظیمات بهینه شامل تغییر زوایای پنل‌های خورشیدی، جریان الکتریکی تولیدی، و سایر پارامترهای مرتبط با تجهیزات نیروگاه خورشیدی است.

 

3-2. سیستم‌های خودکار:

   – پیاده‌سازی سیستم‌های خودکار برای اجرای تصمیمات اتوماتیک در مورد کنترل تجهیزات نیروگاه خورشیدی.

   – این سیستم‌ها می‌توانند به صورت خودکار به تغییرات در شرایط محیطی و داده‌های جمع‌آوری شده واکنش نشان دهند.

 

4-2. مدیریت انرژی:

   – بهینه‌سازی مصرف انرژی توسط تجهیزات نیروگاه خورشیدی با استفاده از سیستم‌های مدیریت انرژی.

   – کنترل تولید انرژی و مصرف آن بر اساس نیازهای نیروگاه خورشیدی و شرایط محیطی.

 

5-2. ردیابی و نظارت:

   – پیاده‌سازی سیستم‌های ردیابی و نظارت برای پیگیری دقیق تر حرکت خورشید و تنظیم زاویه پنل‌های خورشیدی.

   – نظارت به صورت زنده بر عملکرد تجهیزات و ارتباط با سیستم مرکزی جهت اطلاع‌رسانی و مدیریت بهینه نیروگاه خورشیدی.

 

با این رویکرد، کنترل تجهیزات در نیروگاه خورشیدی فتوولتائیک به صورت هوشمندانه و خودکار صورت می‌گیرد، که منجر به افزایش بهره‌وری و بهینه‌تر شدن عملکرد نیروگاه می‌شود.

با اجرای این مراحل و استفاده از تکنولوژی‌های هوشمند، نیروگاه خورشیدی فتوولتائیک می‌تواند به بهترین شکل ممکن از انرژی خورشید بهره‌مند شود و عمرمفید تجهیزات را افزایش دهد.

 

  1. انواع روش‌های اجرای سیستم مقاومت زمین جهت حفاظت الکتریکی از تجهیزات نیروگاهی:

 

1-3. مقاومت زمین سیستمی (System Grounding):

   – در این روش، یکی از نقاط تجهیزات به عنوان نقطه مشترک زمین برای کل سیستم انتخاب می‌شود.

   – مزایا: سادگی و انطباق با استانداردهای ملی.

   – معایب: احتمال اختلال در نقطه زمین وابسته به مواقع مختلف نیروگاه.

مقاومت زمین سیستمی یکی از روش‌های حفاظت الکتریکی است که در آن یک نقطه مشترک برای زمین‌کردن کل سیستم الکتریکی یک نیروگاه یا سیستم تولید انرژی استفاده می‌شود. در این روش، نقطه زمین به عنوان نقطه مشترکی برای اتصال به زمین انتخاب می‌شود تا از جریان‌های ناخواسته جلوگیری کرده و ایمنی تجهیزات و افراد را تضمین کند. مهمترین ویژگی‌های مقاومت زمین سیستمی به خصوص در نیروگاه خورشیدی عبارتند از:

1-3-1. نقطه مشترک زمین:

   – یک نقطه مشترک به عنوان نقطه زمین برای کل سیستم الکتریکی انتخاب می‌شود. این نقطه معمولاً به عنوان “نقطه نیازمندی” نیز شناخته می‌شود.

 

1-3-2. کاهش ولتاژ به زمین:

   – هدف اصلی از استفاده از مقاومت زمین سیستمی، کاهش ولتاژ‌های ناخواسته به زمین است تا از خطرات احتمالی در نیروگاه خورشیدی جلوگیری شود.

 

1-3-3. حفاظت از تجهیزات:

   – مقاومت زمین به عنوان یک مسیر سهل‌العبور برای جریان‌های ناخواسته عمل می‌کند و در نتیجه، تجهیزات و دستگاه‌های نیروگاه خورشیدی را از خطرات احتمالی مرتبط با افزایش ولتاژ حفاظت می‌کند.

 

1-3-4. کنترل جریان زمین:

   – مقاومت زمین سیستمی با کنترل جریان زمین مواجه شده و از افزایش ناگهانی جریان‌ها در نیروگاه خورشیدی جلوگیری می‌کند.

 

1-3-5. تنظیم ولتاژ:

   – از طریق تنظیم ولتاژها و جلوگیری از افزایش ناگهانی آنها، ایمنی سیستم در نیروگاه خورشیدی تامین می‌شود.

 

1-3-6. تأثیر بر مدل توزیع:

   – استفاده از مقاومت زمین سیستمی ممکن است تأثیراتی بر مدل توزیع جریان و ولتاژ در سیستم نیروگاه خورشیدی داشته باشد و این تأثیرات می‌تواند بر ایمنی و بهره‌وری نیروگاه تأثیر بگذارد.

مقاومت زمین سیستمی به عنوان یکی از روش‌های اصلی حفاظت الکتریکی در نیروگاه‌ها و سیستم‌های تولید انرژی استفاده می‌شود و با توجه به ویژگی‌های خود، می‌تواند به بهبود ایمنی و کارایی سیستم الکتریکی کمک کند.

پنل خورشیدی به روز آرانیرو  - سیستم ارتینگ و روش‌های اجرای سیستم مقاومت زمین جهت حفاظت الکتریکی از تجهیزات نیروگاهی (با تمرکز بر نیروگاه خورشیدی فتوولتائیک)

2-3. مقاومت زمین مکانیکی (Physical Grounding):

   – در این حالت، از سیستم مقاومت زمین برای تجهیزات خاصی استفاده می‌شود و هر تجهیز به طور جداگانه زمین می‌شود.

   – مزایا: کنترل بهتر اختلالات مختلف.

   – معایب: پیچیدگی نصب و نگهداری.

مقاومت زمین مکانیکی یکی دیگر از روش‌های حفاظت الکتریکی است که در آن مقاومت زمین بر اساس مکانیک ساختار و تجهیزات انجام می‌شود. این روش به منظور کنترل و مدیریت جریان‌های ناخواسته و حفاظت از تجهیزات و افراد در مقابل خطرات الکتریکی به کار می‌رود. ویژگی‌ها و جزئیات مربوط به مقاومت زمین مکانیکی عبارتند از:

 

2-3-1. ساختار مکانیکی:

   – در این روش، از ساختارهای مکانیکی یا اجزای سازه برای ایجاد مسیرهای زمین‌کردن استفاده می‌شود. این ممکن است شامل فولادهای مقاوم در برابر خوردگی یا دیگر مواد سازه‌ای باشد.

 

2-3-2. زمین‌کردن اجزای ساختار:

   – اجزای ساختاری که به عنوان اجزای غیر الکتریکی در سیستم وجود دارند، به منظور زمین‌کردن استفاده می‌شوند. این اجزا می‌توانند پایه‌ها، ستون‌ها، پایه‌های مستقیم، یا سایر عناصر سازه باشند.

 

2-3-3. استفاده از مصالح مخصوص:

   – مقاومت زمین مکانیکی ممکن است با استفاده از مصالح خاصی که خاصیت زمین‌کردن مناسبی دارند، ایجاد شود. این مصالح می‌توانند شامل آهن‌آلات، فولادهای ضدخوردگی و یا سایر مواد مشابه باشند.

 

2-3-4. کاهش مقاومت:

   – هدف اصلی از استفاده از مقاومت زمین مکانیکی، کاهش مقاومت مسیرهای زمین‌کردن است تا جریان‌های الکتریکی به سرعت به زمین تخلیه شوند و از افزایش ولتاژهای خطرناک جلوگیری شود.

 

2-3-5. پیچیدگی کمتر نسبت به روش‌های دیگر:

   – نسبت به برخی روش‌های دیگر مانند مقاومت زمین سیستمی، اجرای مقاومت زمین مکانیکی ممکن است به لحاظ فنی و عملی کمی پیچیده‌تر باشد.

 

2-3-6. کنترل جریانهای ناخواسته:

   – با استفاده از ساختارهای مکانیکی به عنوان مسیر زمین، می‌توان جریان‌های الکتریکی ناخواسته را کنترل کرد و از تجهیزات و افراد را در مقابل این جریان‌ها حفاظت کرد.

 

هر یک از روش‌های حفاظت الکتریکی از جمله مقاومت زمین مکانیکی بسته به نیازها و شرایط خاص سیستم الکتریکی انتخاب می‌شود و همگی به بهبود ایمنی و عملکرد سیستم کمک می‌کنند.

 

3-3. مقاومت زمین تجهیزات (Equipment Grounding):

   – در این روش، هر تجهیز به یک نقطه زمین مستقل متصل می‌شود.

   – مزایا: جداگانه‌سازی اختلالات و جلوگیری از انتقال جریانهای ناخواسته.

   – معایب: زمین‌های متعدد ممکن است موجب ایجاد اختلال شوند.

 

مقاومت زمین تجهیزات یکی از روش‌های حفاظت الکتریکی است که برای محافظت از تجهیزات الکتریکی در برابر خطرات الکتریکی مورد استفاده در نیروگاه خورشیدی قرار می‌گیرد. در این روش، هر تجهیز به یک نقطه زمین خاص متصل می‌شود تا در صورت وقوع اختلال یا خطای الکتریکی، جریان الکتریکی به سمت زمین تخلیه شود و از ایجاد خسارت به تجهیزات و افراد جلوگیری شود. ویژگی‌ها و جزئیات مربوط به مقاومت زمین تجهیزات عبارتند از:

 

3-3-1. زمین‌کردن تجهیزات:

   – هر تجهیز الکتریکی، از جمله دستگاه‌ها، دستورالعمل‌ها، و ابزارها، به یک نقطه زمین خاص متصل می‌شود. این نقطه زمین به عنوان مسیر بازگشت جریان الکتریکی ناخواسته به زمین عمل می‌کند.

 

3-3-2. کاهش ولتاژ:

   – استفاده از مقاومت زمین تجهیزات به منظور کاهش ولتاژهای ناخواسته و جلوگیری از افزایش ناگهانی آنها موثر است.

 

3-3-3. جلوگیری از جریانهای خطرناک:

   – هدف اصلی این روش، جلوگیری از ایجاد جریانهای خطرناک از تجهیزات به سمت افراد یا دیگر تجهیزات است.

 

3-3-4. افزایش ایمنی:

   – با زمین‌کردن تجهیزات، ایمنی افراد کارکننده با تجهیزات و دستگاه‌ها افزایش می‌یابد، زیرا جریان‌های الکتریکی به سمت زمین تخلیه می‌شوند و از تماس مستقیم با افراد جلوگیری می‌کنند.

 

3-3-5. پیشگیری از خسارات مالی:

   – استفاده از این روش می‌تواند از خسارات مالی ناشی از خرابی تجهیزات در اثر جریان‌های الکتریکی ناخواسته جلوگیری کند.

 

3-3-6. مطابقت با استانداردها:

   – استفاده از مقاومت زمین تجهیزات باعث مطابقت با استانداردها و مقررات ایمنی الکتریکی مربوطه می‌شود.

 

3-3-7. نظارت و بازرسی:

   – سیستم‌ها و تجهیزات باید به طور دوره‌ای تحت بازرسی و نظارت قرار گیرند تا اطمینان حاصل شود که مقاومت زمین تجهیزات همواره به درستی عمل می‌کند.

 

مقاومت زمین تجهیزات به عنوان یکی از روش‌های حفاظت الکتریکی به خصوص در سیستم‌ها و محیط‌های صنعتی و نیروگاهی به ویژه نیروگاه خورشیدی مورد استفاده قرار می‌گیرد و با توجه به خصوصیات آن، به ارتقاء ایمنی و بهره‌وری تجهیزات کمک می‌کند.

کنترل تجهیزات - سیستم ارتینگ و روش‌های اجرای سیستم مقاومت زمین جهت حفاظت الکتریکی از تجهیزات نیروگاهی (با تمرکز بر نیروگاه خورشیدی فتوولتائیک)

4-3. مقاومت زمین دقیق (Precision Grounding):

   – این روش از مقاومت زمین با دقت بالا برخوردار است که جهت کاهش نویزهای الکتریکی و جریان‌های پارازیتی از آن استفاده می‌شود.

   – مزایا: حداقل کردن نویزهای الکتریکی.

   – معایب: نیاز به نگهداری دقیق و هزینه‌بر بودن.

مقاومت زمین دقیق یک روش پیشرفته در حوزه حفاظت الکتریکی است که برای بهبود دقت و کارایی در زمین‌کردن سیستم‌های الکتریکی مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این روش، مقاومت زمین با دقت بسیار بالا و با کنترل دقیق بر ارزش مقاومت تنظیم می‌شود. ویژگی‌ها و جزئیات مربوط به مقاومت زمین دقیق عبارتند از:

 

4-3-1. دقت بالا:

   – یکی از ویژگی‌های بارز مقاومت زمین دقیق، دقت بالا در تنظیم مقاومت آن است. این روش برای حصول بهینه‌ترین نتایج در کنترل جریان‌های زمین استفاده می‌شود.

 

4-3-2. استفاده از مواد با کیفیت:

   – مقاومت زمین دقیق از مواد با کیفیت بالا و خصوصیات الکتریکی خوب ساخته می‌شود. این مواد ممکن است شامل آلیاژهای خاص یا فولادهای ویژه باشد.

 

4-3-3. تنظیم الکترونیکی:

   – برخی از سیستم‌های مقاومت زمین دقیق دارای امکانات تنظیم الکترونیکی هستند که به کنترل دقیق و تنظیم مقاومت کمک می‌کنند.

 

4-3-4. مدیریت هوشمند:

   – سیستم‌های مقاومت زمین دقیق معمولاً دارای مدیریت هوشمند هستند که با استفاده از الگوریتم‌ها و سنسورهای مختلف، بهینه‌سازی جریان‌های زمین را انجام می‌دهند.

 

4-3-5. کاهش نویزهای الکتریکی:

   – استفاده از مقاومت زمین دقیق به منظور کاهش نویزهای الکتریکی و افزایش پایداری سیستم‌های الکتریکی موثر است.

 

4-3-6. تنظیم ولتاژ:

   – این روش می‌تواند به طور دقیق ولتاژها را تنظیم کرده و از افزایش ناگهانی آنها جلوگیری نماید.

 

4-3-7. کاربردهای حساس:

   – مقاومت زمین دقیق معمولاً در سیستم‌های الکتریکی حساس به ولتاژها و جریان‌های ناخواسته، مانند سیستم‌های الکترونیکی پیشرفته و تجهیزات پزشکی، به کار می‌رود.

 

4-3-8. تطبیق با شرایط محیطی:

   – این سیستم‌ها به خوبی با شرایط محیطی مختلف تطبیق می‌شوند و می‌توانند در شرایط مختلف دما، رطوبت، و فشار به صورت موثر عمل کنند.

 

مقاومت زمین دقیق به عنوان یک روش پیشرفته حفاظت الکتریکی به خصوص در سیستم‌های الکتریکی حساس و نیازمند دقت بالا به کار می‌رود و به ارتقاء ایمنی و عملکرد این سیستم‌ها کمک می‌کند.

نیروگاه های خورشیدی در ایران  - سیستم ارتینگ و روش‌های اجرای سیستم مقاومت زمین جهت حفاظت الکتریکی از تجهیزات نیروگاهی (با تمرکز بر نیروگاه خورشیدی فتوولتائیک)

5-3. مقاومت زمین فعال (Active Grounding):

   – در این حالت از تجهیزات فعال به منظور ترتیب و تنظیم مقاومت زمین استفاده می‌شود.

   – مزایا: امکان کنترل دقیق‌تر مقاومت زمین و جلوگیری از افزایش غیرهمسانی ولتاژ.

   – معایب: پیچیدگی و هزینه بالا.

مقاومت زمین فعال یک روش پیشرفته در حوزه حفاظت الکتریکی است که برای بهبود دقت و کارایی در زمین‌کردن سیستم‌های الکتریکی مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این روش، علاوه بر استفاده از یک نقطه زمین، تجهیزات الکترونیکی فعال (مانند آمپلیفایرها یا تقویت‌کننده‌ها) نیز به کار گرفته می‌شوند تا به نحوی مداخله کنند که مقاومت زمین به صورت فعال تنظیم و کنترل شود. ویژگی‌ها و جزئیات مربوط به مقاومت زمین فعال عبارتند از:

 

5-3-1. استفاده از تجهیزات فعال:

   – این روش از تجهیزات الکترونیکی فعال به عنوان بخشی از سیستم زمین‌کردن استفاده می‌کند. این تجهیزات معمولاً به عنوان تقویت‌کننده‌های جریان یا ولتاژ عمل می‌کنند.

 

5-3-2. کنترل دقیق مقاومت زمین:

   – با استفاده از تجهیزات فعال، مقاومت زمین به نحو دقیق تنظیم و کنترل می‌شود. این امکان به مدیران سیستم اجازه می‌دهد که مقدار مقاومت زمین را به صورت دینامیک تطبیق دهند.

 

5-3-3. کاهش نویزهای الکتریکی:

   – استفاده از تجهیزات فعال به عنوان بخشی از مقاومت زمین فعال می‌تواند به کاهش نویزهای الکتریکی و افزایش پایداری سیستم کمک کند.

 

5-3-4. اصلاح ولتاژهای ناخواسته:

   – با استفاده از تجهیزات فعال، امکان اصلاح ولتاژهای ناخواسته و افزایش کنترل بر ولتاژهای سیستم وجود دارد.

 

5-3-5. پاسخ سریع به تغییرات:

   – سیستم‌های مقاومت زمین فعال معمولاً با پاسخ سریع به تغییرات در شرایط سیستم شناخته می‌شوند، که این امکان را فراهم می‌کند تا به بهترین شکل مقاومت زمین تنظیم شود.

 

5-3-6. مناسب برای بارهای پویا:

   – این روش به ویژه برای سیستم‌ها و بارهای الکتریکی پویا یا متغیر مناسب است.

 

5-3-7. مدیریت هوشمند:

   – بسیاری از سیستم‌های مقاومت زمین فعال دارای مدیریت هوشمند هستند که با استفاده از الگوریتم‌ها و سنسورها، بهینه‌سازی جریان‌های زمین را انجام می‌دهند.

 

5-3-8. کاربردهای حساس:

   – مقاومت زمین فعال معمولاً در سیستم‌های الکتریکی حساس به ولتاژها و جریان‌های ناخواسته، مانند سیستم‌های الکترونیکی پیشرفته، به کار می‌رود.

مقاومت زمین فعال به عنوان یک روش پیشرفته حفاظت الکتریکی برای سیستم‌های الکتریکی حساس و نیازمند دقت بالا به کار می‌رود و به بهبود ایمنی و عملکرد این سیستم‌ها کمک می‌کند.

تجهیزات نیروگاه خورشیدی آرانیرو - سیستم ارتینگ و روش‌های اجرای سیستم مقاومت زمین جهت حفاظت الکتریکی از تجهیزات نیروگاهی (با تمرکز بر نیروگاه خورشیدی فتوولتائیک)

6-3. مقاومت زمین به صورت توزیع شده (Distributed Grounding):

   – در این روش، مقاومت زمین به صورت گسترده در سراسر نیروگاه توزیع می‌شود.

   – مزایا: کاهش احتمال افزایش ولتاژ و جریان‌های غیرهمسانی.

   – معایب: هزینه نصب و نگهداری بالا.

مقاومت زمین به صورت توزیع شده یک روش زمین‌کردن پیشرفته است که در آن مفهوم زمین‌کردن به صورت یکنواخت در سطح گسترده‌ای اعمال می‌شود. در این روش، نقاط مختلف سیستم به صورت مستقل به زمین متصل می‌شوند، و این اتصالات توزیع شده‌ای دارند که از مزایای این نوع زمین‌کردن بهره‌مند می‌شوند. ویژگی‌ها و جزئیات مربوط به مقاومت زمین به صورت توزیع شده عبارتند از:

 

6-3-1. توزیع یکنواخت:

   – در مقاومت زمین به صورت توزیع شده، نقاط مختلف سیستم به صورت مستقل به زمین متصل می‌شوند و این توزیع به یکنواختی در زمین‌کردن سیستم منجر می‌شود.

 

6-3-2. کاهش مقاومت:

   – با توزیع یکنواخت زمین، مقاومت کل سیستم به صورت کلی کاهش می‌یابد که این موجب افزایش کارایی و کاهش ولتاژهای ناخواسته می‌شود.

 

6-3-3. پیشگیری از جریان‌های ناخواسته:

   – این روش می‌تواند بهبودی در جلوگیری از جریان‌های ناخواسته و افزایش ایمنی سیستم ایجاد کند.

 

6-3-4. مدیریت جریان:

   – توزیع یکنواخت جریان زمین بهبود مدیریت جریان‌های الکتریکی را فراهم می‌کند و از تجاوز جریان به نقاط حساس سیستم جلوگیری می‌کند.

 

6-3-5. قابلیت اطمینان بالا:

   – به دلیل توزیع یکنواخت زمین، سیستم با قابلیت اطمینان بالا و عملکرد پایدار روبرو می‌شود.

 

6-3-6. سازگار با تغییرات:

   – این روش سازگاری بالایی با تغییرات سیستم، اندازه‌ی گسترش یا تغییرات در تجهیزات دارد.

 

6-3-7. مناسب برای سیستم‌های بزرگ:

   – مخصوصاً در سیستم‌های الکتریکی بزرگ که از ابعاد گسترده استفاده می‌کنند، توزیع یکنواخت زمین می‌تواند یک گزینه موثر باشد.

 

6-3-8. پیاده‌سازی نسبت به استانداردها:

   – این روش معمولاً با استانداردها و مقررات الکتریکی سازگاری دارد و می‌تواند در پیاده‌سازی‌های مختلف به کار گرفته شود.

مقاومت زمین به صورت توزیع شده با توجه به مزایای مطرح شده، به عنوان یک گزینه کارآمد در زمینه حفاظت الکتریکی در سیستم‌های الکتریکی گسترده استفاده می‌شود.

 

هرکدام از این روش‌ها بسته به نیازها و شرایط خاص هر نیروگاه ممکن است انتخاب شود. انتخاب بهترین روش باید با توجه به استانداردها، اهداف حفاظتی، و شرایط محیطی انجام شود.

نویسنده: مهدی پارساوند