زمان مطالعه : 6 دقیقه
افزایش راندمان پنل خورشیدی در سیستم‌های آنگرید و آفگرید
انتشار : 9 آذر , 1404
آخرین بروزرسانی : 9 آذر , 1404
راندمان پنل خورشیدی یکی از مهم‌ترین معیارهای عملکرد هر نیروگاه خورشیدی است. درواقع، هرچه راندمان پنل‌ها بیشتر باشد، میزان تولید برق نیز افزایش می‌یابد. همین موضوع باعث می‌شود نیروگاه چه در سیستم‌های آنگرید و چه در ساختارهای آفگرید، بازده اقتصادی بهتری داشته باشد. علاوه بر این، راندمان بالا نقش چشمگیری در کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری ایفا می‌کند. بنابراین، بهینه‌سازی راندمان نه‌تنها توصیه فنی است، بلکه یک ضرورت اقتصادی نیز به شمار می‌رود.
۱. اهمیت راندمان پنل خورشیدی در سیستم‌های آنگرید و آفگرید
نخست باید دانست که اهمیت راندمان در هر یک از این دو سیستم تفاوت‌هایی دارد.
برای مثال، در سیستم آنگرید که به شبکه برق متصل است، افزایش راندمان مستقیماً منجر به افزایش درآمد از طریق فروش برق می‌شود. از سوی دیگر، در سیستم آفگرید که مستقل از شبکه فعالیت می‌کند، راندمان بالا به معنای کاهش نیاز به پنل بیشتر و کاهش فشار بر باتری است. در نتیجه، این موضوع موجب می‌شود عمر باتری طولانی‌تر شده و هزینه‌های مربوط به آن نیز کاهش یابد.
۲. عوامل مؤثر بر راندمان پنل‌ها
برای درک بهتر روش‌های افزایش راندمان، ابتدا باید عوامل مؤثر بر آن را شناخت.
از یک‌سو نوع فناوری سلول خورشیدی در راندمان تأثیر مستقیم دارد. از سوی دیگر، شرایط نصب مانند زاویه، جهت و تهویه نیز بازده پنل‌ها را تغییر می‌دهد. به همین دلیل، انتخاب درست تجهیزات در کنار طراحی اصولی، فرایند افزایش راندمان را بسیار آسان‌تر می‌کند.
۲.۱ نوع فناوری سلول‌ها
به طور کلی، پنل‌های مونوکریستال نسبت به پلی‌کریستال راندمان بیشتری دارند. با این حال، فناوری‌های جدیدتر مانند TOPCon و HJT حتی راندمان بالاتری ارائه می‌دهند.
برای نمونه، اگرچه پنل‌های پلی‌کریستال ارزان‌تر هستند، اما در پروژه‌هایی که فضای نصب محدود است، انتخاب پنل‌های مونوکریستال یا تکنولوژی TOPCon مقرون‌به‌صرفه‌تر خواهد بود. از همین رو، سرمایه‌گذاران اغلب ترجیح می‌دهند پنل‌هایی با راندمان بالاتر انتخاب کنند.
۳. راهکارهای افزایش راندمان در سیستم آنگرید
در سیستم‌های آنگرید، تولید بیشتر برق به معنای درآمد بیشتر است. بنابراین، هر روشی که به افزایش بازده کمک کند، ارزشمند خواهد بود. به همین دلیل، استفاده از تجهیزات باکیفیت و طراحی اصولی اهمیت بسیاری دارد.
۳.۱ انتخاب اینورتر هوشمند با MPPT پیشرفته
از آنجا که اینورتر وظیفه تبدیل جریان DC به AC را بر عهده دارد، عملکرد آن بر راندمان نهایی بسیار اثرگذار است.
به عنوان مثال، اینورترهایی که دارای MPPT پیشرفته هستند، می‌توانند توان خروجی پنل‌ها را در شرایط مختلف تابش خورشید بهینه‌سازی کنند. افزون بر این، برخی اینورترهای حرفه‌ای، قابلیت مدیریت سایه و پایش هر رشته پنل را نیز ارائه می‌دهند. در نتیجه، می‌توان با کوچک‌ترین افت راندمان مقابله کرد.
۳.۲ کاهش تلفات کابل‌کشی
از سوی دیگر، انتخاب کابل مناسب یکی از عوامل مهم در جلوگیری از افت ولتاژ است.
به عبارت دیگر، هرچه مسیر کابل‌کشی کوتاه‌تر و قطر کابل مناسب‌تر باشد، انرژی کمتری در مسیر هدر می‌رود. علاوه بر این، استفاده از کانکتورهای اصلی به کاهش تلفات کمک شایانی می‌کند.
۳.۳ طراحی صحیح زاویه و جهت پنل‌ها
از آنجایی که زاویه نصب تأثیر مستقیم بر میزان دریافت تابش دارد، تعیین دقیق آن ضروری است. برای مثال، زاویه مناسب برای شهرهای مرکزی ایران حدود ۳۰ تا ۳۵ درجه است. البته در مناطق جنوبی، زاویه کمتر و در مناطق شمالی، زاویه بیشتر بازده بهتری ایجاد می‌کند. در نهایت، رعایت این نکات باعث می‌شود درصد بیشتری از نور خورشید جذب شود.
۳.۴ شستشوی اصولی پنل‌ها
به طور طبیعی، گردوغبار باعث کاهش راندمان پنل‌ها می‌شود. بنابراین، شستشوی منظم و اصولی اهمیت بسیاری دارد.
برای نمونه، استفاده از آب بدون املاح و برس نرم باعث می‌شود سطح پنل بدون آسیب تمیز شود. همچنین بهتر است شستشو در ساعات خنک انجام شود تا از شوک حرارتی جلوگیری گردد.
۴. افزایش راندمان در سیستم آفگرید
سیستم‌های آفگرید معمولاً در مناطق دورافتاده استفاده می‌شوند. از همین رو، راندمان بالا موجب می‌شود کاربران به‌ویژه در فصول سرد و ابری با کمبود انرژی مواجه نشوند. افزون بر این، باتری‌ها که مهم‌ترین بخش این سیستم هستند، در صورت افزایش راندمان پنل‌ها عمر طولانی‌تری خواهند داشت.
۴.۱ استفاده از شارژ کنترلر MPPT
از آنجایی که شارژ کنترلر وظیفه مدیریت انرژی ورودی به باتری را بر عهده دارد، نوع آن اهمیت بسیاری دارد.
برای مثال، یک کنترلر MPPT می‌تواند تا ۳۰ درصد انرژی بیشتری نسبت به نوع PWM استخراج کند. به همین دلیل، در سیستم‌های آفگرید استفاده از MPPT کاملاً ضروری است.
۴.۲ جلوگیری از سایه‌زدگی
از آنجا که حتی سایه جزئی روی یک پنل موجب کاهش شدید راندمان می‌شود، باید از هرگونه سایه جلوگیری کرد. درواقع، سایه‌زدگی نه‌تنها تولید را کاهش می‌دهد، بلکه باعث شارژ ناقص باتری نیز می‌شود. در نتیجه، عمر باتری کاهش یافته و سیستم با خطای ولتاژ پایین مواجه می‌شود.
۴.۳ نگهداری صحیح از باتری
نگهداری اصولی باتری باعث افزایش راندمان و پایداری سیستم می‌شود.
برای نمونه، نگهداشتن دمای محیط باتری در محدوده ۱۰ تا ۲۵ درجه سانتی‌گراد، عمر آن را چندین برابر افزایش می‌دهد. علاوه بر این، جلوگیری از شارژ و دشارژ بیش از حد باعث می‌شود باتری همیشه در شرایط مطلوب باقی بماند.
۵. مدیریت دما برای جلوگیری از کاهش راندمان
به طور کلی، افزایش دمای پنل باعث کاهش راندمان می‌شود. به همین دلیل، مدیریت دما اهمیت بسیاری دارد.
برای مثال، نصب پنل‌ها با فاصله مناسب از سطح زیرین، گردش هوا را بهبود می‌بخشد. علاوه بر این، استفاده از پنل‌هایی با ضریب حرارتی پایین مانند HJT باعث کاهش افت راندمان می‌شود.
۶. اهمیت انتخاب تجهیزات استاندارد
همان‌طور که مشخص است، راندمان تنها به پنل وابسته نیست. درواقع، کیفیت تجهیزات جانبی مانند کابل، کانکتور، اینورتر و سازه تأثیر قابل‌توجهی بر بازده سیستم دارد. علاوه بر این، استفاده از تجهیزات استاندارد باعث جلوگیری از تلفات انرژی و افزایش عمر سیستم می‌شود.
۷. جمع‌بندی؛ راندمان بالاتر، ارزش اقتصادی بیشتر
در نهایت، افزایش راندمان پنل خورشیدی یک عامل کلیدی در موفقیت نیروگاه‌های آنگرید و آفگرید است.
از آنجا که راندمان بالاتر به معنای تولید بیشتر، پایداری بهتر و بازگشت سرمایه سریع‌تر است، توجه به جزئیات طراحی و انتخاب تجهیزات اهمیت فراوانی دارد. علاوه بر این، ترکیب اصول نگهداری، پایش لحظه‌ای و رعایت استانداردها باعث می‌شود راندمان سیستم در طول سال‌های بهره‌برداری ثابت و قابل‌اطمینان باقی بماند.
دیدگاه ها
