فراگیری انرژی‌های تجدیدپذیر در جوامع جهانی هر روز بیش از پیش است؛ انرژی خورشیدی هم به عنوان یکی از اصلی‌ترین و محبوب‌ترین انرژی‌های تجدیدپذیر شناخته می‌شود. قابلیت اصلی نیروگاه‌های خورشیدی، تولید برق از نور خورشید است؛ اما نیروگاه‌های خورشیدی با توجه به کاربرد و شرایط محیطی انواع متفاوتی دارند. در این مقاله، انواع نیروگاه ‌های خورشیدی، قابلیت‌ها و مزایای هر یک از آن‌ها را با جزئیات مورد بررسی قرار می‌دهیم؛ با برقتو همراه باشید.

انواع نیروگاه های خورشیدی

بهره‌برداری و تولید برق از نور خورشید، دیدگاه و رویکرد جوامع نسبت به انرژی را تغییر داده‌ است. با توجه به افزایش روزافزون نیاز استفاده از منابع پایدار و تجدیدپذیر (برق سبز)، انرژی خورشیدی یکی از بهترین گزینه‌های موجود محسوب می‌شود. برای آشنایی با انواع نیروگاه‌های خورشیدی، نحوه عملکرد، مزایا و قابلیت‌های اختصاصی هر یک از آن‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

نیروگاه های خورشیدی فتوولتائیک (PV)

نیروگاه‌ های خورشیدی فتوولتائیک (Photovoltaic Solar Power Plant) با استفاده از پنل‌های خورشیدی نیمه رسانا، معمولا سیلیکون، نور مستقیم خورشید را به برق تبدیل می‌کنند.

در نتیجه برخورد نور به نیروگاه ‌های خورشیدی فتوولتائیک و تحریک الکترون‌ها، جریان برق ایجاد می‌شود. انواع سیستم‎‌های فتوولتائیک موارد زیر را شامل می‌شوند:

سیستم فتوولتائیک Grid-Tied: این دسته از سیستم‌ها به شبکه برق عمومی متصل هستند. سیستم‌های فتوولتائیک Grid-Tied با تامین مستقیم برق توسط نور خورشید، نیاز تولید انرژی از سوخت فسیلی را کاهش داده‌اند.

سیستم فتوولتائیک :Off-Grid این دسته از سیستم‌ها به دلیل عملکرد مستقل از شبکه، گزینه‌های مناسبی برای مناطق دور افتاده هستند. سیستم‌های فتوولتائیک Off-Grid معمولا به کمک ذخیره‌سازی باتری نسبت به تامین ثابت انرژی اطمینان حاصل می‌کنند.

سیستم فتوولتائیک Hybrid: این سیستم‌ها با ترکیب ارتباط بین منابع تولید انرژی و ذخیره‌سازی باتری بستر لازم برای انعطاف‌پذیری و اعتماد به منبع تغذیه را فراهم کرده‌اند.

مزایای نیروگاه های خورشیدی فتوولتائیک

برای درک مزایای نیروگاه های خورشیدی فتوولتائیک می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• هزینه‌های عملیاتی و نگهداری پایین
• دارای قابلیت ارتقاء و مقیاس‌پذیری بالا، قابل استفاده در سیستم‌های ساختمانی و تاسیسات صنعتی بزرگ مقیاس
• عدم نیاز به قطعات متحرک و تبدیل مستقیم نور خورشید به برق

نیروگاه‌ های خورشیدی متمرکز (CSP)

نیروگاه‌ های خورشیدی متمرکز (Concentrated Solar Power Plant) برای متمرکزسازی سطح بزرگی از نور خوشید روی سطح کوچکی از آینه‌ها و عدسی‌ها استفاده می‌کنند.

این نور متمرکز خورشید با گرم کردن مایع سیال و تولید بخار موجب تحریک توربین متصل به ژنراتور برق می‌شود. برای بررسی انواع نیروگاه های خورشیدی متمرکز می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

نیروگاه های خورشیدی سهموی خطی: این دسته از نیروگاه ‌های خورشیدی به کمک آینه‌های منحنی نور خوشید را روی لوله مملو از مایع انتقال دهنده گرما متمرکز می‌کنند.

برج های خورشیدی: این دسته از نیروگاه ها، نور خورشید را به کمک آینه‌های تخت متحرک (هیلوستات) بر روی گیرنده مرکزی بالای برج، متمرکز می‌کنند.

سیستم خورشیدی فرنلی خطی: نیروگاه های خورشیدی فرنلی خطی به کمک آینه‌های بلند و مسطح، نور خورشید را به گیرنده‌ای که بالای آینه‌ها قرار دارد؛ منتقل می‌کنند.

مزایای نیروگاه های خورشیدی متمرکز

نیروگاه های خورشیدی متمرکز مزایای زیر را به کاربران و صنایع ارائه می‌دهند:

• افزایش بازده تبدیل انرژی
• ارائه قابلیت ذخیره‌سازی انرژی گرمایی برای تولید برق در روزهای ابری
• پتانسیل تولید و تامین برق برای تاسیسات بزرگ مقیاس

بیشتر بخوانید: نیروگاه خورشیدی بهتر است یا بادی؟

نیروگاه های حرارتی خورشیدی

نیروگاه های حرارتی خورشیدی (Solar Thermal Power Plant) با جذب و متمرکزسازی نور خورشید، گرمایی با دمای بالا تولید می‌کنند؛ این گرما تولیدی در نهایت برای تولید برق مورد استفاده قرار می‌گیرد.

نیروگاه‌های حرارتی خورشیدی بر خلاف سیستم‌های فتوولتائیک نور خورشید را مستقیما به برق تبدیل نمی‌کنند؛ در واقع ساختار نیروگاه‌های حرارتی به گونه‌ای طراحی شده‌اند که نور خورشید ابتدا به گرما تبدیل می‌شود. برای بررسی انواع نیروگاه های حرارتی خورشیدی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

سیستم های دریافت کننده مرکزی: این دسته از نیروگاه‌های حرارتی نور خورشید را روی یک دریافت کننده مرکزی متمرکز می‌کنند. دریافت کننده مرکزی جایی است که گرما به منظور تولید بخار برای توربین‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد.

سیستم های بشقابک سهموی: این سیستم‌های حرارتی دارای آینه‌هایی که در قالب بشقابک‌های سهموی طراحی شده‌اند؛ هستند. نور خورشید به واسطه این آینه‌ها در نقطه کانونی نیروگاه حرارتی متمرکز می‌شود؛ در نتیجه شاهد ایجاد دمای بالایی برای تولید برق هستیم.

مزایای نیروگاه های حرارتی خورشیدی

خلاصه‌ای از مزایای نیروگاه های حرارتی خورشیدی موارد زیر را شامل می‌شوند:

• سیستم کارآمد ذخیره‌سازی انرژی
• ارائه بازدهی بیشتر در مقایسه با نیروگاه های خورشیدی فتوولتائیک
• گزینه‌ای کارآمد برای تاسیسات صنعتی بزرگ مقیاس

نیروگاه‌ های خورشیدی شناور

نیروگاه های خورشیدی شناور (Floating Solar Power Plant) در نتیجه نصب پنل‌های فتوولتائیک بر روی آب دریاچه‌ها، مخازن و اقیانوس‌ها ایجاد می‌شوند.

نیروگاه های خورشیدی شناور با بهره‌برداری از اثر خنک کنندگی آب به بهبود کارایی پنل‌های خورشیدی کمک می‌کنند.

مزایای نیروگاه های خورشیدی شناور

برای درک مزایای اصلی نیروگاه های خورشیدی شناور می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• عدم وجود محدودیت‌های مربوط به زمین برای احداث نیروگاه خورشیدی ؛ راهکاری مناسب برای مناطق پرجمعیت
• ارتقاء عملکرد نیروگاه خورشیدی به واسطه اثر خنک کنندگی هوا
• کاهش میزان تبخیر آب در مناطق دارای نیروگاه خورشیدی شناور

نیروگاه های خورشیدی هیبریدی

نیروگاه های خورشیدی هیبریدی (Hybrid Solar Power Plant) با ترکیب منابع مختلف انرژی، برق تولید می‌کند. نیروگاه ‌های خورشیدی هیبریدی عموما طی فرآیند تولید برق، ترکیب نور خورشید و یک منبع انرژی تجدیدپذیر یا تجدیدناپذیر دیگر را به‌کار می‌گیرند.

این دسته از نیروگاه‌های خورشیدی با بهره‌گیری از نقاط قوت منابع انرژی مختلف و ایجاد ترکیبی هوشمندانه، یک منبع تغذیه پایدار به وجود آورده‌اند.

مزایای نیروگاه های خورشیدی هیبریدی

برای درک بهتر مزایای اصلی نیروگاه های خورشیدی هیبریدی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• ارائه سیستمی پایدار و کاهش وابستگی به سوخت‌های فسیلی
• سیستمی انعطاف‌پذیر برای تولید برق
• گزینه‌ای مناسب برای مناطق دور افتاده نیازمند به منبع تغذیه پایدار

بیشتر بخوانید: ترانزیت چیست؟ تعرفه ترانزیت در قبض برق چطور محاسبه می شود؟

پرسش های متداول

در این بخش تعدادی از رایج‌ترین سوال‌های کاربران درباره انواع نیروگاه‌های خورشیدی را پاسخ می‌دهیم.

سخن پایانی

همانطور که مشاهده کردید؛ هر کدام از انواع نیروگاه‌های خورشیدی، مزایای منحصر به فردی ارائه می‌دهند. وجود تنوع در نوع نیروگاه‌ها موجب شده انرژی خورشیدی، ابزاری قدرتمند برای تغییر رویکرد جوامع جهانی نسبت به انرژی‌های تجدیدپذیر باشد.

فراگیری سیستم‌های فتوولتائیک، افزایش بهره‌وری به کمک نیروگاه‌های خورشیدی متمرکز، رویکرد نوآورانه نیروگاه‌های حرارتی خورشیدی و صرفه‌جویی در فضای مورد نیاز برای احداث نیروگاه‌های خورشیدی شناور، آینده روشن صنعت انرژی خورشیدی را به خوبی نشان می‌دهند. هدف اصلی تمام این سیستم‌ها برآورده کردن نیاز برق رو به رشد جهان در آینده است؛ بنابراین سرمایه‌گذاری در این دسته از فناوری‌ها را جدی بگیرید.