سیستم های فتوولتائیک، تحولی در صنعت برق

انرژی‌های تجدیدپذیر نقش مهمی در آینده جهان ایفا خواهند کرد. افزایش جمعیت،  بهبود رفاه زندگی، مصرف‌گرایی و صنعتی شدن کشورهای در حال توسعه باعث افزایش چشمگیر مصرف سوخت‌های فسیلی شده است.

این افزایش مصرف سوخت‌های فسیلی نه تنها منجر به کاهش ذخایر آن‌ها شده است، بلکه تاثیر قابل توجهی بر محیط‌ زیست داشته است که منجر به تهدید سلامت موجودات زنده و تغییرات اقلیمی شده است.

امروزه جوامع توسعه یافته در حال حرکت به سمت دستیابی به روش‌های تولید پایدارتر، کاهش ضایعات، کاهش آلودگی هوا توسط وسایل نقلیه، تولید پراکنده انرژی، حفاظت از جنگل‌های بومی و کاهش گازهای گلخانه‌ای، هستند.

در این راستا، استفاده از منابع انرژی پاک جهت تامین انرژی مورد نیاز کشورها توسط توافقنامه‌های بین‌المللی همچون پروتکل کیوتو (Kyoto Protocol) و قرارداد پاریس (COP۲۱) مورد تاکید قرار گرفته است.

انرژی خورشیدی که به زمین می‌رسد را می‌توان به دو بخش انرژی نورانی و انرژی حرارتی تقسیم‌بندی کرد. انرژی نورانی خورشید را می‌توان توسط صفحات خورشیدی موسوم به پنل‌های فتوولتائیک به‌طور مستقیم به الکتریسیته تبدیل کرد.

از طرفی، انرژی حرارتی خورشید کاربردهای گوناگونی همچون آب گرم‌کن‌های خورشیدی جهت مصارف صنعتی و خانگی، خشک‌کن‌های خورشیدی، اجاق‌های خورشیدِی، آب شیرین‌کن‌های خورشیدی و نیروگاه‌های حرارتی خورشیدی، دارد.

از زمانی که آلبرت انیشتین در سال ۱۹۲۱ بخاطر کشف پدیده فتووالکتریک جایزه نوبل را دریافت کرد تا به امروز توسعه زیادی در تبدیل فتون‌های خورشید به الکتریسیته صورت گرفته است. پنل‌های فتوولتائیک نور خورشید را به طور مستقیم به برق تبدیل می‌کنند؛ بدون انتشار آلاینده‌ها، سر و صدا و لرزش. نور خورشید رایگان است اما تبدیل آن به الکتریسیته هزینه بر است.

اما این هزینه با توسعه تکنولوژی و سرمایه‌گذاری‌های عظیم کشورها، به‌طور چشمگیری کاهش پیدا کرده است. نیروگاه‌های برق خورشیدی به دو دسته اصلی متصل به شبکه (On Grid) و منفصل از شبکه (Off grid) تقسیم می‌شوند.

نیروگاه‌های خورشیدی فتوولتائیک متصل به شبکه

در نیروگاه‌های خورشیدی فتوولتائیک متصل به شبکه، برق تولیدی به شبکه سراسری برق متصل می‌شود و طبق قرارداد خرید تضمینی برق به مدت ۲۰ سال توسط دولت خریداری می‌شود. این نیروگاه‌ها می‌توانند در پیک‌سایی تابستان، اشتغال‌زایی و توسعه مناطق محروم، کاهش آلاینده‌های زیست محیطی جهت تولید برق موثر باشند.

کمک به رفع مشکل خاموشی در تابستان
در طی تابستان سال ۱۳۹۷ خبرهای فراوانی مبنی بر وقوع خاموشی در شهرهای کوچک بزرگ کشور و بخصوص در کلان شهر تهران منتشر می‎شد. این قطع مکرر برق در تابستان باعث اختلال در فعالیت‏های اقتصادی بخش‌های خصوصی و دولتی شد، که هزینه‏های اقتصادی و اجتماعی فروانی بر بخش‏های خصوصی و دولتی تحمیل کرد.

از دلایل اصلی این قطع‏ مکرر برق می‎توان به افزایش تقاضای انرژی در پیک تابستان، کاهش عملکرد نیروگاه‎های سوخت فسیلی و برق‌آبی در پیک تابستان به دلیل افزایش دما و کاهش سطح آب‌ سدها، کاهش عملکرد نیروگاه‌های قدیمی و تلفات شبکه سراسری برشمرد.
باتوجه به کوتاه بودن زمان احداث نیروگاه‌های خورشیدی فتوولتایک و تطابق تولید نیروگاه‌های خورشیدی با زمان پیک روزانه تابستان، احداث نیروگاه‌های خورشیدی فتوولتائیک (مزرعه‌های خورشیدی و یا نیروگاه‌های کوچک مقیاس پشت‌بامی) می‌تواند در کنار راهکارهای کاهش مصرف برق، راه‌حلی قابل تامل جهت رفع مشکل خاموشی درتابستان پیش‌رو باشد.