یکی از پرسش‌های رایج میان افرادی که قصد نصب سیستم خورشیدی دارند، این است که آیا در روزهای ابری پنل‌ها کار می‌کنند یا نه؟ پاسخ کوتاه این است: بله، اما با راندمان کمتر. بازدهی پنل خورشیدی در هوای ابری به عواملی مانند شدت ابر، نوع پنل، زاویه نصب و شرایط جوی بستگی دارد. در این مقاله به‌طور علمی و ساده بررسی می‌کنیم که چه مقدار از انرژی خورشیدی در روزهای بدون آفتاب قابل استفاده است و چگونه می‌توان عملکرد سیستم را در چنین شرایطی بهبود داد.
آیا پنل خورشیدی در هوای ابری کار می‌کند؟
پنل‌های خورشیدی برای تولید برق به نور خورشید نیاز دارند، نه گرمای آن. بنابراین حتی زمانی که آسمان پوشیده از ابر است، بخشی از نور خورشید از میان ابرها عبور کرده و به سطح پنل می‌رسد. در واقع، سیستم‌های خورشیدی در روزهای ابری نیز فعال هستند، فقط خروجی آن‌ها کمتر از حالت آفتابی است.
میزان بازدهی پنل خورشیدی در شرایط ابری
مطالعات نشان می‌دهد که در روزهای ابری، بازدهی پنل‌ها بین ۱۰ تا ۳۰ درصد کمتر از روزهای آفتابی است. این عدد بسته به شدت ابر و ضخامت آن متغیر است:
-
ابرهای نازک یا پراکنده: افت راندمان حدود ۱۰ تا ۱۵ درصد
-
ابرهای متراکم یا بارانی: افت راندمان بین ۵۰ تا ۷۰ درصد
به‌عنوان مثال، اگر نیروگاه شما در یک روز آفتابی ۵۰ کیلووات‌ساعت برق تولید کند، در روز بسیار ابری ممکن است حدود ۱۵ تا ۲۵ کیلووات‌ساعت تولید داشته باشد.
نقش نوع پنل در عملکرد در هوای ابری
پنل‌های خورشیدی از نظر فناوری ساخت، واکنش متفاوتی به شرایط نوری دارند.
۱. پنل مونوکریستال (Monocrystalline)
این پنل‌ها در نور مستقیم خورشید بازدهی بالایی دارند، اما در نور پراکنده (روزهای ابری) عملکردشان کمی کاهش می‌یابد.
۲. پنل پلی‌کریستال (Polycrystalline)
در مقایسه با مونوکریستال‌ها، کمی ضعیف‌تر عمل می‌کنند، اما در دمای پایین و نور متوسط عملکرد پایدارتری دارند.
۳. پنل‌های نازک فیلم (Thin-Film)
این نوع پنل‌ها بهترین عملکرد را در روزهای ابری دارند، زیرا می‌توانند از نور پراکنده بهتر استفاده کنند. هرچند راندمان کلی آن‌ها کمتر است، اما در مناطق مرطوب یا پرابر مانند شمال ایران گزینه‌ای مناسب محسوب می‌شوند.
تأثیر زاویه نصب بر بازدهی در هوای ابری
زاویه نصب پنل‌ها می‌تواند تأثیر زیادی در عملکرد آن‌ها در روزهای ابری داشته باشد.
-
در مناطق با آسمان نیمه‌ابری، زاویه باید کمی بیشتر از زاویه تابش مستقیم انتخاب شود تا نور پراکنده بیشتری جذب شود.
-
در مناطق شمالی ایران، زاویه نصب بین ۳۵ تا ۴۵ درجه توصیه می‌شود.
تنظیم دقیق زاویه نصب باعث می‌شود پنل‌ها حتی از نور غیرمستقیم نیز بهره بیشتری ببرند.
مزیت هوای ابری در کاهش حرارت پنل‌ها
جالب است بدانید گرمای زیاد می‌تواند باعث افت راندمان پنل‌ها شود. در هوای ابری که دما پایین‌تر است، پنل‌ها در شرایط حرارتی بهینه‌تری کار می‌کنند. بنابراین، اگرچه نور کمتر است، اما ولتاژ خروجی ممکن است اندکی بالاتر برود و بخشی از افت تولید جبران شود.
تأثیر باران و رطوبت بر بازدهی سیستم
بارش باران هرچند ممکن است در لحظه تولید برق را کاهش دهد، اما پس از باران سطح پنل‌ها تمیزتر می‌شود و گرد و غبار و ذرات نشسته بر روی آن‌ها شسته می‌شود. این موضوع باعث افزایش راندمان سیستم در روزهای بعدی می‌گردد.
همچنین رطوبت نسبی بالا در برخی مناطق می‌تواند باعث کاهش جزئی شدت نور ورودی شود، اما در سیستم‌های استاندارد این اثر ناچیز است.
فناوری‌های جدید برای بهبود عملکرد در شرایط ابری
پیشرفت‌های اخیر در فناوری خورشیدی باعث شده‌اند که پنل‌ها حتی در نور کم نیز بازدهی مناسبی داشته باشند. برخی از این فناوری‌ها عبارت‌اند از:
-
سلول‌های PERC: با طراحی بازتاب نور در پشت سلول، نور بیشتری جذب می‌کنند.
-
پنل‌های دوطرفه (Bifacial): قادر به جذب نور بازتابی از زمین هستند و در روزهای ابری عملکرد بهتری دارند.
-
بهینه‌ساز توان (Power Optimizer): این دستگاه‌ها توان خروجی هر پنل را جداگانه کنترل کرده و افت تولید ناشی از نور کم را کاهش می‌دهند.
راهکارهای افزایش بازدهی پنل خورشیدی در هوای ابری
برای حفظ عملکرد سیستم در شرایط ابری می‌توانید اقدامات زیر را انجام دهید:
-
استفاده از پنل‌های با راندمان بالا و ضریب حرارتی پایین
-
تنظیم زاویه نصب برای جذب بهتر نور پراکنده
-
استفاده از سیستم‌های هیبریدی با باتری برای ذخیره انرژی در روزهای آفتابی
-
تمیز نگه‌داشتن سطح پنل‌ها برای جلوگیری از کاهش جذب نور
-
بهره‌گیری از اینورترهای هوشمند برای بهینه‌سازی ولتاژ خروجی در شرایط کم‌نور
عملکرد نیروگاه‌های خورشیدی در مناطق ابری ایران
برخی مناطق شمالی ایران مانند گیلان و مازندران دارای روزهای ابری زیادی هستند. با این حال، نیروگاه‌های خورشیدی در این مناطق نیز توانسته‌اند بازدهی سالانه قابل توجهی داشته باشند. زیرا حتی نور غیرمستقیم خورشید برای تولید برق کافی است و میانگین تابش سالانه در ایران همچنان بسیار بالاتر از بسیاری از کشورهای اروپایی است که از انرژی خورشیدی استفاده گسترده دارند.
نکته مهم درباره ذخیره انرژی
در روزهای متوالی ابری، بهترین راهکار استفاده از باتری‌های خورشیدی برای ذخیره انرژی در روزهای آفتابی است. سیستم‌های هیبریدی می‌توانند به‌طور خودکار در زمان کاهش نور خورشید از باتری یا برق شهری استفاده کنند تا جریان برق قطع نشود.
جمع بندی
در نهایت باید گفت که بازدهی پنل خورشیدی در هوای ابری هرچند کمتر از روزهای آفتابی است، اما سیستم کاملاً غیرفعال نمی‌شود. نور پراکنده نیز قادر به تولید برق است و با انتخاب نوع پنل مناسب، زاویه صحیح نصب و نگهداری منظم، می‌توان در تمام فصول سال از انرژی خورشید بهره‌مند شد. هوای ابری مانعی برای استفاده از انرژی خورشیدی نیست؛ بلکه بخشی از طبیعت متغیر این منبع انرژی تجدیدپذیر است.
