ایران کشوری با تابش بالای خورشید در بیشتر ماههای سال است و مناطق کویری و گرم آن مانند یزد، کرمان، خوزستان و سیستان از پتانسیل بالایی برای تولید برق خورشیدی برخوردارند. اما هر نوع پنل برای این شرایط آبوهوایی مناسب نیست. انتخاب پنل خورشیدی مناطق گرم نیازمند آشنایی با فناوری ساخت پنل، مقاومت حرارتی، راندمان در دمای بالا و دوام در برابر گرد و غبار است. در این مقاله به بررسی ویژگیهای فنی و بهترین گزینهها برای نصب پنلهای خورشیدی در مناطق کویری ایران میپردازیم.
تأثیر گرما بر عملکرد پنل خورشیدی
هرچند تابش خورشید منبع اصلی انرژی برای پنلهاست، اما افزایش بیش از حد دما میتواند بازده سیستم را کاهش دهد. پنلهای خورشیدی معمولاً در دمای ۲۵ درجه سانتیگراد آزمایش میشوند، در حالیکه در مناطق گرم ایران دما در تابستان به بالای ۵۰ درجه نیز میرسد. این افزایش دما باعث کاهش ولتاژ خروجی پنل و افت توان تولیدی میشود. به همین دلیل انتخاب پنلهایی با ضریب حرارتی پایین (Temperature Coefficient) در این مناطق اهمیت ویژهای دارد.
ویژگیهای ضروری پنل خورشیدی برای مناطق گرم
برای آنکه سیستم خورشیدی در شرایط کویری عملکرد مطلوبی داشته باشد، باید پنلهایی با ویژگیهای زیر انتخاب شوند:
۱. ضریب حرارتی پایین
هرچه ضریب حرارتی پایینتر باشد، افت راندمان در دماهای بالا کمتر است. برای مناطق گرم، پنلهایی با ضریب حرارتی بین ۰.۲۵ تا ۰.۳٪- در هر درجه گزینهای عالی محسوب میشوند.
۲. شیشه مقاوم در برابر حرارت و گرد و غبار
در مناطق کویری، گرد و غبار فراوان است. بنابراین پنل باید دارای شیشه حرارتی تقویتشده (Tempered Glass) با پوشش ضدانعکاس و ضدخش باشد تا تابش را بهتر جذب کند و تمیزکردن آن آسانتر شود.
۳. قاب آلومینیومی ضدزنگ
بهدلیل شرایط آبوهوایی خشن و رطوبت کم، قاب آلومینیومی مقاوم در برابر خوردگی اهمیت زیادی دارد.
۴. راندمان بالا در تابش مستقیم
در مناطق گرم و خشک که آسمان اغلب بدون ابر است، پنلهایی با سلولهای مونوکریستال بهترین عملکرد را دارند زیرا در نور مستقیم خورشید بازده بالاتری ارائه میدهند.
۵. مقاومت مکانیکی بالا
بادهای شدید و طوفانهای شن در مناطق کویری میتواند به پنلها آسیب بزند، بنابراین انتخاب پنلهایی با مقاومت مکانیکی تا ۵۴۰۰ پاسکال توصیه میشود.
انواع پنل خورشیدی مناسب برای مناطق کویری
پنلهای خورشیدی از نظر نوع سلول به چند دسته تقسیم میشوند، اما همه برای مناطق گرم مناسب نیستند. در ادامه بهترین گزینهها را بررسی میکنیم.
۱. پنل مونوکریستال با فناوری PERC
این نوع پنلها راندمان بالایی دارند (۱۸ تا ۲۲ درصد) و ضریب حرارتی پایینتری نسبت به مدلهای دیگر دارند. فناوری PERC (Passivated Emitter Rear Contact) باعث میشود سلولها در دمای بالا انرژی بیشتری تولید کنند. این نوع پنلها برای مناطق گرم و پرتابش مانند یزد و کرمان ایدهآل هستند.
۲. پنلهای نیمهبرش (Half Cut)
در این پنلها هر سلول به دو بخش تقسیم شده تا مقاومت حرارتی و راندمان کلی افزایش یابد. ساختار نیمبرش باعث کاهش دمای سلول و تولید بهتر برق در دمای بالا میشود.
۳. پنل دوطرفه (Bifacial)
این پنلها از هر دو سمت نور را جذب میکنند و برای نصب روی زمینهای شنی روشن بسیار مناسباند. بازتاب نور از سطح زمین باعث افزایش توان تولیدی تا ۱۰ درصد در مناطق کویری میشود.
۴. پنل پلیکریستال نسل جدید
اگرچه بازدهی پایینتری نسبت به مونوکریستال دارند، اما برخی مدلهای جدید پلیکریستال با پوشش ضدحرارت و ساختار مقاوم، گزینهای اقتصادی برای پروژههای بزرگ در مناطق گرم هستند.
نکات طراحی سیستم در مناطق کویری
نصب پنل خورشیدی در شرایط گرم نیازمند رعایت چند نکته فنی است تا از افت راندمان جلوگیری شود.
۱. ایجاد فاصله تهویه بین پنل و سطح نصب
ایجاد فاصله حداقل ۱۵ تا ۲۰ سانتیمتر بین پنل و سقف یا زمین باعث گردش هوا و خنک شدن طبیعی پنل میشود.
۲. انتخاب زاویه مناسب
در مناطق جنوبی ایران، زاویه نصب بین ۲۰ تا ۳۰ درجه بهترین بازده را دارد. زاویه مناسب علاوه بر افزایش جذب نور، از تجمع گرد و غبار نیز جلوگیری میکند.
۳. استفاده از سیستم مانیتورینگ
برای کنترل راندمان سیستم در دمای بالا، استفاده از اینورترهای هوشمند با قابلیت مانیتورینگ دما و تولید انرژی توصیه میشود.
۴. تمیزکاری منظم
گرد و غبار در مناطق کویری میتواند تا ۲۰ درصد از بازده سیستم بکاهد. تمیز کردن سطح پنلها با آب مقطر یا پارچه نرم هر دو تا سه هفته ضروری است.
برندهای مناسب پنل خورشیدی برای مناطق گرم
در بازار ایران، برندهای زیر بیشترین کارایی را در مناطق کویری از خود نشان دادهاند:
-
Jinko Solar (چینی): دارای فناوری PERC و مقاومت بالا در دمای زیاد
-
LONGi Solar: با ضریب حرارتی بسیار پایین و دوام ۲۵ ساله
-
Trina Solar: مناسب برای پروژههای صنعتی در مناطق پرتابش
-
Canadian Solar: پنلهای دوطرفه با پوشش ضدحرارت
-
SunPower (آمریکایی): راندمان بسیار بالا و مقاومت بینظیر در شرایط سخت
هزینه نصب پنل خورشیدی در مناطق گرم
هزینه سیستم خورشیدی بسته به ظرفیت و تجهیزات متفاوت است. اما بهطور میانگین در مناطق کویری ایران (سال ۱۴۰۴):
-
سیستم ۵ کیلووات خانگی: حدود ۱۲۰ تا ۱۵۰ میلیون تومان
-
سیستم ۱۰ کیلووات صنعتی: حدود ۲۵۰ تا ۳۰۰ میلیون تومان
با توجه به تابش زیاد در این مناطق، بازگشت سرمایه معمولاً بین ۴ تا ۵ سال اتفاق میافتد.
مزایای نصب پنل خورشیدی در مناطق گرم و کویری
-
استفاده از تابش زیاد خورشید در طول سال
-
کاهش هزینه برق و حذف نیاز به ژنراتور
-
افزایش ارزش زمین و ملک
-
کمک به کاهش آلایندگی و توسعه پایدار
-
استقلال انرژی در مناطق دورافتاده
آینده انرژی خورشیدی در مناطق گرم ایران
با توجه به وسعت مناطق کویری ایران و ساعات تابش بالا، انتظار میرود که طی سالهای آینده بخش بزرگی از تولید انرژی کشور از طریق نیروگاههای خورشیدی تأمین شود. توسعه فناوریهای مقاوم در برابر گرما و گرد و غبار، آینده این صنعت را بیش از پیش روشن کرده است.
جمع بندی
انتخاب پنل خورشیدی مناطق گرم نیازمند توجه به ضریب حرارتی، مقاومت در برابر گرد و غبار و فناوری ساخت سلولهاست. پنلهای مونوکریستال PERC، نیمبرش و دوطرفه بهترین گزینهها برای مناطق کویری ایران هستند. با طراحی اصولی، تهویه مناسب و نگهداری منظم، میتوان در این مناطق گرم و پرآفتاب، بیشترین بهره را از انرژی خورشید برد و هزینه برق را به حداقل رساند.
