در کتاب سیستمهای انرژی خورشیدی: فناوری تبدیل و ذخیرهسازی انرژی نوشته محمدرضا مفیدی، به تفسیر مبانی آغازین در جهت آشنایی با سیستمهای خورشیدی و چگونگی بهرهگیری از آن به کمک تکنولوژیهای ساختاری امروزه، پرداخته شده است.
در حال حاضر امنیت، قابلیت اطمینان و در دسترس بودن منبعهای انرژی، امری لازم در پایداری و توسعهی اقتصادی جامعهها هستند. تحولات اقلیمی، عدم امنیت حاملهای انرژی (غالبا تجدید ناپذیر) و همچنین رشد مصرف انرژی، چالشهای فراوانی را در حوزهی انرژی و محیط زیست ایجاد کرده است. به همین خاطر ایجاد بسترهای مناسب برای تأمین انرژی مصرفی و همچنین تمرکز بر روی چگونگی مصرف انرژیهای تولیدی، میتواند به عنوان یک راهکار مفید جهت غلبه بر این چالشها مورد توجه قرار گیرد. واضح است در این فرآیند مبحثهای مرتبط با محیط زیست نیز از اهمیت ویژهای برخوردار هستند.
در حال حاضر، تغییرات اقلیمی و افزایش تقاضا بر مصرف انرژی دو مسئلهی مهم در معادلات سیاسی، اقتصادی، فرهنگی و جغرافیایی جهان تلقی میگردد. این دو پارادوکس جهانی ناشی از عملکرد انسان با محیط در طی سدههای گذشته شکل گرفته است. تغییرات اقلیمی، که ناشی از افزایش مصرف سوختهای فسیلی در تولید انرژی، که منجر به بالا رفتن گرمای زمین و متغیرهای فصلی در افزایش و کم شدن نزولات جوی در مناطق مختلف جهان شده است. مسئلهی دیگر، بالا رفتن تقاضا بر مصرف انرژی، که ناشی از افزایش جمعیت کرهی زمین و بر همین گام نیاز به افزایش انرژی برای تولید و مصرف است. خورشید که به عنوان یکی از عاملهای تامین، در چرخهی انرژی پاک نقش پر رنگی دارد، به طور عام در کریدور جغرافیایی بیشتر کشورهای دنیا، میتواند به عنوان عامل تولید انرژی به کمک فناوریهای مختلف، مورد استفاده قرار بگیرد.
فناوری تولید الکتریسیته از خورشید به عنوان مهمترین و کلیدیترین نوع بهرهبرداری از عوامل طبیعی و پاک در تولید انرژی، نقش به سزایی در کاهش مصرف سوختهای فصیلی «گاز، نفت و...» در تولید انرژی و سازش با محیط در کاهش تغییرات اقلیمی داشته باشد. بهرهگیری از سیستمهای فتوولتائیک، که شامل: تجهیزات نسبتا ساده و مقرون به صرفه در گذر زمان از منظر اقتصادی است، از مهمترین سیستمهای تولید الکتریسیته از طریق بهرهگیری انرژی خورشیدی با چرخه جذب در تولید و ذخیرهسازی انرژی الکتریکی هستند. بهرهگیری از سیستمهای فتوولتائیک در تامین برق یک سیستم روشنایی شهری تا نیروگاههای خورشیدی تامین کنندهی برق برای شهر در مقیاسهای بزرگ تا کوچک، مورد استفاده قرار میگیرد.
در بخشی از کتاب سیستمهای انرژی خورشیدی (Solar Energy Systems) میخوانید:
الزامات مورد نیاز برای طراحی کابل و سیم کشی سیستم فتوولتاییک به شرح زیر میباشد:
- کابلها باید به گونهای انتخاب شوند که، افت کلی ولتاژ در شرایط استاندارد بین آرایه و مبدل کمتر از 3% باشد.
- لازم است کابلها به گونهای انتخاب شوند که، در برابر شرایط محیطی، ولتاژ و جریان اعمالی، گرمای ناشی از جریان عبوری و تابش خورشید مقاومت داشته باشند.
- بیشترین توان خروجی از یک آرایه فتوولتاییک همواره کمتر از مجموع بیشترین توانهای خروجی هر یک از ماژولها میباشد. این اختلاف به دلیل عدم هماهنگی در عملکرد یک ماژول، با ماژول کناری آن است که عدم تطابق ماژولها نامیده میشود و موجب حداقل 2% تلفات در سیستم میشود. همچنین، به دلیل مقاومت سیمها مقداری از انرژی هدر میرود. باید میزان این تلفات را به حداقل ممکن رساند و کمتر نگه داشتن آنها از 3% کار دشواری است. فاکتوری که اغلب برای این تلفات در نظر گرفته میشود، 95% یا 0/95 است.
- لازم است که سیمها و کابلها تاحد ممکن کوتاه انتخاب شوند تا اشتباهات کاهش یابد. در مواردی که لازم است از کابلهایی بلند استفاده شود، باید آنها را نام گذاری کرد.
- کابلهای AC که مبدل را به مصرف کننده وصل میکنند باید بزرگتر انتخاب شوند تا افت ولتاژ کاهش یابد، افت ولتاژی در حدود 1% پیشنهاد میشود. در تاسیسات بزرگ به کابلهای خیلی بزرگی احتیاج است که تحقق این امر را غیرممکن و غیراقتصادی میکند. در این صورت، لازم است که طراحی افت ولتاژ را به حداقل ممکن کاهش دهد و افت ولتاژ باید در محدوده پیشنهادی در استاندارد BS7671 باشد.
بله























