پیش از تصمیمگیری برای خرید تجهیزات یک سیستم خورشیدی باید به یک سوال مهم پاسخ داد: کدام نوع سیستم خورشیدی برای من مناسبتر است؛ آنگرید یا آفگرید؟ بسیاری از کاربران هنگام خرید به تجهیزات اصلی از جمله توان پنلها و یا به قیمت آنها توجه میکنند. در حالی که، در قدم اول باید تصمیم گرفت، نوع سیستمی که میخواهیم از آن استفاده کنیم On-Grid باشد یا Off-Grid! زیرا بیشترین تاثیر را روی هزینه نهایی پروژه، قابلیت ارتقا، پایداری برق و… خواهد گذاشت که با توجه به بودجه و نیاز کاربر با مشورت متخصصان، یکی از این دو نوع سیستم انتخاب میشود.
در ادامه این محتوا از Nsolar به معرفی سیستمهای آنگرید و آف گرید، تفاوتها، مقایسه عملکرد، بررسی اجزا و… میپردازیم.
-
معرفی سیستم خورشیدی آنگرید و آفگرید
-
مقایسه اجزای نیروگاه خورشیدی آفگرید و آنگرید
-
پنل خورشیدی (Solar Panels)
-
اینورتر (Inverter)
-
باتری (Battery Bank)
-
کنترلکننده شارژ (Charge Controller)
-
تجهیزات حفاظتی (Protection Devices)
-
شبکه برق سراسری
-
جدول مقایسه اجزای نیروگاه آفگرید و آنگرید
-
تفاوت سیستمهای سولار آنگرید و آفگرید
-
سیستم خورشیدی آنگرید بهتر است یا آف گرید؟
-
سخن پایانی
-
سوالات متداول
معرفی سیستم خورشیدی آنگرید و آفگرید
سیستمهای خورشیدی آنگرید (On-Grid) و آفگرید (Off-Grid)، هر دو از مدلهای اصلی سیستم خورشیدی میباشند که هر کدام برای شرایط خاصی طراحی شدهاند.
سیستمهای آنگرید، به صورت مستقیم به شبکه برق سراسری متصل میشوند و انرژی تولیدی توسط پنلهای خورشیدی را توسط یک اینورتر مختص شبکه، وارد شبکه یا برای مصرف داخلی استفاده میکند. این سیستم مناسب برای پروژههای مسکونی، کسب و کارها و نیروگاههای خورشیدی مناسب میباشد که از برقی پایدار در ساعتایی که آفتاب وجود ندارد بهره ببرند.
در حالی که، سیستم آف گرید، یک سیستم کاملا مستقل از شبکه است که تمام انرژیهای دریافتی از پنلها را تامین و در باتریها ذخیره میکنند. این نوع سیستم خورشیدی مناسب برای مکانهایی است که امکان دسترسی به شبکه برق را ندارد و یا کاربر قصد دارد پروژه بینیاز از شبکه برق باشد.
مقایسه اجزای نیروگاه خورشیدی آفگرید و آنگرید
سیستمهای خورشیدی آنگرید و آفگرید از نظر اجزای اصلی شباهتها و تفاوتهایی دارند. تفاوتهای آنها در نوع برخی تجهیزات، ظرفیت مورد نیاز و نحوه عملکرد نهایی میباشد. در هر دو نوع سیستم از پنلهای خورشیدی، کابلها، اتصالات و استراکچر پنل خورشیدی مورد استفاده قرار میگیرند اما برخی تجهیزات دیگر از جمله: اینورتر خورشیدی، باتری و کنترل شارژر در هر سیستم به صورت متفاوت تهیه میشوند.
در ادامه به مقایسه اجزای این دو نوع نیروگاه خورشیدی میپردازیم.
پنل خورشیدی (Solar Panels)
خرید پنل خورشیدی در هر دو سیستم لازم است. تنها تفاوت این است که در سیستمهای آفگرید از پنلهایی با ولتاژ مناسب برای شارژ باتریها و سازگار با کنترلکننده شارژر استفاده میشود. در حالی که در سیستم آنگرید تمرکز روی راندمان و سازگاری با اینورتر میباشد.
اینورتر (Inverter)
نوع اینورتر، یکی از تفاوتهای بزرگ در این میان میباشد.
- سیستم آنگرید: از اینورتر Grid-Tie Inverter استفاده میشود. اینورتر باید با فرکانس و ولتاژ برق شبکه سازگار باشد که قابلیت تزریق انرژی به شبکه را دارد و بدون شبکه برق کار نمیکند.
- سیستم افگرید: از اینورتر Off Grid Inverter یا Hybrid Inverter استفاده میشود که برق مستقیم (DC) را قبل از ذخیره در باتری به برق متناوب (AC) تبدیل میکند و بدون نیاز به شبکه کار میکند.
باتری (Battery Bank)
- آنگرید: این سیستم ها معمولا از باتری استفاده نمیکنند مگر در حالت هیبرید. در نیروگاه آنگرید شبکه برق از سیستم خورشیدی پشتیبانی میکند و ذخیره انرژی ضرورتی ندارد.
- آفگرید: باتریها جزء اجزای اصلی میباشند. انرژی مازاد تولید شده توسط پنلها در باتریهای خورشیدی ذخیره میشود تا بتوان در نبود آفتاب از آن استفاده کرد.
کنترلکننده شارژ (Charge Controller)
- آنگرید: نیازی به کنترل شارژر نیست، زیرا باتری در این سیستم وجود ندارد.
- آفگرید: در این سیستم ضروری است زیرا کنترلر شارژ PWM یا MPPT، ولتاژ و جریان پنلها را مدیریت کرده و از آسیب به باتریها جلوگیری میکند. در نتیجه، عمر باتریهای خورشیدی طولانیتر میشود.
تجهیزات حفاظتی (Protection Devices)
در بین هر دو سیستم تجهیزات حفاظتی مشترک میباشد، اما نوع آنها متفاوت میباشند.
- سیستم آنگرید: دارای کلیدهای حفاظتی AC، محافظ تزریق به شبکه، فیوزهای DC و رلههای حفاظتی هستند.
- سیستم آفگرید: شامل فیوزهای DC، رله جریان، BMS برای باتری و محافظ ولتاژ اضافه است.
شبکه برق سراسری
- آنگرید: در سیستم آنگرید جزء موارد ضروری میباشد و بدون شبکه برق سیستم کار نمیکند.
- آفگرید: ارتباطی به شبکه برق ندارد و به صورت جدا از شبکه کار میکند.
بیشتر بخوانید: هزینه نیروگاه خورشیدی 5 مگاواتی چقدر است؟
جدول مقایسه اجزای نیروگاه آفگرید و آنگرید
در این جدول به صورت ساده اجزای دو سیستم آفگرید و آنگرید را با هم مقایسه کردهایم.
تفاوت سیستمهای سولار آنگرید و آفگرید
نیروگاههای خورشیدی آنگرید (On-Grid) و آفگرید (Off-Grid)، هر دو برق خورشیدی به صورت پاک تولید میکنند اما مسیر مدیریت انرژی، برخی تجهیزات مورد نیاز، سرمایهگذاری اولیه و… تفاوتهایی را بین این دو سیستم ایجاد کرده است که همین تفاوتها این دو سیستم را طوری تنظیم کرده است که هر کدام برای کاربرهای خاصی مورد استفاده قرار میگیرد. در ادامه به صورت دقیق به تفاوتهای این دو سیستم میپردازیم تا برای پروژه خود بهترین انتخاب را داشته باشید.
بیشتر بخوانید: هزینه ساخت نیروگاه خورشیدی 200 کیلووات
نحوه اتصال و عملکرد
سیستمهای آنگرید به طور کامل به شبکه برق سراسری متصل است و هر زمان که تولید برق کم باشد، کمبود برق از شبکه سراسری تامین میشود. اما در زمانهایی که تولید انرژی پنلها بیشتر از مصرف آن روز باشد، برق تولید شده به شبکه برق تزریق میشود. به این سیستم نت مترینگ (Net Metering) یا چرخه رفتوبرگشت انرژی میگویند.
از ویژگیهای مثبت و منفی آن میتوان به این موارد اشاره کرد:
- کارکرد بدون باتری
- خاموشی شبکه برابر است با خاموشی کل سیستم (طبق قوانین حفاظتی)
- در روزهای آفتابی از انرژی تولید شده توسط پنلها استفاده میشود
- در شب هنگام و یا روزهای ابری، تامین انرژی از شبکه برق سراسری صورت میگیرد.
سیستمهای آفگرید، برق تولیدی را در باتریهای خورشیدی ذخیره میکنند و حتی در شرایط آب و هوایی نامناسب و شبها میتوان از برق استفاده کرد. این سیستم مستقل از شبکه برق سراسری عمل میکنند و خاموشی شبکه تاثیری بر روی آن نخواهد گذاشت.
ویژگیهای مثبت و منفی آن:
- بدون ارتباط با شبکه
- همیشه فعال حتی در زمان خاموشی
- وابسته به ظرفیت باتری
- نیازمند محاسبه دقیق مصرف و طراحی مهندسی
تفاوت در مدیریت انرژی
مدیریت انرژی در آنگرید محدودیتی از نظر ظرفیت ذخیرهسازی ندارد، زیرا شبکه برق سراسری نقش باتری را در این سیستم ایفا میکند. در زمان کمبود انرژی از برق شبکه بهره میبرد و در زمان تولید انرژی بیشتر، انرژی به شبکه تزریق میشود. بنابراین، با اتصال به شبکه به کمبود برق مواجه نمیشوید.
ویژگیهای مثبت و منفی:
- 1. هزینه اولیه کمتر
- تامین انرژی پایدار
- قطع برق هنگام قطع برق شبکه
سیستم آفگرید در طول شبانه روز، انرژی را از باتریها به دست میآورد. پس موارد از جمله: ظرفیت باتری، مقدار تولید روزانه، استهلاک و طراحی نقشه تعیین میکنند که سیستم خاموش میشود یا پایدار باقی میماند.
ویژگیهای مثبت و منفی:
- مناسب برای مناطق بدون برق
- حساس و نیاز به مدیریت مهندسی
هزینه اولیه و نگهداری
در سیستم خورشیدی آنگرید، هزینه اولیه 30 تا 50 درصد به علت عدم خرید باتری، صرفهجویی میشود.
ویژگیهای مثبت و منفی:
- نصب و نگهداری آسان
- هزینه نگهداری پایین
- کاهش هزینهها
در سیستمهای آفگرید هزینههای به صورت چشمگیری بالا میرود که حدود 50 درصد هزینه پروژه را در بر میگیرد. این سیستم مناسب برای اماکنی است که به شبکه برق دسترسی ندارند.
ویژگیهای مثبت و منفی:
- هزینه اولیه بالا
- تعویض باتریها هر چند سال یکبار
- هزینه O&M (نگهداری) بالاتر
- نیاز به کنترلر شارژ و تجهیزات خاص
تفاوت در کاربرد واقعی
کاربردهای سیستم خورشیدی آنگرید:
- ساختمانهای شهری با دسترسی به شبکه
- واحدهای تجاری
- نیروگاههای بزرگ برای فروش برق
- خانههایی که هدفشان کاهش هزینه برق است
کاربردهای سیستم خورشیدی آفگرید:
- ویلاها و باغها
- مناطق بدون شبکه برق
- کاروانها، کانکسها، کمپها
- سیستمهای امنیتی و اضطراری
بیشتر بخوانید: هزینه نیروگاه خورشیدی 10 مگاواتی
سیستم خورشیدی آنگرید بهتر است یا آف گرید؟
برای پاسخ به سوال به چند نکته مهم توجه داشته باشید:
اینکه شرایط مصرف شما به چه صورتی میباشد، بودجه مورد نیاز شما چه مقدار است و آیا دسترسی به شبکه برق برای پروژه شما آسان است یا خیر!
به طور معمول، نمیتوان بیان کرد که کدام سیستم برای شما مناسب میباشد، زیرا هر سیستم برای نیاز خاصی طراحی شده است. برای اینکه به طور دقیق متوجه شوید که کدام مورد برای شما مناسب است، بهتر است که با متخصصان مشورت کنید تا بهترین نتیجه را برای شروع پروژه دریافت کنید.
سیستمهای آنگرید زمانی بهترین انتخاب محسوب میشود که دسترسی آسانی به شبکه سراسری برق وجود داشته باشد و هدف شما چرخاندن یک نیروگاه بزرگ با بازگشت سرمایه و کاهش هزینه قبوض برق باشد. این نوع سیستم به دلیل عدم وجود باتری از هزینه پایینتری برخوردار است و طول عمر تجهیزات بیشتر و راندمان تولید بالاتر میباشد. با این حال، در زمان قطعی برق شبکه، سیستم خورشیدی نیز از کار میافتد و برای کسب و کارهایی که به برق نیاز اضطراری دارند مناسب نیست.
در مقابل، سیستمهای آفگرید برای پروژههای مسکونی و پروژههایی که به شبکه دسترسی ندارند و به برق نیاز فوری در هر لحظه دارند، بهترین انتخاب میباشد. زیرا، مستقل از شبکه کار میکند و در شرایط ضروری نیز، دسترسی به برق آسان میباشد حتی در موقعیت قطع برق.
البته باید ذکر کنیم که استقلال انرژی بهای خود را دارد! یعنی در هنگام شروع پروژه برای خرید باتریها، هزینه اولیه بالایی را باید پرداخت کنید و همینطور نگهداری و نصب آن نیز پیچیده میباشد.
بنابراین، اگر در شهر هستید و یا نزدیک به شهر، سیستم خورشیدی آنگرید، انتخابی اقتصادی و پربازدهتر میباشد اما اگر میخواهید در هر شرایطی به برق دسترسی داشته باشید و در منطقهای دور از شبکه فعالیت میکنید، تنها انتخاب منطقی سیستم خورشیدی آفگرید میباشد.
بیشتر بخوانید: راه اندازی نیروگاه خورشیدی 1 مگاواتی
سخن پایانی
در نهایت، انتخاب میان سیستم خورشیدی آنگرید و آفگرید زمانی به نتیجه منطقی و پر بازده میرسد که نیاز پروژه را به درستی درک و تحلیل کنید. هر دو سیستم ویژگیهای مثبت و منفی خود را دارند اما مزیت آن وقتی افزایش مییابد که با تحقیق نسبت به موقعیت هر پروژه تصمیم گیری شود.
برای پروژههای شهری، واحدهای تجاری و سرمایهگذاری در فروش برق، معمولاً ساختارهای آنگرید یا هیبرید بهدلیل بازده بالا و انطباق با استاندارد شبکه، انتخاب هوشمندانهای است. در مقابل، مناطقی که دسترسی محدود به شبکه دارند یا پایداری برق برایشان مهم است، از سیستمهای آفگرید بیشترین بهره را میبرند.
در هر صورت، موفقیت یک پروژه خورشیدی بیش از هر چیزی به طراحی استاندارد، انتخاب تجهیزات مناسب و اجرای آن بستگی دارد. پس اگر تصمیم به راهاندازی پروژه خورشیدی دارید، میتوانید برای کیفیت بالاتر از مشاورین تیمهای تخصصی از جمله تیم NSOLAR دریافت مشاوره برای پروژه خود را دریافت کنید.
سوالات متداول
آیا سیستم آفگرید میتواند یک خانه یا واحد صنعتی را 100٪ مستقل کند؟
بله، اما فقط در صورتی که ظرفیت باتری، توان اینورتر و تعداد پنلها بهدرستی طراحی شده باشد. سیستم آفگرید کاملاً مستقل از شبکه بوده و در مناطق فاقد برق یا با قطعیهای مکرر بسیار کارآمد است. با این حال هزینه اولیه بسیار بالاتر از آنگرید است.
کدام سیستم برای سرمایهگذاری تجاری و فروش برق مناسبتر است؟
سیستم آنگرید بهترین گزینه برای سرمایهگذاری در نیروگاههای مقیاس کوچک و فروش برق به شبکه است. قابلیت اتصال پایدار، نرخ بازگشت سرمایه سریعتر و تاییدیههای سازمانی باعث میشود گزینه استاندارد در پروژههای تجاری باشد. سیستمهای آفگرید معمولاً جنبه سرمایهگذاری ندارد.
عمر مفید تجهیزات آنگرید بیشتر است یا آفگرید؟
بهطور کلی آنگرید عمر مفید بیشتری دارد، چون تحت فشار سیکل شارژ قرار نمیگیرد و اجزای کمتری مستهلک میشوند. در آفگرید، باتریها بیشترین درصد استهلاک را دارند و نیازمند تعویض دورهای هستند.
آیا امکان ترکیب سیستم آنگرید و آفگرید در یک پروژه وجود دارد؟
بله، با استفاده از اینورتر هیبریدی میتوان بخشی از بار را از شبکه تأمین کرد و بخشی را از باتریها و پنلها. این مدل برای خانهها و کسبوکارهایی مناسب است که هم میخواهند هزینه برق را کاهش دهند و هم در زمان قطعی برق انرژی داشته باشند.
بهترین سیستم برای مصرفکنندگان صنعتی کدام است؟
معمولاً سیستم آنگرید یا هیبرید برای صنایع مناسبتر است؛ زیرا مصرف بالا، نیاز به پایداری و هزینه مالکیت بلندمدت در آنها اهمیت دارد. آفگرید فقط برای واحدهای خارج از محدوده شبکه یا پروژههای خاص پیشنهاد میشود.
منبع: