آموزش روش‌های ذخیره برق پنل خورشیدی

تا به حال به این مسئله دقت کرده‌اید که بعد از نصب پنل خورشیدی، در روزهای ابری، شب‌ها و یا در زمان قطعی برق شهری چگونه از سیستم خورشیدی خود استفاده کنید؟

به طور معمول پنل خورشیدی در روزهای آفتابی به صورت نرمال برق تولید می‌کند و شما به صورت مستقیم می‌توانید از آن استفاده کنید، اما باید در نظر داشت که در مواقع اضطراری و یا در شب هنگام نیز نیاز به برق دارید. در ادامه این مقاله از NSOLAR ما به روش‌های ذخیره برق، مزایا و معایب آن‌ها، هزینه‌ها و… می‌پردازیم.

روش‌های ذخیره برق پنل خورشیدی

روش‌های متنوعی برای ذخیره انرژی پنل‌های خورشیدی وجود دارند که در ادامه به بررسی برخی از روش‌های ذخیره انرژی خورشیدی می‌پردازیم.

برای خرید پنل خورشیدی کلیک کنید.

ذخیره برق با باتری خورشیدی (Solar Battery)

یکی از رایج‌ترین روش‌های ذخیره انرژی خورشیدی استفاده از باتری‌های خورشیدی می‌باشد. باتری‌های خورشیدی به گونه‌ای طراحی شده‌اند که می‌توانند در طول روز انرژی که توسط پنل‌ها تولیده شده‌اند را ذخیره کنند و در شب یا هنگامی که به برق نیازمند هستید از آن استفاده کنید.

انواع باتری‌های خورشیدی:

باتری لیتیوم یون (Lithium Ion)

امروزه باتری‌های لیتیوم یون جز معتبرترین و محبوب‌ترین باتری‌های موجود در بازار هستند که از راندمان بالا، طول عمر بالا (بین 10 تا 15 سال) و نگهداری آسان و بدون مشکل می‌باشد. این نوع باتری خورشیدی از قیمت بالایی برخوردار هستند اما در طول زمان به خوبی عمل می‌کنند.

باتری سرب اسید (Lead Acid)

باتری‌های سرب اسیدی از باتری‌های قدیم در بازار هستند که قیمت مناسبی دارند اما طول عمر آن‌ پایین (5 تا 8 سال) می‌باشد. این نوع باتری نیاز به نگهداری زیادی دارد. علاوه بر این، در پروژه‌هایی که کاهش هزینه‌ها اهمیت زیادی دارد، از آن استفاده می‌شود.

باتری ژل (Gel Battery)

باتری‌های ژل پیشرفته‌تر از باتری‌های سرب اسید می‌باشند که در آن از الکترولیت ژل‌ استفاده می‌شود که باعث عمر طولانی‌تر این باتری می‌شود که گزینه‌ای مناسب برای مکان‌هایی با دمای بالا هستند.

باتری نیکل کادمیوم (Ni-Cd)

این نوع باتری خورشیدی دوام و کیفیت بالایی همچنین در تغییرات دمایی دارد اما به دلیل هزینه خیلی بالا و اثرات منفی آن بر روی محیط زیست کمتر مورد توجه کارشناسان قرار می‌گیرد.

نحوه عملکرد سیستم ذخیره‌سازی باتری

1. در ابتدا پنل‌ها انرژی را به صورت مستقیم (DC) تولید می‌کنند.
2. سپس از انرژی وارد شارژ کنترلر (Charge Controller) می‌شود تا از شارژ بیش از حد جلوگیری کند.
3. برق ذخیره شده در باتری توسط اینورتر (Inverter) تبدیل به برق متناوب (AC) می‌شود.
4. و در آخر می‌توان در هر زمان از این برق برای استفاده روزمره بهره برد.

مزایا و معایب استفاده از باتری خورشیدی

مزایا:

1. مستقل از شبکه برق
2. امکان استفاده از برق در شب هنگام، در زمان هوای ابری و قطعی برق
3. مناسب برای مناطق دور از شبکه سراسری

معایب:

1. نیازمند به سرمایه اولیه بالا
2. نیاز به فضای مناسب برای نصب باتری‌ها
3. کاهش ظرفیت ذخیره باتری‌ها در دماهای بسیار بالا یا پایین

برای خرید استراکچر پنل خورشیدی کلیک کنید.

ذخیره برق در شبکه برق (Grid-Tied Systems)

در پکیج‌های متصل به شبکه برق سراسری نیازی به باتری‌ خورشیدی نیست که با استفاده از سیستم نت مترینگ (Net Metering) کار می‌کنند. این نیروگاه‌ها به نیروگاه‌های هیبریدی معروفند.

نحوه عملکرد Net Metering در ذخیره شبکه برق

در طول روز که پنل‌ها برق بیشتری نسبت به مصرف آن روز تولید می‌کنند، برقی که اضافه تولید می‌شود به شبکه برق شهری تزریق می‌شود. در این حالت کنتور برق شهری به صورت برعکس می‌چرخد و مقدار انرژی تحویلی را ثبت می‌کند. کاربر می‌تواند هنگامی که به آن انرژی ذخیره شده نیاز پیدا کرد آن را از شبکه برق برداشت کند که در این روش بدون تجهیزات ذخیره سازی شبکه برق مانند یک باتری برای ما عمل می‌کند.

مزایا و معایب ذخیره برق در شبکه برق

مزایا:

1. هزینه خیلی کمتر نسبت به سیستم‌های دارای باتری
2. نگهداری بسیار آسان
3. مناسب برای شهرها و مناطقی که شبکه برق پایدار دارند

معایب:

1. در زمان شب یا هوای ابری در صورت قطعی برق شهری، سیستم از کار می‌افتد
2. وابستگی کامل به شبکه برق
3. در برخی کشورها و مناطق هنوز طرح نت‌ مترینگ فعال نمی‌باشد

نکته: در ایران طرح‌هایی مشابه با نت مترینگ در حال اجرا می‌باشد که دولت برق تولید شده را از کاربری که صاحب آن سیستم است خریداری می‌کند و فرد می‌تواند کسب درآمدی در این حوضه داشته باشد.

ذخیره برق به صورت حرارتی (Thermal Energy Storage)

در برخی سیستم‌های خورشیدی بجای ذخیره انرژی به صورت الکتریکی آن را تبدیل به انرژی حرارتی (گرما) ذخیره می‌کنند. از کاربرد آن می‌توان به سیستم‌های آب‌ گرم خورشیدی خانگی، نیروگاه‌های حرارتی خورشیدی بزرگ (CSP) و گرمایش استخرها یا ساختمان‌های بزرگ اشاره کرد.

نحوه عملکرد ذخیره برق به صورت حرارتی

در این روش انرژی تولید شده بیش از حد پنل‌ها برای گرم کردن آب یا نمک مذاب استفاده می‌شود که این گرما در عایق‌ها ذخیره و بعد می‌توان از آن برای گرم کردن فضا، آب و حتی تولید برق از طریق توربین‌ها استفاده برد.

مزایا و معایب ذخیره برق به صورت حرارتی

مزایا:

1. پرداخت هزینه پایین‌تر نسبت به خرید باتری
2. مناسب برای پروژه‌های صنعتی و گرمایشی
3. عمر طولانی تجهیزات

معایب:

1. تبدیل انرژی غیرمستقیم
2. قابل‌ استفاده برای کاربردهای خاص (نه وسایل برقی)

بیشتر بخوانید: انواع نیروگاه خورشیدی

مقایسه کلی ذخیره انرژی خورشیدی به روش‌های مختلف

به طور کلی باتری‌های خورشیدی به هزینه اولیه بالایی نیازمند است اما آسان‌تر و قابل دسترس‌تر از باقی روش‌ها می‌باشد، به طور کلی شما می‌توانید با کمک مشاورین NSOLAR با توجه به شرایط خود و سرمایه اولیه روشی را انتخاب کنید که بهترین گزینه برای شما باشند.

مزایا و معایب ذخیره برق پنل خورشیدی

مزایا:

• مستقل از شبکه برق (مخصوصا برای مناطق دور افتاده بدون برق شبکه)
• استفاده از برق در شرایط آب و هوایی مختلف و قطعی برق
• کاهش هزینه قبوض برق در بلند مدت
• پایداری تامین انرژی

معایب:

• سرمایه اولیه بالا به ویژه برای باتری‌های لیتیوم یونی
• نیاز به نگهداری برخی از باتری‌ها
• کاهش ظرفیت ذخیره باتری در بالا و پایین رفتن دما
• طول عمر محدود باتری‌های خورشیدی
• پیچیدگی نصب و نیاز به نصاب متخصص

هزینه ذخیره برق پنل خورشیدی

از مهم‌ترین بخش‌های یک سیستم خورشیدی، تجهیزات ذخیره‌سازی آن می‌باشد که سهم هزینه بالایی را در پروژه به خود اختصاص می‌دهد. برای اینکه بدانیم سرمایه گذاری در این بخش به سود ماست یا ضرر باید عوامل خاصی را در نظر گرفت که در ادامه به آن می‌پردازیم.

بخش‌های اصلی هزینه ذخیره برق با باتری

• نوع و ظرفیت باتری خورشیدی: هرچه ظرفیت ذخیره بیشتر باشد، هزینه‌ها نیز افزایش پیدا می‌کنند.
• شارژ کنترلر (Charge Controller): این دستگاه وظیفه جریان کنترل شارژ و جلوگیری از شارژ بیش از حد باتری‌ها را به عهده دارد که معمولا 3 تا 10 درصد هزینه کل سیستم را در بر می‌گیرد.
• اینورتر خورشیدی (Inverter): برای تبدیل برق DC ذخیره شده در باتری‌ها به AC قابل استفاده می‌باشد که قابل استفاده برای مصارف روزانه می‌باشد. اینورتر خورشیدی حدود 10 تا 20 درصد کل سیستم را به عهده دارد.

بیشتر بخوانید: پنل خورشیدی چگونه برق تولید می‌کند؟

مثال از هزینه سیستم‌های واقعی

در جدول زیر شما می‌توانید نرخ تقریبی قیمت‌ها را برای سیستم‌های خانگی تا صنعتی کوچک مشاهده کنید.

البته باید به این موضوع اشاره کنیم که این قیمت‌ها تقریبی بوده و بسته به برند، کشور سازنده، نوع گارانتی و نرخ ارز تغییراتی را شامل می‌شوند. اما به صورت کلی می‌توان گفت که اگر از باتری‌های ذخیره سازی استفاده کنید، حدود 30 تا 50 درصد هزینه‌ها را در بر می‌گیرد.

عوامل موثر بر هزینه ذخیره‌سازی

• نوع باتری: شما در خرید باتری خورشیدی گزینه‌های زیادی را پیش رو دارید، می‌توانید باتری‌هایی با راندمان پایین و قیمت پایین‌تر انتخاب کنید و یا باتری با راندمان بالا و قیمت بالاتر! بستگی به سرمایه شما دارد.
• میزان مصرف برق روزانه: اگر مصرف بالایی داشته باشید قطعا باید از ظرفیت بالایی برای خرید باتری‌ها انتخاب کنید تا با قطعی برق روبرو نشوید.
• نوع سیستم خورشیدی: در سیستم‌های Off Grid (مستقل از شبکه) باید از باتری‌های برای ذخیره سازی استفاده کنید اما برای سیستم On-Grid (متصل به شبکه) الزاما نیازی به باتری نخواهید داشت.
• شرایط آب‌وهوایی و دمای محیط: بازدهی باتری‌ها در دمای بسیار بالا یا پایین تغییر می‌کنند پس اگر محل نصب پنل خورشیدی بسیار گرم و یا سرد است از کارشناسان NSOLAR مشاوره بگیرید که کدام نوع باتری برای آن محل مناسب‌تر می‌باشد.
• طول عمر و گارانتی: گارانتی باتری‌های خورشیدی هر چقدر که بالاتر باشد معمولا هزینه اولیه خرید باتری‌ها نیز بالا می‌رود اما در بلند مدت این گارانتی به سود خریداران می‌باشد حتی اگر مجبور به پرداخت هزینه بیشتری باشند.

بیشتر بخوانید: پنل خورشیدی در شب

سخن پایانی

ذخیره انرژی خورشیدی یکی از قدم‌های مهم در بهینه‌سازی و ذخیره انرژی تولید شده است که برای مصارف روزانه و پروژه‌های صنعتی بزرگ که شب‌ها نیز به کار می‌پردازند از اهمیت بالایی برخوردار است. برای ذخیره انرژی پنل خورشیدی راهکارهای متعددی وجود دارد که تمام آن‌ها را برای شما شرح دادیم اما برای انتخاب گزینه‌هایی با طول عمر بالاتر با دریافت سود بیشتر از سیستم، بهتر است که از متخصصان و کارشناسان در آن حوضه کمک بگیرید تا بهترین انتخاب را برای پروژه بزرگ و کوچک خود داشته باشید. مشاورین NSOLAR آماده برای پاسخگویی به سوالات و راهنمایی شما برای پیش بردن بهتر پروژه‌تان هستند.

سوالات متداول

بهترین راه برای ذخیره انرژی خورشیدی چیست؟

بهترین روش ذخیره انرژی خورشیدی استفاده از باتری‌های لیتیوم یونی می‌باشد، زیرا راندمان بالا، عمر طولانی و نگهداری آسانی دارند. این باتری‌ها انرژی تولید شده در روز را ذخیره کرده و برق را در شب یا هنگام قطعی برق به‌ صورت خودکار در دسترس قرار می‌دهند.

در سیستم‌های شهری نیز اتصال به شبکه برق (Net Metering) می‌تواند گزینه‌ای اقتصادی و مؤثر باشد.

چگونه ظرفیت مورد نیاز برای ذخیره برق را محاسبه کنیم؟

برای محاسبه ظرفیت مورد نیاز ذخیره برق، باید میزان مصرف روزانه برق (کیلووات‌ ساعت) و مدت زمانی که می‌خواهید از برق ذخیره‌شده استفاده کنید را مشخص کنید. سپس حاصل‌ضرب این دو مقدار، ظرفیت باتری مورد نیاز را نشان می‌دهد؛ مثلاً برای مصرف 5 کیلو وات‌ ساعت در شب، به باتری حدوداً 5 تا 6 کیلو وات‌ ساعتی نیاز دارید.

آیا ذخیره برق پنل خورشیدی به صرفه است؟

ذخیره برق پنل خورشیدی در کوتاه‌ مدت ممکن است کمی هزینه‌بر باشد، اما در بلند مدت با کاهش در هزینه برق، مقرون‌به‌صرفه می‌باشد. همچنین، در مناطق با قطعی برق و آفتاب شدید، این سرمایه‌گذاری بازدهی بیشتری دارد.

در چه زمان‌هایی ذخیره برق خورشیدی ضروری است؟

زمانی که در مناطق دور از شبکه برق زندگی می‌کنید یا قطعی برق زیاد دارید، ذخیره برق با باتری برای اطمینان از تامین پایدار انرژی ضروری است.

منابع:

energy

aurorasolar