بخشی از مقاله
چکیده
شهر یزد با برخورداری از میزان تابش بالای خورشیدی پتانسیل مناسبی جهت تولید برق از طریق سلول های فتوولتایی دارد.هدف از این پروژه طراحی و ارزیابی اقتصادی سیستم برق فتوولتایی یک و نیم کیلوواتی خانگی در یک خانه مسکونی در شهر یزد می باشد.انتخاب قدرت فتوولتایی یک و نیم کیلوواتی با توجه به مصرف متوسط یک مشترک خانگی بصورت Case Study در شهر یزد و مدت زمان تابش مناسب خورشید در روز بدست میآید.درابتدای این پروژه تاریخچه و سپس مقدمه ای از کاربرد های مختلف و مزایای این سیستم ها توضیح داده می شود و مزایای استفاده از سیستم های فتوولتایی بیان می شود و سپس در بخش های بعد بصورت تخصصی به طراحی سیستم با نرم افزار sunny design پرداخته می شود.
با خروجی های بدست آمده از طراحی ، تحلیل اقتصادی سیستم با نرم افزار RETCross انجام میگیرد.شرکت توزیع برق یزد در حال حاضر اقدام به واگذاری پانل های فتوولتایی به مشترکین خانگی با یارانه دولتی نموده است لذا با انتخاب تجهیزات واگذاری شرکت توزیع برق یزد و ورود اطلاعات اولیه آن در نرم افزار های sunny design & RETCrosss سعی شده است ضمن طراحی سیستم، مدت زمان برگشت سرمایه تجهیزات فتوولتایی با هزینه سرمایه گذاری اولیه واقعی ویارانه ای بررسی شود.نتایج این پروژه می تواند در تصمیم گیری مدیران صنعت برق جهت نحوه اجرای طرح یارانه ای سیستم های فتوولتایی خانگی مفید باشد.
-1 مقدمه
امروزه با افزایش روز افزون جمعیت جهان، محدودیت منابع انرژی و اثرات سوء زیست محیطی حاصل از مصرف بی رویه سوخت های فسیلی ، توجه جهانیان متوجه استفاده از انواع انرژی های تجدیدپذیر گردیده است . مصرف بی رویه و روز افزون سوختهای فسیلی بعنوان منابع محدود انرژی و تأثیرآن برمحیط زیست توجه جهانیان را به استفاده از انرژیهای تجدید پذیر جلب نموده است. درطی چنددهه اخیرمصرف سوختهای مزبورباعث تولیدگازهای گلخانه ای وبالاخص افزایش 30 درصدی غلظت اتمسفری دی اکسید کربن،بارانهای اسیدی وپدیده گرم شدن زمین وبوجود آمدن سایر پدیده های مضر زیست محیطی شده است.همچنین مصرف این سوختها درجهت تامین انرژی بر اکوسیستم، آب و هوا و سلامت موجودات زنده بخصوص انسان نیز تاثیر منفی گذاشته است.
درکشورهای توسعه یافته و درحال توسعه بدون در نظر گرفتن دیدگاههای مختلف تمام تلاشها،در مسیر ارتقای کیفیت زندگی مردم قراردارد.درکشورمانیز اگرهدف نهایی دولت تامین نیازهای انرژی نسل آینده،غلبه کردن بر فقر وافزایش رشد و شکوفایی اقتصادی باشد،پایایی وپویایی رسالت فوق مارا به استفاده مفید و بهینه ازکل منابع انرژی مقید می سازد. تلاش در جهت ترویج بکارگیری سیستم فتوولتایی به ویژه در مناطق دور از شبکه توزیع برق ،ضمن کاهش مشکلات ناشی از توسعه شبکه و سوخت رسانی در این مناطق می تواند راهکاری برای کاهش مصرف سوخت های فسیلی بوده و تاثیر به سزایی در تقلیل انتشار گازهای گلخانه ای دارد و در آینده با افزایش تولید این سیستم ها و کاهش هزینه های ساخت ، استفاده بیشتر از آنها امکان پذیر خواهد شد .[2]
دربیان تاریخچه پانل های فتوولتایی می توان گفت که در دهه 1880 میلادی ، سلول های فتوولتائیکی از جنس سلنیوم با راندمان 1 الی % 2 ساخته شدند . در سال 1954 میلادی تکنولوژی ساخت سلول های فتوولتائیک از جنس سیلیسیوم با راندمان %4 توسط لابراتوار بل توسعه یافت و بعدها این راندمان به %11 افزایش پیدا کرد . در طول دهه 1960 عمده ترین کاربرد این سلول ها در تامین نیروی الکتریکی ماهواره های مدار زمین بود .
اوایل دهه 1970 میلادی دوره ابداعات جدید در زمینه ساخت ، راندمان و کیفیت سلول های خورشیدی بود و فرصت هایی به منظور استفاده های زمینی از این سلول ها به وجود آمد . در دهه 1980 میلادی استفاده از سلول های فتوولتائیک جهت مصارفی چون ماشین حساب ، ساعت ، رادیو ، شارژباتری ها و …… رواج پیدا کرد . در اواسط دهه 1990 استفاده از این سلول ها در سطح جهانی گسترش پیدا کرد و در حال حاضر با رشد چشمگیری در حال توسعه و پیشرفت می باشد.[1]
-2 کاربردهای متصل به شبکه سیستمهای فتوولتائیک
طراحی سیستمهای فتوولتائیک متصل به شبکه،به گونهای است که هم زمان و به طور متصل به شبکه برق سراسری عمل مینمایند. یکی از اجزاء اصلی سیستم های فتوولتائیک متصل به شبکه، مبدلها هستند که برق DC تولیدی توسط سلولهای خورشیدی را متناسب با ولتاژ و توان شبکه برق منطقهای به AC تبدیل نموده و در هنگام عدم نیاز، به طور خودکار انتقال نیرو را قطع مینماید. به طورکلی ارتباطی دو جانبه میان سلولهای فتوولتائیک و شبکه انتقال نیرو وجود دارد به نحوی که اگر برق DC تولیدی توسط سیستمهای فتوولتائیک بیش از نیاز سایت باشد، مازاد آن به شبکه برق سراسری تغذیه می گردد و در هنگام شب و مواقعی که به دلایل اقلیمی، امکان استفاده از نور خورشید وجود ندارد، بار الکتریکی مورد نیاز سایت توسط شبکه برق سراسری تأمین میگردد.
-3 طراحی سیستم فتوولتایی جهت یک خانه مسکونی
در این پروژه از یک خانه ویلایی شهری واقع در شهر یزد با تعداد ساکنین سه نفر و مساحت 200 متر مربع بعنوان Case Study استفاده شده است .با توجه به نمودار بیشترین میزان مصرف برق این خانوار در تیرماه می باشد که با توجه به گرم بودن هوای محیط در یزد در این ماه و استفاده از وسایل سرمایشی برقی این پیک مصرف برق در روز اتفاق می افتد.لذا باید در طراحی سیستم بگونه ای باشد که بتواند این میزان برق مصرفی را جبران نماید.
