نوشته‌ها

, ,

خانه هوشمند با انرژی خورشیدی ، آسمان را آبی کنیم! قسمت سوم

 در مورد سیستم های خانه هوشمند با انرژی خورشیدی و مزایای استفاده از این سیستم ها در مطالب قبلی صحبت کردیم. در ادامه این مطالب در این قسمت سعی داریم در مورد اجزای هوشمندسازی ساختمان با  سیستم خورشیدی جزییات بیش تری توضیح می دهیم. به طور کلی یک سیستم خورشیدی از چند قسمت اصلی تشکیل می شود. سلول خورشیدی، اینورتر یا مبدل، کنترل کننده شارژ و باتری. در ادامه در مورد هر کدام به تفصیل صحبت می کنیم.

 

سلول های خورشیدی

سلول های خورشیدی با دریافت نور خورشید و تبدیل این انرژی به انرژی الکتریکی برای ما برق تولید می کند. این سلول ها در ابعاد مختلفی ساخته شده و از جنس نیمه هادی هایی مثل سیلیکون هستند.

 

اینورتر (مبدل )

وسیله ایست که جریان مستقیم (DC) را به جریان متناوب (AC) برای مصرف، تبدیل می کند. همانطور که پیشتر گفته شد، اینورترهای خورشیدی به دو نوع منفصل از شبکه و متصل به شبکه تقسیم می‌شوند. در نوع متصل به شبکه، برق تولیدی از پنل خورشیدی به طور مستقیم به اینورتر وارد می‌شود. بنابراین این اینورتر با اینورترهای معمولی متفاوت است. زیرا برق تولید شده از پنل به دلیل تاثیرات شرایط محیطی مانند تغییرات تابش نور خورشید همیشه در حال تغییر است. پس اینورتر با یک توان ورودی یکنواخت روبرو نیست و در نتیجه باید الگوی خاصی برای تبدیل برق مستقیم به برق متناوب داشته باشد. در نتیجه قیمت اینورتر خورشیدی نسبت به اینورتر معمولی بالاتر است.

در نوع منفصل از شبکه، اینورتر برق ذخیره شده در باتری را از ۱۲ ولت مستقیم به ۲۲۰ ولت متناوب تبدیل می‌کند تا مناسب برای استفاده در وسایل برقی خانه و هوشمندسازی ساختمان شود. اینورترها هرچه قدر شکل تبدیلشان سینوسی تر باشد، بهتر خواهند بود. این اینورترها مانند اینورتر متصل از شبکه نیستند زیرا برق یکنواخت باتری را تبدیل خواهند کرد.

برای انتخاب اینورتر دو پارامتر بسیار مهم را باید در نظر گرفت:

۱- ولتاژ ورودی به اینورتر

۲-  توان خروجی از اینورتر

ولتاژ ورودی به اینورتر منفصل از شبکه مربوط به ولتاژ باتری و در نوع متصل به شبکه مربوط به ولتاژ پنل است. توان خروجی از اینورتر هم مربوط است به حداکثر توانی که سیستم برای آن طراحی شده است. این توان برای سیستم‌های منفصل معمولا در اینورترها از ۲۰۰ وات تا ۳۰۰۰ وات می‌باشد.

شارژ کنترلر:

شارژ کنترلر وظیفه شارژ باتری ها را از منبع پنل خورشیدی بر عهده دارد. در حقیقت شارژ کنترلر همان شارژر باتری است اما شارژ کنترلر خورشیدی غیر از اینکه باید الگوی شارژ یک باتری را رعایت نماید ( شایان ذکر است که شارژ کنترلر باتری سرب اسیدی با باتری لیتیمی متفاوت است و این به دلیل تفاوت الگوی شارژ شدن این دو باتری است) باید خود را با توان متغیر یک پنل خورشیدی نیز وفق دهد. از این منظر شارژ کنترلر خورشیدی نیز نسبت به یک شارژ کنترلر معمولی گرانتر است. برای انتخاب شارژ کنترلرها نیز باید دو پارامتر ولتاژ باتری و توان پنل را لحاظ  نمود.

شارژ کنترلرها انواع مختلفی بر اساس ولتاژ ( معمولا ورودی ۱۲ یا ۲۴ ولت مستقیم) و توان  یا جریان خروجی  ( از ۵ آمپر تا ۴۰ آمپر) دارند اما به طور کلی می‌توان آنها را به دو دسته PWM و MPPT تقسیم نمود. در مدل MPPT شارژ کنترلر با اتخاذ الگویی همیشه با تغییر در ولتاژ و جریان تولید شده از پنل خورشیدی، در توان ماکزیموم کار خواهد کرد. بنابراین مدل MPPT گرانتر از مدل PWM می باشد.

 

باتری:

آخرین جز یک سامانه خورشیدی منفصل از شبکه، منبع ذخیره سازی توان تولیدی توسط پنل خورشیدی است که همان باتری‌های قابل شارژ می‌باشد. باتری مناسب سیستم خورشیدی به دو نوع لیتیمی و سرب اسیدی تقسیم می‌شوند. البته برای یک سامانه خورشیدی مورد نیاز در یک خانه هوشمند از باتری‌های اسیدی استفاده می‌شود. باتری‌های اسیدی متداول در حال حاضر از نوع ژله‌ای می‌باشند.

 

انرژی خورشیدی و خانه هوشمند

 

محاسبه هزینه تامین برق خانه با استفاده از سامانه خورشیدی

مرحله بعدی محاسبه مقدار توان سلولهای خورشیدی است که در این مرحله محل جغرافیایی که قرار است پنلهای فتوولتاییک در آن محل نصب شوند از اهمیت قابل توجهی برخوردار است چراکه در موقعیت های جغرافیایی مختلف پارامترهایی همچون زاویه تابش آفتاب، متوسط تابش روزانه آفتاب، مقدار ابری بودن روزها در طول سال و سایر عوامل جوی و محیطی تاثیر زیادی بر طراحی پانلها از لحاظ ظرفیتی خواهد داشت. مهمترین پارامتری که در شرایط جغرافیایی مختلف  بر روی ظرفیت پانلها تاثیر می‌گذارد متوسط تابش روزانه آفتاب در یک منطقه بر حسب ساعت است. خوشبختانه از این لحاظ ایران کشوری است که بیشتر روزهای سال را آفتابی می‌گذراند و متوسط سالانه روزهای آفتابی در ایران به خصوص مناطق مرکزی بسیار بالاست.

برای محاسبه توان مورد نیاز ابتدا باید میزان مصرف خانه را بدست آورد. این میزان بر روی قبوض برق درج شده است و هر کاربر می‌تواند از طریق قبض برق خود میانگین مصرف ماهانه خود را بدست آورد. اما به طور میانگین برای یک خانه ۹۰ متری این مقدار به طور متوسط سالانه در حدود ۱۶۵ کیلووات ساعت در ماه یا به عبارتی در حدود ۵/۵ کیلووات ساعت در روز می‌باشد. البته در روزهای تابستان که کولر روشن خواهد شد این مقدار بیشتر می‌شود و نوع کولر آبی یا گازی توان متفاوتی را مصرف می‌کنند. حال اگر کاربری بخواهد از نیروی خورشیدی برای خانه خود استفاده نماید با توجه به لوازم برقی می بایست توان مصرفی روزانه خود را بدست آورد. در ادامه جدولی توان مصرفی وسایل برقی معمول در یک خانه ۹۰ متری آورده شده است.

موارد ذکر شده نیازهای اصلی در یک ویلا یا خانه می‌باشند و به طور تقریبی محاسبه شده است. برای برآورد هزینه سامانه خورشیدی مورد نیاز این خانه بر اساس ۳۸۰۰ وات ساعت به شرح ذیل عمل می‌شود:

طبق داده های تجربی بدست آمده از یک نیروگاه خورشیدی در تهران یک پنل خورشیدی ۲۵۰ واتی در می‌تواند بین ۱۲۰۰ تا ۹۵۰ وات ساعت در روز برق تولید نماید. بنابراین برای اینکه بتوان حداقل برق مورد نیاز یک خانه را تامین نمود باید از ۴ پنل خورشیدی ۲۵۰ واتی یا به عبارتی یک کیلووات پنل استفاده نمود. در این حالت در روز تقریبا بین ۳۸۰۰ تا ۴۸۰۰ وات ساعت برق تولید خواهد شد.

برای شارژ کردن این برق در باتری نیاز به شارژ کنترلر مدل ۱۲ ولت – ۴۰ آمپر می‌باشد. همچنین برای تبدیل برق ۱۲ ولتی به ۲۲۰ ولت متناوب نیاز به اینورتر یک کیلوواتی است. میزان باتری مورد نیاز برای ذخیره شدن این میزان انرژی در باتری ۱۲ ولتی، نیاز به باتری با ظرفیت ۴۰۰ آمپر ساعت است. بنابراین می‌توان از ۴ باتری ۱۰۰ آمپر ساعتی استفاده نمود.

همچنین با توجه به شرایط ممکن است نیاز باشد تا پنل‌ها بر روی استندهای فلزی قرار بگیرند. قیمت این استندها برای چهار عدد پنل ۲۵۰ واتی تقریبا ۵۰۰۰۰۰ تومان می‌شود. هزینه نصب سیستم نیز توسط یک شرکت تقریبا ۱۰ درصد قیمت سامانه می‌شود که تقریبا برابر ۷۰۰ تا ۸۰۰ هزار تومان خواهد بود.

, ,

خانه هوشمند با انرژی خورشیدی ، آسمان را آبی کنیم! قسمت دوم

در قسمت قبل در مورد اهمیت استفاده از انرژی خورشیدی و مزایای آن اشاره کردیم. با توجه به امکانات موجود در کشور، به دو صورت می توان از این منبع انرژی بهره برد. به صورت برق خانگی یا به اصطلاح فنی “جدا از شبکه” . و همچنین به صورت تزریق به شبکه سراسری توزیق برق یا به اصطلاح فنی “متصل به شبکه”.

در این قسمت و در ادامه بحث قبل، در مورد نوع “متصل به شبکه” توضیحاتی را ارائه خواهیم کرد. و بحث در مورد “جدا از شبکه” را به قسمت بعد موکول می کنیم.

اما چرا باید در سطح کلان تر به این نوع از تولید برق دل خوش کرد؟
تولید برق به شیوه سنتی هم منابع گران فسیلی و حتی آبی را تلف می‌کند و هم در مسیر انتقال و توزیع تلفاتی بیش از ۲۰ درصدی دارد، به این زیان نجومی باید آلودگی‌های زیست محیطی را هم اضافه کرد.
همه این واقعیت‌ها کشورهای پیشرفته را به استفاده از انرژی های نو و تجدیدپذیر مانند انرژی خورشیدی ترغیب کرده است. در ایران هم از ابتدای سال ۹۳ تصمیم جدی برای استفاده از این منبع انرژی گرفته و اعلام شد چرا که میانگین سالانه ۳۰۰ روز آفتابی ظرفیت بالایی برای تولید برق خورشیدی ایجاد می‌کند.
تولید برقی که نه به آب احتیاج دارد و سوخت فسیلی و نه آلایندگی دارد و هزینه‌های بالای نصب، قطعا برای کشور خشک و نیمه خشک ایران از اهمیت زیادی برخوردار است.همین طور آن که نیروگاه‌های خورشیدی به صورت شبکه‌های کوچک و ناحیه‌ای امکان استقرار دارند و به علت نزدیکی به محل مصرف هزینه و تلفات شبکه‌های انتقال و توزیع سنتی را ندارند.
با این حال قیمت بالای نصب صفحات خورشیدی و آشنا نبودن با نحوه نگهداری آن همینطور قیمت ارزان برق سراسری از موانع استفاده از انرژی خورشیدی است، دولت، اما برای فائق آمدن بر این موانع تسهیلات ویژه‌ای برای نصب نیروگاه‌های خورشیدی در خانه‌ها در نظر گرفت، سه سال پیش که نخستین بار از تولید برق خورشیدی بر بام منازل صحبت به میان آمد از پرداخت هزینه نیمی از هزینه تجهیزات اینگونه نیروگاههای کوجک و نصب آن خبر داد و امروز که از آن تسهیلات خبری نیست از خرید ۲۰ ساله برق تولیدی آن هم به ۱۰ برابر برق فروشی به مشترکان برق خبر می‌دهد.
کشوری اروپایی مانند آلمان هم اکنون با یک سوم نور خورشید ما، یک سوم ظرفیت صنعت برقش به توان ۴۰ هزار مگاوات را از نیروگاههای خورشیدی تامین می‌کند. مردم می‌توانند با نصب نیروگاه خورشیدی هم یک منبع درآمد مطمئن و خوب برای ۲۰ سال آینده تدارک ببینند و درآمدی پایدار داشته باشند و هم از آلودگی هوا بکاهند و موجب توسعه ملی شوند.
متصل به شبکه (On Grid): در سیستم متصل به شبکه برق تولید شده از انرژی خورشیدی به شبکه برق سراسری تزریق خواهد شد. در حقیقت در این سیستم کاربر برق تولیدی خود را به سازمان انرژی های نو ایران ( وزارت نیرو) می فروشد. در این روش، برق تولید شده پس از تبدیل شدن بوسیله اینورتر مخصوص سیستم های متصل به شبکه و با استفاده از کنتورهای مخصوص دوطرفه، به شبکه برق سراسری تزریق خواهد شد. در این حالت کاربر در حقیقت یک نیروگاه کوچک خورشیدی در خانه خود احداث نموده است که با توجه به سرمایه و فضا می تواند از یک تا ۲۰ کیلووات در خانه نیروگاه احداث نماید.

طرح احداث نیروگاه خورشیدی از طرف وزارت نیرو و سازمان بهره‌وری انرژی ارائه شده است. براساس این طرح مشترکان برق علاقه‌مند به تولید برق از انرژی خورشیدی می‌توانند بعد از مشورت با یکی از شرکت‌های پیمانکار مربوطه به شرکت‌های توزیع برق مراجعه کنند و درخواست احداث نیروگاه خورشیدی کنند. پس از احراز شرایط مالکیت و رعایت سقف ظرفیت انشعاب توسط شرکت توزیع برق، مجوز اولیه برای احداث به متقاضی داده می‌شود و بازه زمانی ۲۰ ساله خرید تضمینی برق آغاز می‌شود. سپس متقاضی یک شرکت پیمانکار انتخاب می‌کند و قرارداد احداث نیروگاه خورشیدی را عقد می‌کند.

اجرای طرح

نکته دیگری که باید در نظر گرفت هزینه جاری استفاده از انرژی است. هزینه جاری استفاده از سیستم‌های خورشیدی در مقایسه با دیگر سیستم‌ها از جمله استفاده از برق شبکه خیلی کمتر است؛ هزینه استفاده از سوخت‌های فسیلی به مراتب خیلی بیشتر از انرژی خورشیدی و برق شبکه است.

یکی از حسن‌های این طرح این است که همه افراد می‌توانند در آن شرکت کنند البته به شرطی که از مشترکان سازمان برق باشند، انشعاب برق هم داشته باشند و مالک خانه یا زمینی باشند که قصد دارند سیستم خورشیدی را در آنجا نصب کنند. سپس وزارت نیرو یک تعهد ۲۰ ساله از داوطلبان می‌گیرد تا اطمینان حاصل کند که تا ۲۰ سال آینده امکان بهره‌برداری از آن نیروگاه‌ها را دارد.

چشم‌انداز طرح

تولید انبوه برق دشوار است و نیروگاه‌های داخلی توانایی تامین برق کل کشور را ندارند؛ به همین خاطر نوسانات برق در اکثر نقاط کشور دیده می‌شود و بسیاری از روستاها نیز برق ندارند. در ساعات اوج مصرف نیز شاهد خاموشی در شهرهای بزرگ هستیم و این روند همواره رو به افزایش است. بنابراین هر چه احداث نیروگاه‌های خورشید بیشتر شود، حجم شبکه افزایش می‌یابد و وزارت نیرو دوباره می‌تواند برق صادر کند.

دریافت اطلاعات بیش تر از اشنایدر الکتریک

, ,

خانه هوشمند با انرژی خورشیدی ، آسمان را آبی کنیم! قسمت اول

سال های زیادی است که اکثر صنعت جهان روی سوخت های فسیلی پایدار است. سوخت های فسیلی منابعی تجدید ناپذیر هستند. یعنی به وجود آمدن آن ها نیازمند هزاران هزار سال است. بنابراین این سوخت مدت زیادی نمی تواند جوابگوی تمام نیازهای انسان باشد و دیر یا زود تمام خواهد شد. پس باید جایگزین مناسبی برای این سوخت ها پیدا کنیم. انرژی خورشیدی می تواند جایگزین بسیار مناسبی مخصوصا برای نسل های آینده باشد. با بهره گیری از این انرژی دیگر جای نگرانی نیست. زیرا اگر منابع انرژی موجود به اتمام رسد انرژی تجدید پذیر و دائمی مانند انرژی خورشیدی را تا ابد خواهیم داشت. همچنین تاثیرات مخرب زیست محیطی و ایمنی از نظر سلامتی ما را تهدید نخواهد کرد.
سوزاندن سوخت‌های فسیلی برای تولید انرژی، باعث افزایش دمای زمین و هوای اطراف آن می‌شود. این گرمای اضافه می‌تواند صدمات بسیاری به وجود آورد. می‌تواند شرایط اقلیمی را تحت‌تأثیر قرار داده و باعث ناهنجاری‌های آب و هوایی شود. مثلاً در نقطه‌ای خشکسالی شود و در جایی دیگر طوفان‌های خسارت‌بار روی دهد؛ در حالی که در ناحیه‌ای دیگر به علت بارندگی‌های شدید و بی‌سابقه، سیل و طغیان راه افتاده است.
می‌تواند باعث ذوب‌شدن یخ‌ها و یخچال‌های قطبی شود که اثرات آن به صورت تغییر در میزان دسترسی مردم به آب شیرین و آب مورد نیاز برای کشاورزی، افزایش سطح آب دریاها، پیشرفت خط ساحلی به سمت خشکی و حذف بعضی از جزایر از صفحه‌ی زمین نمایان می‌شود.
دوده‌ی حاصل از سوختن سوخت‌هایی چون نفت و گازوئیل، باعث اسیدی شدن باران و آسیب به محصولات کشاورزی و سازه‌های ساختمانی مرمری و همچنین آثار ارزشمند باستانی می‌شود.
با اسیدی‌شدن آب اقیانوس‌ها، ساحل‌های مرجانی که زیست‌گاه هزاران جانور آبزی است، از بین می‌رود و میزان اکسیژن مورد نیاز برای بقای آنان به شدت پایین می‌آید. در نهایت ممکن است تأثیراتی هم بر کیفیت غذای انسان‌ها به وجود آید.
اصلاً چرا راه دور برویم؛ انرژی گران است! گران است و هر ماه بخش قابل توجهی از درآمد خانواده را به خود اختصاص می‌دهد (این امر در اکثر کشورهای جهان، خصوصاً اروپا و آمریکای شمالی صادق است)
انرژی خورشیدی پاک و فراوان و از همه‌ مهمتر رایگان است؛ بر خلاف سوخت‌های فسیلی تمام نمی‌شود، به طبیعت آسیبی نمی‌زند و مشکلی هم برای خرید و فروشش وجود ندارد. پس چرا نباید به آن اهمیت بدهیم؟ شاید بد نباشد به عنوان نخستین گام، ببینیم که انرژی خورشیدی واقعاً چیست و چطور می‌شود آن را از طریق سازه‌های ساخت بشر، ذخیره کرد و مورد استفاده قرار داد.
در بسیاری از مناطق مسکونی و در برخی ساعات از شبانه روز به خصوص ساعات پر مصرف ، برق شهر قادر به تامین انرژی مصرفی خانه ها نمی باشد و ممکن است با نوساناتی همراه باشد که این نوسانات می تواند برای تجهیزات الکتریکی موجود در منزل مخرب باشد . همچنین ممکن است برای ساعاتی برق قطع شود که در این صورت هیچ کس دلش نمی خواهد این وضعیت را تحمل نماید .
برای همین سیستم های برق خورشیدی به وجود آمدند که می توان در صورت قطعی برق و یا وجود نوسانات از انرژی ذخیره شده در باتری ها که با استفاده از پنل خورشیدی شارژ شده اند ، برای برق رسانی به خانه استفاده می شود . بدیهی است در چنین سیستمی از پنل ها و باتری هایی با ظرفیت متفاوت استفاده می شود زیرا در برخی ساعات از برق تولید شده توسط خورشید استفاده می شود . همچنین سیستم های مدیریت مصرف انرژی EMS نیز از چنین تکنیکی برای کاهش هزینه های برق مصرفی استفاده می کنند .
به طور کلی ۲ سیستم اصلی در دستگاه های خورشیدی وجود دارد که به درون شبکه ای و بیرون شبکه ای معروف هستند. این دو سیستم به منبع برق اصلی متصل می شوند. اگر ژنراتورهای خانه بیشتر از میزان مورد استفاده شما انرژی تولید کنند، حرکت مترو نوم کند می شود و میزان برق مصرفی پایین می آید. شما می توانید به راحتی با نگاهی دقیق به میزان مصرف برق در قبض ماهانه تان این کاهش را مشاهده کنید. استفاده از انرژی خورشیدی در ساختمان می تواند خانه شما را گرم کرده و تولید برق کند؛ بنابراین می شود گفت شما ملزم به پرداخت پول برق و گاز نخواهید بود. پس چه بخواهید فردی پیشرو و دوستدار زمین باشید و چه بخواهید در مصرف انرژی و پول خود صرفه جویی کنید، انرژی خورشیدی مناسب ترین انتخاب است.

کاهش آلودگی محیط زیست و مصرف انرژی با انرژی خورشیدی

نصب پنل های خورشیدی روی سقف خانه شما در کاهش هزینه های برق مصرفی بسیار مؤثر است و نه تنها ارزش خانه شما را بالاتر می برد، بلکه به میزان قابل توجهی دی اکسیدکربن هوا را کاهش می دهد. انرژی خورشیدی پاک و تجدیدپذیر است؛ به علاوه در کشور زیبای ما که آفتاب زیادی دارد، بسیار به صرفه است.
استفاده از انرژی خورشیدی در خانه
استفاده از انرژی خورشیدی در ساختمان، در دنیای امروز بسیار گسترده است؛ از تأمین برق لوازم برقی، پمپاژ و گرم کردن آب و آشپزی گرفته تا گرم کردن آب استخر و شارژ لوازم برقی مانند تلفن همراه.
دریافت اطلاعات بیش تر از اشنایدر الکتریک