راز نیروگاههایی که در طول روز جابهجا میشوند؛
پنلها در تعقیب خورشید
ردیابهای خورشیدی که تجربه نخست استفاده از آنها در ایران با چالش همراه بود حالا با طراحیهای جدید، کنترل هوشمند و سازههای مقاومتر دوباره در کانون توجه قرار گرفتهاند؛ فناوریای که میتواند بدون افزایش تعداد پنلها، میزان تولید برق نیروگاه را بالا ببرد.
به گزارش برق مدیا، پنل خورشیدی همیشه قرار نیست ثابت بماند. در نیروگاههای مجهز به ترکر، سازه پنلها در طول روز حرکت میکند تا خود را با مسیر خورشید هماهنگ کند و نور را در زاویه مناسبتری دریافت کند.
همین ایده ساده، یکی از تفاوتهای مهم میان نیروگاههای ثابت و ترکری است؛ تفاوتی که حالا با ورود نسل جدید این فناوری، بار دیگر توجه سرمایهگذاران و صنایع بزرگ را به خود جلب کرده است.
در بازار جهانی ترکرها بهتدریج سهم بیشتری در پروژههای بزرگ خورشیدی پیدا کردهاند و استفاده از آنها در نیروگاههای مقیاس بزرگ افزایش یافته است، البته تجربه استفاده از ترکرها در ایران هم به امروز محدود نمیشود. سالها پیش نیز این فناوری وارد برخی پروژهها شد، اما مشکلات فنی و عملکردی باعث شد بخشی از این پروژهها نتوانند انتظارات را برآورده کنند.
حالا اما گفته میشود شرایط متفاوت است؛ طراحی سازهها تغییر کرده، سیستمهای کنترل هوشمند توسعه یافته و راهکارهای جدیدی برای مقابله با باد و شرایط محیطی به کار گرفته شده است.
چرا پنل باید دنبال خورشید برود؟
پنل ثابت در یک زاویه مشخص قرار میگیرد. خورشید اما ثابت نیست و از صبح تا غروب در آسمان جابهجا میشود.
در نتیجه، زاویه تابش نور خورشید به پنل در طول روز تغییر میکند.
ترکر دقیقا برای حل همین مسئله طراحی شده است. سازه پنلها حرکت میکند تا در ساعات بیشتری از روز، زاویه دریافت نور بهینهتر باشد.
نتیجه میتواند تولید برق بیشتر از همان سطح پنل باشد.
البته میزان این افزایش به شرایط جغرافیایی و اقلیمی وابسته است. بر اساس تجربههای مطرحشده در پروژههای ایران، در برخی مناطق از جمله کرمان، افزایش تولید نسبت به نیروگاه ثابت تا حدود ۲۵ درصد نیز گزارش شده است.
اما ماجرا فقط افزایش تولید سالانه نیست. ترکر میتواند شکل منحنی تولید نیروگاه را نیز تغییر دهد و تولید موثرتر را به ساعات بیشتری از صبح و بعدازظهر بکشاند؛ موضوعی که برای صنایع و مصرفکنندگانی که در طول روز به برق نیاز دارند، اهمیت دارد.
دشمن قدیمی ترکرها
حرکت دادن پنلها البته بدون هزینه و چالش نیست.
یکی از مهمترین مشکلات نسل قدیمی ترکرها، باد شدید بود. پدیدهای به نام «فلاتر» یا نوسانات ناشی از باد که میتوانست فشار زیادی به سازه وارد کند و حتی موجب آسیب جدی شود.
به همین دلیل ترکرهای امروزی فقط چند پنل متحرک نیستند.
بخش مهمی از عملکرد آنها به سیستم کنترل وابسته است؛ سیستمی که مسیر حرکت خورشید را دنبال میکند و همزمان شرایط محیطی را نیز زیر نظر دارد.
اگر سرعت یا شتاب باد به محدوده خطرناک برسد، سیستم میتواند پنلها را به موقعیت ایمن یا Stow Position تغییر میدهد.
از طرف دیگر، ترکرها باید مراقب یک مشکل دیگر هم باشند: سایهاندازی پنلها روی یکدیگر.
فناوری Backtracking برای همین منظور به کار میرود. این سیستم در ساعات طلوع و غروب، زاویه پنلها را به گونهای تنظیم میکند که پنلها تا حد امکان روی یکدیگر سایه نیندازند.
به این ترتیب، ترکر قرار نیست صرفا خورشید را دنبال کند؛ باید بداند چه زمانی حرکت کند، با چه زاویهای قرار بگیرد و چه زمانی برای حفظ ایمنی متوقف شود.
ترکرها دوستدار کشاورزی
کاربرد این فناوری حتی از نیروگاههای خورشیدی نیز فراتر رفته است. یکی از ایدههایی که در سالهای اخیر مورد توجه قرار گرفته، ترکیب زمین برای تولید برق خورشیدی و کشاورزی است.
بخشی از زمینهایی که برای احداث نیروگاه خورشیدی مناسب هستند، قابلیت کشاورزی نیز دارند. اما سازههای ثابت میتوانند حرکت ماشینآلات کشاورزی و عملیاتهایی مانند سمپاشی و برداشت را دشوار کنند.
ترکرهای جدید با امکان چرخش گسترده پنلها میتوانند در مواقع لازم آنها را به حالت عمودی منتقل کنند تا مسیر برای ماشینآلات باز شود.
حتی در برخی طراحیها، تغییر زاویه پنلها در طول شب میتواند به کاهش تجمع گردوغبار و شبنم روی سطح پنل کمک کند؛ ویژگیای که برای مناطق خشک و غبارآلود اهمیت بیشتری پیدا میکند.
ایران چقدر برای ترکر مناسب است؟
پاسخ این سوال برای همه نقاط ایران یکسان نیست؛ از نظر تابش خورشیدی ظرفیت قابل توجهی دارد، اما عرض جغرافیایی، ارتفاع از سطح دریا، میزان گردوغبار و شدت تابش مستقیم خورشید میتوانند تعیین کنند که استفاده از ترکر تا چه اندازه نسبت به پنل ثابت مزیت دارد.
برای مثال، در مناطق مرتفع و کمغبار، شرایط برای استفاده از این فناوری میتواند مناسب باشد.
تفاوت مهم دیگر در نحوه تولید برق است. در نیروگاههایی با پنل ثابت، تولید برق معمولا در ساعات میانی روز به اوج میرسد اما ترکر میتواند تولید موثرتر را به ساعات بیشتری از صبح و بعدازظهر منتقل کند.
برای صنایعی که در طول روز مصرف برق بالایی دارند، این ویژگی میتواند اهمیت ویژهای داشته باشد.
ترکر گرانتر است؛ پس چرا باید سراغش رفت؟
نیروگاه ترکری به موتور، تجهیزات مکانیکی، سیستم کنترل و سازه پیچیدهتری نیاز دارد. بنابراین طبیعی است که هزینه سرمایهگذاری اولیه آن از نیروگاه ثابت بیشتر باشد اما در طرف دیگر معادله، افزایش تولید انرژی قرار دارد.
اگر یک نیروگاه ترکری بتواند حدود ۲۰ درصد برق بیشتری تولید کند، این اختلاف هزینه اولیه میتواند در طول عمر پروژه جبران شود.
بنابراین، سوال مهمتر این است که در ازای هزینه بیشتر، چه میزان برق بیشتر تولید میشود و این برق چه درآمدی ایجاد میکند؟ گفته میشود میزان افزایش تولید نسبت به نیروگاههای ثابت و با توجه به موقعیت جغرافیایی و شرایط اقلیمی، توانسته در برخی مناطق ایران، افزایش تولیدی تا حدود ۲۵ درصد را ثبت کند که صرفه نصب پنلهای ترکر را افزایش داده است.