محدودیتهای پیش روی سیستم های خورشیدی صنعتی

اخیرا با کاهش هزینه ها در فناوری های خورشیدی و تغییر چشم انداز انرژی، موجی از مشاغل صنعتی به منظور کاهش هزینه های برق با نصب سیستم های pv خورشیدی صنعتی فراهم شده است.
انجام تحقیقات و محاسبات برای اینکه چگونه حداکثر بازگشت سرمایه (ROI) از طریق خورشید به دست می آید، هزینه بر و زمانبر است. دلیل آن این است که ماهیت خورشید، بازار انرژی، در دسترس بودن فناوری فعلی و نحوه محاسبات اپراتورهای صنعتی بسیار متغیر است، به این معنی که از طریق نصب صفحات خورشیدی بدون مطالعات دقیق درآمد کمتری حاصل می‌شود.
اما مشاغل زیادی کم کم به ارزش خورشیدی پی می برند، به عنوان مثال Sanjeev Gupta، مدیر عامل SA Water، روچ چروکس و مدیر عامل Kingspan، ژن مورتاغ، همگی آغاز به کار برروی پروژه های “Net Zero Energy” را اعلام کرده اند که به نوعی از انرژی خورشیدی بهره می برند.

این پروژه ها دارای برخی اشتراکات هستند: آنها از سیستم های مدیریت انرژی، ذخیره سازی و اغلب ترکیبی از انرژی های تجدیدپذیر استفاده می کنند. به چنین سیستم هایی منابع پراکنده انرژی (DER) گفته می شود و قرار است 60 درصد انرژی استرالیا را تا سال 2050 تأمین کنند. اما در این راه مشکلات و محدویتهایی وجود دارد و پارامترهای متعددی باید مد نظر قرار گیرد.
یکی از محدودیتهایی که وجود دارد این است که انرژی خورشیدی در تمام مدت وجود ندارد، بنابراین اگر به روشی ذخیره نشود، برای مصارف دائمی مناسب نیست.

در حالی که منابع تغذیه سنتی اغلب قابلیت ذخیره سازی را دارا هستند و هر زمان که ما به آن احتیاج داریم می توانند برق مورد نیاز ما را تامین کنند، انرژی خورشید در طول شبانه روز پایدار نیست و به تناوب تغییر می کند و لذا انرژی خورشیدی به تنهایی نمی تواند برق مورد نیاز را در 24 ساعت به صورت دائم تأمین کند.
بنابراین، برای کسب حداکثر سود از انرژی خورشیدی، سرمایه گذاران یا صنایع باید انرژی اضافی تولید کرده و با ذخیره سازی آن زمینه را برای مصرف مداوم فراهم کند و در غیر این صورت در زمانهای که خورشید نیست باید از روشهای دیگر برق مورد نیاز خود را تامین کند.

برای ذخیره سازی مازاد انرژی برق تولید شده توسط سامانه های خورشیدی نیاز به باتری است و از این لحاظ هزینه های باتری باید حتما مد نظر قرار داده شود. هزینه های مربوط به باتریها هر روز در حال کمتر شدن هستند که می توانید در نمودار 1 ببیند.

مساله مهم دیگر بحث هزینه تولید پنل هاست.
قیمت ماژول های فتوولتائیک خورشیدی از سال  2010 تا کنون 89 درصد کاهش یافته است. قیمت PV باید تا سال 2030 ،34 درصد دیگر کاهش یابد و طبق پیش بینیها تا سال 2050 ، این قیمت ها باید 63 درصد کاهش یابد. این بدان معنی است که هزینه  انها در هر کیلووات ساعت فقط 2.5 سنت خواهد بود.
این موضوع قبلا هم ثابت شده است و پیرو قانون Swanson است. بایک بررسی ساده متوجه می شویم قیمت تولید برق خورشیدی به میزان باورنکردنی کاهش یافته است. در سال 1977 ، قیمت سلول های فتوولتائیک خورشیدی یک وات 77 دلار بود. امروز حدود 0.13 دلار در هر وات یا حدود 600 برابر کمتر است.
رابطه بین حجم تولید و قیمت نهایی تولید یک اثر مهم است، زیرا همانطور که مشاهده می شود، کل اقتصاد جهانی به سرعت به سمت انرژی های تجدیدپذیر در حال تغییر است.

در نمودار 2 بر اساس اطلاعات آزمایشگاه برکلی رشد تولید بر اساس خورشیدی پراکنده از سال 2000 تا 2019 نشان داده شده است.
همانطور که در نمودار مشاهده می شود، در این 19 سال رشد باورنکردنی نیروگاههای خورشیدی پراکنده اتفاق افتاده است.
این نمودار نشان می دهد که چه تعداد سیستم در سال نصب شده است. همانطور که می بینید، در سال 2010 بازار نسبتاً کمی وجود داشته است و طی سالهای پس از آن منفجر شده است. در حالی که افتی در سال 2017 وجود داشت، منحنی رشد در سال 2018 و اوایل سال 2019 به سمت بالا ادامه داشت.

موانع متعدد دیگری نیز در سر راه صنعت انرژی خورشیدی  وجود دارد .يان كين، تحليل‌‌گر ارشد تامسون رويترز در اين رابطه به گاردين از وجود موانعی بر سر راه انرژي خورشيدی مي‌گويد. مهم‌ترين مانع زيرساخت‌‌های خطوط انتقال برق است كه همچنان با تنوع انرژي‌‌های خورشيدی و بادی در رقابت است. خطوط انتقال ملی برق درحال تطبيق دادن خود براي انتقال برق خورشيدي هستند اما سرمايه‌‌گذاری در زيربناها بسيار سنگين بوده و كار كند پيش می‌رود. در اروپا طرحي براي ساخت يك نيروگاه بزرگ خورشيدي در كوير صحرا كه مي‌توانست 15درصد از برق اروپا را تا سال 2050 تامين كند به علت هزينه‌های سنگين انتقال برق خورشيدی متوقف شد. كين در اين رابطه مي‌گويد: «در توليد انرژي خورشيدي هميشه مساله فصل مطرح است كه اين مشكل در عرض‌‌هاي جغرافيايي بالا بيشتر مي‌شود. اگر تمام كشورهای جهان به هم متصل باشند در اين صورت همواره در يك نقطه از جهان كشورهايی وجود خواهند داشت كه خورشيد در آنها بتابد و مشكل حل خواهد شد اما تا ايجاد چنين وضعيتی هنوز خيلی فاصله داريم.

البته در ایران مشکلات و موانع دیگری نیز وجود دارد و آنهم افزایش نرخ ارز و تاثیر آن بر بازار صنعت انرژی خورشیدی است.
قیمت پنل‌های خارجی به دلیل افزایش نرخ ارز و عدم تخصیص ارز دولتی؛ با قیمتی چند برابر قبل در بازار‌های ایران به فروش می‌رسد و در همین شرایط هم متاسفانه اغلب شرکت‌های تامین تجهیزات از تحریم شدن ایران و عدم ارسال پنل‌های خارجی نگرانند. پنل ساز‌های داخلی که اغلب تجهیزات مورد استفاده در مونتاژ پنل‌های خود را از خارج از ایران وارد می‌کردند افزایش قیمت داشته اند. پنل ساز‌های داخلی از اینکه ارز دولتی به آن‌ها برای وارد کردن سلول‌های خورشیدی اختصاص داده نمی‌شود اظهار نگرانی کرده، ولی در شرایط فعلی و به دلیل حجم گسترده درخواست خرید ناشی از تحریم پنل‌های خارجی امکان تامین نیاز بازار را نداشته و به زودی با مشکل تامین تجهیزات در داخل مواجه خواهند شد.

بطور کلی خیلی از موانع موجود با پیشرفت علم در حال حل شدن هستند و خیلی از آنها بسته به کمک های دولتی و مسائل سیاسی دارد که امیدواریم این مشکلات هر چه سریع تر حل شود.