سیستم فتوولتائیک

تعاملات انرژی و اقتصاد تا بدان جا پیش رفته است که در ادبیات اقتصادی امروزی، میزان منابع انرژی درکشورها، میزان عرضه و مصرف سرانه انرژی اولیه و میزان سرانه کیلووات ساعت برق مصرفی به صورت یکی از شاخص های مقایسه سطح توسعه کشورها درآمده است. سوخت های فسیلی موجب هزینه های اجتماعی از طریق آلودگی محیط زیست و پدیده گرمایش زمین می شود؛ میانگین اشعه خورشیدی در کرمان روزانه 5.2 کیلووات ساعت بر متر مربع در روز است که قابل استفاده در بخش های مختلف صنعتی و خانگی است. هدف از نگارش این پژوهش ارزیابی اقتصادی و زیست محیطی سیستم های فتوولتائیک در تأمین انرژی برق یک برج تجاری با متوسط مصرف 32000کیلووات ساعت برق در روز در شهر کرمان با استفاده از روش هزینه چرخه عمر می باشد. در سناریو اول تمام هزینه های مربوط به سیستم توسط مصرف کننده پرداخت می شود و در سناریو دوم فرض بر این است که 50 درصد از هزینه سرمایه گذاری اولیه توسط دولت پرداخت و مابقی آن نیز به صورت وامی با نرخ 2 درصد با دوره بازپرداخت ده ساله تأمین می شود. نتایج نشان می دهد که استفاده از سیستم های فتوولتائیک به منظور تولید برق تحت سناریو اول توجیه اقتصادی ندارد، اما با وجود حمایت های دولتی این طرح توجیه اقتصادی دارد. همچنین در این پژوهش به تحلیل و پیش بینی قیمت برق با توجه به عوامل موثر بر تولید برق با استفاده از روش سیستم دینامیک پرداخته شده است. نتایج با توجه به فروض پژوهش حاکی از آن است که طی صد سال قیمت برق با لحاظ کردن هزینه های آلودگی اجتماعی به 30000 ریال به ازای هر کیلو وات ساعت می رسد.

سازه دیاگرید به عنوان سازه نوین برای بلندمرتبه سازی و ایجاد ساختمان های سبک ابداع شده است. امروزه تأمین انرژی ساختمان های بلندمرتبه با استفاده از انرژی های تجدیدپذیر بزرگ ترین دغدغه انسان هاست و هر روز روش های جدید و نوین برای حل این مسئله پیشنهاد می شود. انرژی خورشیدی یکی از مهم ترین انواع انرژی های تجدید پذیر در ایران است. فرآیند تعیین، شناخت و کنترل تأثیرات اقلیمی بر مقدار مصرف انرژی در هر منطقه حائز اهمیت زیادی است. نحوه بهره گیری از شکل های متنوع انرژی برای مقاصد گوناگون، انواع ساختمان ها و نیز برای جوامع و افراد مختلف بسیار متفاوت بوده، واضح است که میزان مصرف انرژی و نیاز به آن در مناطق سردسیر بالا خواهد برد که این مسئله به عنوان یکی از مشکلات اساسی این جوامع به شمار می آید. به طورمعمول سازه های دیاگرید به وسیله شیشه پوشش داده می شوند. هدف این پژوهش بررسی استفاده از سیستم فتوولتاییک در برخی از بخش های ساختمان بجای شیشه جهت تأمین انرژی ساختمان است. همان طور که می دانیم برخی از بخش های ساختمان نیاز به نورگیری ندارند، پس با نصب سیستم فتوولتاییک در این بخش ها می توان باعث ذخیره ی انرژی خورشیدی شد.

توجه به نگرانی های روز افزون گرمایش جهانی، بحران زیست محیطی و انرژی، تحقیقات و توسعه بین المللی را به سیستم های انرژی پایدار افزایش داده است. دراین پژوهش،روش کاربردی جهت بهینه سازی فضای نصب سیستم فتوولتائیک به علت محدودیت فضا در ساختمان شهرهای کشور ارائه شده، بطوری که اثر سایه برروی بازدهی پنل، میزان شدت و زاویه تابش به منظور تولید ماکزیمم انرژی محاسبه شده، که با استفاده از داده های سازمان هواشناسی شامل ساعات آفتابی، ابرناکی و رطوبت، شهرهای مراکز ایران طبقه بندی و مدل رگرسیون هرطبقه در نرم افزار spss شبیه سازی شده اند. پنج شهرتهران، اهواز، یزد،گرگان و اردبیل انتخاب و شدت تابش متوسط آنها به دست آمده است. به منظور تولید انرژی بیشتر سیستم فتوولتائیک و افزایش آزادسازی ظرفیت شبکه توزیع برق، به کمینه کردن فضای محل نصب، زاویه پنل نسبت به سطح افق، کاهش سایه روی هرپنل، از الگوریتم فراابتکاری کلونی زنبور عسل در نرم افزار Matlab استفاده شده و با حالت نرمال آن مقایسه گردیده، همچنین نتایج شبیه سازی در حالت بهینه و نرمال، با سیستم نصب شده مشترکین برق در شهر تهران تجزیه و تحلیل شده است. نتایج با داده های ثبت شده ماهانه سیستم فتوولتائیک منصوبه در شهر تهران نشان می دهد، بهینه فضای نصب پنل و کاهش سایه باعث افزایش تولید انرژی، آزاد سازی ظرفیت وپایداری شبکه توزیع شده است .

یکی ازچالش ها در عدم توسعه ریزشبکه سیستم فتوولتائیک، عدم بازگشت سرمایه به همراه هزینه های آن در کمترین زمان می باشد. در این پژوهش یک مسئله جدید جهت ارائه مدل اقتصادی و مدیریت انرژی ریزشبکه سیستم فتوولتائیک، با استفاده ازساعات آفتابی، مدل رگرسیونی شدت تابش و استفاده از الگوریتم کلونی زنبور عسل به منظور کمینه کردن فضای نصب، جهت ماکزیمم انرژی تولیدی و درآمد حاصل از آن برای شهرهای ایران ارائه شده است. نتایج بازگشت سرمایه برای پنج شهر یزد، اردبیل، گرگان، اهواز و تهران در حالت نرمال و بهینه، نشان دهنده سرعت بازگشت سرمایه در شهر یزد و کاهش آن در شهر گرگان می باشد. بازگشت سرمایه سیستم فتوولتائیک منصوبه در شهرها، به داده های هواشناسی، محل جغرافیایی و شناسایی نقطه بهینه تابع هدف وابسته است. همچنین جهت بررسی داده ها، سیستم فتوولتائیک منصوبه با قدرت های 5 و 8.6 کیلووات در شهر تهران مقایسه شده، که نشان دهنده اقتصادی بودن مدل و همچنین صحیح قرار گرفتن دو شهر تهران و اهواز در یک ناحیه می باشد. با پایدار بودن شبکه توزیع برق و کاهش تاثیر خاموشی ها، در فعالیت مشترک، می توان از ذخیره کننده انرژی سیستم صرف نظر کرد، که باعث سرعت کاهش زمان برگشت سرمایه و هزینه ها می شود. اقتصادی بودن، پایداری سیستم و شبکه برق، قضیه دو شرطی این مدل است، که سیاست گزاران می توانند، با برنامه ریزی و تصمیم گیری، این سیستم را در کشور توسعه و باعث پایداری شبکه توزیع برق کشور و نیروی انسانی شوند.  

در اکثر نقاط جهان، منابع نامحدود و انرژی های تجدید پذیر به دلیل محدودیت سوخت های فسیلی و تأکید مقررات بر کاهش انتشار گاز های گلخانه ای مورد استقبال قرار گرفته است. انرژی خورشیدی به علت سهولت در دسترسی و تبدیل شدن به انرژی الکتریکی از مطلوبیت بیشتری برخوردار است. مسأله پیش رو، مباحث مربوط به هزینه ها و کم رغبتی مردم و فعالان بخش مسکن به بهره مندی از انرژی های تجدیدپذیر است و نگرانی آن است که اقتصاد کشور و قیمت حامل های انرژی، سبب ایجاد مزیت نسبی برای افراد نخواهد بود و دولت بایستی به سوی سیاست های تشویقی حرکت و اقدامات لازم را به عمل آورد. بدین جهت، هدف این تحقیق، برآورد هزینه های اجرایی سیستم برق خورشیدی به منظور تحلیل اقتصادی و ایجاد رغبت در سرمایه گذاری است.در تحقیق توصیفی – تحلیلی پیشرو، ارزیابی اقتصادی سیستم فتوولتائیک خانگی متصل به شبکه در یک مجتمع مسکونی واقع در منطقه 2 شهر تهران، مورد بررسی قرار گرفته است. سپس با رویکرد ارزیابی چرخه عمر (LCA) همراه با بکارگیری تکنیک های اقتصاد مهندسی و نرم افزار Excel ، معیار ارزش خالص فعلی، نرخ بازده داخلی، دوره بازگشت سرمایه و نسبت ارزش خالص فعلی به سرمایه گذاری اولیه انواع روش های تأمین مالی محاسبه گردیده است. با بررسی های به عمل آمده، تمامی معیارهای اقتصادی جهت اجرای سیستم فتوولتائیک با تحلیل سناریوهای تأمین اعتبارات مالی، توجیه پذیر است. از طرفی اعطای یارانه، وام کم بهره می تواند موجبات ترغیب سرمایه گذاران را در زمینه ورود به حوزه انرژی های تجدیدپذیر فراهم کند تا با توجه به فواید حاصل از اجرای سیستم ، امکان توجیه پذیری اقتصادی آن ها وجود داشته باشد.

هدف از این پژوهش، بررسی مالی استفاده از نیروگاه خورشیدی در سکوی گازی فاز 13 پارس جنوبی به جای نیروگاه فسیلی به منظور تأمین انرژی ضروری سکوی مذکور می باشد. بدین منظور از روش تحلیل هزینه ی چرخه عمر، هزینه ی تولید هر کیلو وات ساعت انرژی در سیستم فتوولتائیک و نیروگاه فسیلی (در دو سناریو) استفاده شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که هزینه هر کیلو وات ساعت تولید انرژی به دست آمده توسط نیروگاه خورشیدی، برابر 26 هزار ریال و هزینه هر کیلو وات ساعت تولید انرژی توسط نیروگاه فسیلی در سناریوی اول با احتساب قیمت واقعی گازوئیل برابر 45 هزار ریال و در سناریوی دوم با احتساب قیمت یارانه ای گازوئیل برابر 41 هزار ریال می باشد. با مقایسه ی گزینه ها، نشان داده می شود؛ به کارگیری نیروگاه فسیلی با توجه به هزینه های بالا ناشی از مصرف بالای سوخت، نیاز به کارگر تمام وقت، ایاب ذهاب شناوری و آلودگی محیط زیست در هر دو سناریو توجیه اقتصادی ندارد و گزینه نیروگاه خورشیدی در مقایسه با نیروگاه دیزلی از اولویت بالاتری برخوردار است. طبقه بندی JEL : D22 ,G11, L94, ,O13, Q42,Q49

نیاز به استفاده از انرژی های تجدید پذیر برای رسیدن به تولید انرژی الکتریکی بیشتر، یکی از مهم ترین و اساسی ترین زمینه ها برای یافتن منابع جدید انرژی های تجدید پذیر است. در بین این منابع، انرژی خورشیدی به دلایل زیادی از قبیل: دسترسی آسان و سهولت تبدیل شدن به انرژی الکتریکی از مطلوبیت بیشتری برخوردار است. امروزه با تولید انبوه و اقتصادی انواع سلول های خورشیدی یا فتوولتائیک (PV)، استفاده از انرژی خورشیدی برای تأمین نیاز انرژی ساختمان ها و استقلال آن ها و حتی فروش مازاد از نیاز آن به شرکت های برق بسیار مورد توجه قرار گرفته است. در این تحقیق امکان سنجی استفاده از یک سیستم فتوولتائیک به منظور تأمین بار الکتریکی موردنیاز یک واحد مسکونی در شهر مشهد به عنوان موردی از مصارف خانگی ، مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور، آنالیز فنی- اقتصادی استفاده از این سیستم با استفاده از نرم افزار کامفار (COMFAR)، مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. نتایج این تحقیق نشان می دهد که در صورت استفاده از سیستم فتوولتائیک با میزان سرمایه گذاری 90 میلیون ریال، نرخ بازدهی داخلی در یک واحد مسکونی با متوسط مصرف KWH400 در ماه برابر با 15/19 درصداست و دوره بازگشت س رمایه 9 سال و نیز خالص ارزش فعلی به میزان 733,14 میلیون ریال می باشد.