ارزیابی‌های اولیه ضروری برای موفقیت پایدار نیروگاه خورشیدی

با توجه به پیشرفت‌های چشمگیر فناوری و افزایش آگاهی عمومی درباره اهمیت حفاظت از محیط زیست، نیروگاه خورشیدی به یکی از جذاب‌ترین گزینه‌ها برای تأمین نیازهای انرژی تبدیل شده است. اما موفقیت در احداث نیروگاه خورشیدی تنها به فناوری و سرمایه‌گذاری وابسته نیست؛ بلکه به ارزیابی‌های اولیه دقیق و جامع نیز نیاز دارد. این ارزیابی‌ها شامل تحلیل بازار و انتخاب مکان مناسب می‌شوند که هر یک نقش حیاتی در تضمین کارایی و پایداری پروژه ایفا می‌کنند. با درک عمیق از نیازهای بازار و ویژگی‌های جغرافیایی، می‌توان به طراحی و اجرای یک نیروگاه خورشیدی مؤثر و سازگار با محیط زیست دست یافت که نه تنها به تولید انرژی پاک کمک می‌کند، بلکه به توسعه پایدار جوامع محلی نیز می‌انجامد.

مطالعه بازار برق و انرژی

اولین و مهم‌ترین مرحله در احداث نیروگاه خورشیدی، مطالعه بازار است. این مرحله در تصمیمات بعدی تعیین‌کننده بوده و بستگی به هدف نهایی از احداث نیروگاه دارد؛ آیا هدف از داشتن نیروگاه خورشیدی تأمین انرژی به صورت مستقل برای یک خانه، ساختمان یا واحد صنعتی است یا فروش برق به شبکه سراسری؟

در صورتی که هدف از احداث نیروگاه خورشیدی تأمین انرژی مستقل باشد، لازم است که نیاز انرژی محل مورد نظر به دقت تحلیل و بررسی شود. این تحلیل شامل ارزیابی میزان مصرف انرژی، الگوی مصرف در طول زمان و نیازهای خاص هر واحد است. با شناخت دقیق نیازها، می‌توان طراحی بهینه‌تری برای نیروگاه خورشیدی انجام داد که نه تنها به کاهش هزینه‌ها کمک کند، بلکه کارایی بیشتری نیز داشته باشد.

اما اگر تصمیم بر فروش برق تولید شده توسط نیروگاه خورشیدی به شبکه ملی باشد، مطالعه بازار به بررسی تقاضای انرژی در منطقه و تحلیل قیمت خرید و فروش برق می‌پردازد. در حال حاضر، با توجه به ناترازی برق در ایران و کشورهای همسایه، نتیجه این تحلیل به وضوح نشان‌دهنده پتانسیل بالای فروش برق خورشیدی به شبکه است. این ناترازی به معنای وجود فرصتی مناسب برای سرمایه‌گذاران است تا با احداث نیروگاه خورشیدی، نه تنها به تأمین انرژی پایدار کمک کنند، بلکه از این طریق درآمدزایی نیز داشته باشند.

بنابراین، مرحله مطالعه بازار نه تنها به تعیین هدف پروژه کمک می‌کند، بلکه به عنوان مبنایی برای تصمیم‌گیری‌های بعدی در مسیر احداث نیروگاه خورشیدی به شمار می­ رود. این مرحله باید با دقت و جامعیت انجام شود تا در نهایت به موفقیت پروژه منجر گردد.

به طور کلی هدف از سرمایه ­گذاری در نیروگاه خورشیدی می ­تواند یکی از موارد زیر را شامل شود:

1. تامین انرژی به صورت مستقل از شبکه

سرمایه‌گذاری در نیروگاه خورشیدی به عنوان یک راهکار پایدار و موثر برای تأمین انرژی مستقل از شبکه برق، مزایای متعدد و قابل توجهی را به همراه دارد. یکی از اهداف اصلی این سرمایه‌گذاری، کاهش وابستگی به منابع انرژی سنتی و شبکه برق است. با استفاده از انرژی خورشیدی، می‌توان به تأمین انرژی مورد نیاز در مکان‌هایی که دسترسی به شبکه محدود یا غیرممکن است، پرداخت.

این نوع نیروگاه‌ها به ویژه در مناطق دورافتاده و روستاها که زیرساخت‌های برق‌رسانی ضعیف است، اهمیت بیشتری پیدا می‌کنند. با نصب پنل های خورشیدی، امکان تولید برق به صورت محلی فراهم می‌شود که این امر می‌تواند به توسعه اقتصادی و اجتماعی این مناطق کمک کند. همچنین، این سیستم‌ها به کاهش هزینه‌های انرژی در بلندمدت منجر می‌شوند، زیرا پس از نصب اولیه، هزینه‌های نگهداری و بهره‌برداری آن‌ها نسبت به منابع فسیلی بسیار پایین‌تر است.

علاوه بر این، تأمین انرژی مستقل از شبکه، به کاهش ریسک‌های ناشی از نوسانات قیمت انرژی در بازارهای جهانی کمک می‌کند. این موضوع به ویژه برای صنایع بزرگی که دیماند برق بالایی داشته و با بحران خاموشی ها و همچنین افزایش تعرفه برق صنعتی روبرو هستند حائز اهمیت است.

اگرچه در ظاهر امر سرمایه گذاری در احداث نیروگاه خورشیدی جهت تامین انرژی به صورت مستقل از شبکه منجر به درآمدزایی مستقیم نمی ­گردد، اما این نوع سرمایه‌گذاری به افراد و جوامع این امکان را می‌دهد که کنترل بیشتری بر منابع انرژی خود داشته باشند و در برابر بحران‌های انرژی و تغییرات اقلیمی مقاوم‌تر شوند. به این ترتیب، نیروگاه های خورشیدی به عنوان یک راهکار کلیدی برای دستیابی به انرژی پایدار و مستقل از شبکه شناخته می‌شوند.

2. احداث نیروگاه خورشیدی برای صنایع خودتامین

در سال‌های اخیر، کمبود برق و گاز در کشور، در فصول مختلف باعث قطعی این منابع برای صنایع شده است. این قطعی‌های مکرر برق خسارات مالی قابل توجهی به صنایع بزرگی مانند فولاد و سیمان وارد می‌کند. علاوه بر مشکلات ناشی از قطع برق، ماده 16 نیز به‌عنوان یک قانون الزامی وجود دارد که می‌تواند منجر به جریمه‌های نقدی برای صنایع شود.

طبق این قانون، صنایع با مصرف بالای یک مگاوات از ابتدای سال 1402 موظفند 1% از برق سالانه خود را از طریق احداث نیروگاه تجدیدپذیر یا خرید برق سبز از بورس انرژی تأمین کنند و این میزان را در پایان سال پنجم به حداقل 5% برسانند. در صورت اجرایی نشدن این قانون توسط صنایع مشمول، وزارت نیرو موظف است درصد مشخص شده را با تعرفه برق تجدیدپذیر در قبوض آنها اعمال نماید.

وزارت نیرو جهت رفع این چالش­ ها اقدام به ایجاد طرح­ های مناسبی نموده است. یکی از طرح ­های عملی و جذاب برای صنایعی که دچار خاموشی­ های مکرر می­ شوند، طرح تهاتر برق با شبکه است. مطابق این طرح، صنایعی که در هر نقطه از کشور اقدام به احداث نیروگاه تجدیدپذیر نمایند، به میزان برق تجدیدپذیری که به شبکه تحویل می ­دهند، می­ توانند 8 الی 24 ساعت برق هموار و بدون خاموشی در هر نقطه از کشور دریافت نمایند. این راهکار برای فرار از خاموشی ها و برنامه­ ریزی تولید با خیالی آسوده بسیار موثر و کارآمد است.

با تحلیل و محاسبه دقیق خسارات ناشی از خاموشی برق و همچنین جریمه معادل ماده 16 و مقایسه آن با هزینه احداث نیروگاه خورشیدی، خواهیم دید که سرمایه­ گذاری در ساخت نیروگاه فتوولتائیک برای صنایع بسیار به صرفه­ تر و کارآمد خواهد بود.

3. احداث نیروگاه براساس ماده 12 قانون رفع موانع تولید

ماده 12 قانون رفع موانع تولید، به‌منظور تسهیل احداث نیروگاه‌ها و بهبود شرایط تولید انرژی در کشور طراحی شده است. این ماده به سرمایه‌گذاران و صنایعی که کالا یا خدماتشان منجر به صرفه ­جویی در سوخت می­ شود اجازه می‌دهد تا از تسهیلات مالی ویژه‌ای جهت احداث نیروگاه های تجدیدپذیر بهره‌مند شوند. همچنین، این قانون به ایجاد زیرساخت‌های لازم برای نیروگاه‌ها کمک می‌کند و فرآیند صدور مجوزها را تسهیل می‌نماید.

طبق ماده 12 قانون رفع موانع تولید، سرمایه‌گذارانی که در مناقصات مرتبط موفق شوند، می‌توانند با احداث نیروگاه خورشیدی، هر کیلووات ساعت برق تولیدی خود را به مدت 6 سال تا سقف 6.9 سنت دلار به شبکه برق بفروشند. پس از پایان این دوره 6 ساله، سرمایه‌گذاران همچنان می‌توانند طبق مقررات از برق تولیدی خود بهره‌برداری کنند.

با توجه به اهمیت انرژی در توسعه صنایع، اجرای مؤثر ماده 12 می‌تواند به بهبود وضعیت تولید و کاهش هزینه‌های انرژی این حوزه کمک کند. این قانون به‌عنوان یک ابزار مؤثر در راستای توسعه پایدار و بهره‌وری انرژی در کشور به شمار می‌آید و می‌تواند زمینه‌ساز تحولاتی مثبت در بخش‌های مختلف اقتصادی باشد.

4. عرضه و فروش برق خورشیدی در بورس انرژی

عرضه و فروش برق خورشیدی در بورس انرژی، به‌عنوان یک راهکار نوآورانه، می‌تواند نقش مهمی در توسعه انرژی‌های تجدیدپذیر ایفا کند. با توجه به افزایش توجه جهانی به انرژی‌های پاک و ضرورت کاهش وابستگی به منابع فسیلی، بورس انرژی فرصتی مناسب برای سرمایه‌گذاران و تولیدکنندگان برق خورشیدی فراهم کرده است.

در بورس انرژی، تولیدکنندگان می‌توانند برق تولیدشده را به‌صورت مستقیم به خریداران عرضه کنند. این فرآیند نه‌تنها به شفافیت قیمت‌ها کمک می‌کند، بلکه رقابت سالم میان تولیدکنندگان را نیز تشویق می‌نماید. با توجه به کاهش هزینه‌های تولید انرژی خورشیدی در سال‌های اخیر، این بازار می‌تواند در جذب سرمایه‌گذاران جدید و افزایش ظرفیت تولید برق خورشیدی موثر باشد. علاوه بر این، فروش برق در بورس انرژی به تولیدکنندگان این امکان را می‌دهد که از نوسانات قیمت بهره‌برداری و در نتیجه، درآمد بیشتری کسب نمایند.

5. صادرات برق خورشیدی

صادرات برق خورشیدی به‌عنوان یک راهکار نوین و پایدار، می‌تواند نقش مهمی در تأمین انرژی و توسعه اقتصادی کشورها ایفا کند. با توجه به افزایش تقاضا برای انرژی‌های تجدیدپذیر و نیاز به کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای، بسیاری از کشورها به‌ویژه کشورهای دارای تابش آفتاب بالا، به سرمایه‌گذاری در احداث نیروگاه خورشیدی  و صادرات برق تجدیدپذیر پرداخته‌اند.

ساتبا می ­تواند به درخواست متقاضیان، پروانه‌های احداث، بهره‌برداری و مجوز صادرات برق خورشیدی را صادر کند. در صورتی که سرمایه‌گذار بخواهد از ظرفیت‌های این مصوبه استفاده کند، امکان عقد قرارداد خرید تضمینی وجود ندارد. همچنین، ساتبا مجاز است هزینه‌های ترانزیت برق را محاسبه و دریافت و این مبلغ را صرف پرداخت بخشی از هزینه خرید تضمینی برق از نیروگاه‌های داخلی نماید.

با وجود اینکه هیچ محدودیتی برای تعیین قیمت برق تولیدشده و عرضه آن در بازار انرژی وجود نخواهد داشت اما صادرات آن تنها در زمان‌های غیر از اوج مصرف آزاد خواهد بود.

6. فروش تضمینی 20 ساله برق تجدیدپذیر به شبکه سراسری

متقاضیان حقیقی و حقوقی که دارای زمین شخصی یا زمین در شهرک‌های صنعتی هستند، می‌توانند بر اساس آیین‌نامه اجرایی ماده 61 قانون اصلاح الگوی مصرف انرژی، اقدام به احداث نیروگاه خورشیدی با ظرفیت حداکثر 3 مگاوات نمایند.

این نوع سرمایه‌گذاری نه‌تنها به تولید انرژی پاک کمک می‌کند، بلکه می‌تواند به‌عنوان یک منبع درآمد پایدار برای سرمایه‌گذاران عمل کند. مدت قرارداد خرید تضمینی برق برای این نیروگاه‌ها به مدت 20 سال تعیین شده است. این قرارداد شامل نرخ ابلاغی می‌شود که مشمول تعدیل نیز خواهد بود، به این معنا که برای کاهش اثرات تورم بر بازگشت سرمایه احداث نیروگاه خورشیدی، هرسال برق تولیدی با قیمت بالاتری از سرمایه ­گذار خریداری خواهد شد.

با توجه به مزایای مالی و اقتصادی این نوع سرمایه‌گذاری، علاوه بر تأمین نیازهای داخلی، با ایجاد اشتغال و تقویت زیرساخت‌های انرژی، به توسعه پایدار کشور نیز می‌انجامد. این امر می‌تواند به رونق اقتصادی و ارتقاء سطح کیفیت زندگی در جامعه کمک کند.

انتخاب مکان مناسب احداث نیروگاه خورشیدی

تحلیل محل احداث نیروگاه خورشیدی یکی از مراحل حیاتی موفقیت پروژه است که به بررسی شرایط جغرافیایی و آب و هوایی منطقه می‌پردازد. انتخاب مکان مناسب برای ساخت نیروگاه خورشیدی مناسب نه تنها بر کارایی سیستم تأثیر می‌گذارد، بلکه می‌تواند هزینه‌های عملیاتی و نگهداری را نیز به طور قابل توجهی کاهش دهد. در این گام از احداث نیروگاه خورشیدی، موارد زیر مورد بررسی قرار می ­گیرند:

1. شرایط جغرافیایی

موقعیت جغرافیایی نیروگاه خورشیدی تأثیر زیادی بر میزان تابش و دسترسی به منابع طبیعی دارد. عواملی مانند ارتفاع، شیب زمین و وجود موانع طبیعی مانند کوه‌ها و درختان می‌توانند در میزان تابش نور خورشید به پنل های فتوولتائیک تأثیرگذار باشند. به عنوان مثال، مناطق با ارتفاع بالا معمولاً دارای تابش خورشیدی بیشتر و دمای پایین هستند و می‌توانند عملکرد بهتری داشته باشند. دامنه‌های کوه‌ها نیز گزینه‌های مناسبی برای نصب پنل های خورشیدی هستند، زیرا به دلیل وجود شیب زمین در این مناطق، سایه ­اندازی پنل­ها نسب به یکدیگر کمترین مقدار ممکن را دارد.

در انتخاب زمین برای نیروگاه خورشیدی به یاد داشته باشید که جهت‌گیری زمین به سمت شمالی-جنوبی بهینه‌ترین حالت برای چیدمان پنل ­ها و جذب تابش خورشید است. همچنین به طور کلی می­ توان گفت برای احداث هر یک مگاوات نیروگاه خورشیدی، حدود 1.2 هکتار زمین نیاز است که باید در انتخاب محل نصب مد نظر قرار گیرد.

بررسی آلاینده‌های منطقه و تأثیر آن‌ها بر عملکرد پنل های خورشیدی نیز ضروری است. آلاینده‌هایی مانند وجود کارخانه تولید سیمان در نزدیکی نیروگاه خورشیدی، می‌تواند باعث کاهش کارایی سیستم شود. 

علاوه بر این، تحلیل هیدرولوژی منطقه نیز اهمیت دارد، زیرا وجود مسیل یا مسیر سیلاب در زمین نیروگاه برق خورشیدی می‌تواند تأثیرات قابل توجهی بر عملکرد سازه و ایمنی تجهیزات الکتریکی داشته باشد. در صورتی که نیروگاه در مسیر جریان‌های آب قرار گیرد، خطر سیلاب و فرسایش خاک ممکن است به آسیب فونداسیون‌ و تجهیزات منجر گردد. بنابراین، شناسایی و ارزیابی الگوهای جریان آب، میزان بارش و پتانسیل سیلاب‌های فصلی ضروری است. همچنین، طراحی سیستم‌های مدیریت آب، نظیر کانال‌های هدایت آب و سیستم‌های جمع‌آوری باران، می‌تواند به کاهش خطرات ناشی از آب‌های سطحی و حفظ پایداری و کارایی نیروگاه خورشیدی در طول زمان کمک نماید.

2. شرایط آب و هوایی

آب و هوا نقش بسیار مهمی در عملکرد نیروگاه خورشیدی دارد. مناطق با آفتاب فراوان و کمترین میزان ابر و دمای معتدل، بهترین گزینه‌ها برای احداث نیروگاه خورشیدی هستند. بررسی میانگین ساعات تابش خورشید در طول سال، دما، رطوبت و الگوهای بارش و باد می‌تواند به پیش‌بینی عملکرد سیستم کمک کند. علاوه بر این، ارزیابی تأثیرات فصلی و تغییرات آب و هوایی نیز از اهمیت بالایی برخوردار است؛ زیرا نوسانات جوی می‌توانند به طور مستقیم بر تولید انرژی تأثیر بگذارند.

شناخت دقیق این عوامل به سرمایه‌گذاران و طراحان اجازه می‌دهد تا تصمیمات بهتری در مورد انتخاب تکنولوژی‌های مناسب و طراحی سیستم‌های بهینه بگیرند. در نهایت، این تحلیل‌ها می‌توانند به افزایش بهره‌وری و کاهش هزینه‌های عملیاتی نیروگاه خورشیدی منجر شوند، و به همین دلیل، توجه به جزئیات آب و هوایی در مراحل اولیه پروژه امری حیاتی است.

3. بررسی سطح زمین و خاک

وضعیت سطح زمین نیز باید به دقت مورد بررسی قرار گیرد. نیاز به تسطیح زمین یکی از عوامل کلیدی است که می‌تواند بر هزینه‌های اولیه و زمان اجرای پروژه نیروگاه خورشیدی تأثیر بگذارد. زمین‌های ناهموار ممکن است نیاز به تسطیح و آماده‌سازی داشته باشند تا پنل های خورشیدی به درستی نصب شوند و عملکرد بهینه‌ای داشته باشند. علاوه بر این، بررسی بازتاب نور از سطح زمین نیز اهمیت دارد. سطوحی که نور را به خوبی منعکس می‌کنند، می‌توانند با فراهم آوردن شرایط استفاده از پنل های فتوولتائیک دوطرفه، به افزایش راندمان کلی نیروگاه خورشیدی کمک کنند.

مطالعات خاک نیز برای طراحی ساختار نیروگاه خورشیدی از اهمیت بالایی برخوردار است، زیرا ویژگی‌های فیزیکی و مکانیکی خاک تأثیر مستقیم بر پایداری و عملکرد سازه‌ها دارد. ارزیابی میزان سختی خاک و میزان قابلیت نفوذ به درون زمین برای نصب استراکچرهای خورشیدی، به مهندسان این امکان را می‌دهد که نوع مناسب فونداسیون را انتخاب کرده و از بروز مشکلاتی نظیر نشست یا ناپایداری جلوگیری کنند. به عنوان مثال، خاک‌های نرم و با نفوذپذیری بالا ممکن است نیاز به تقویت یا استفاده از فونداسیون‌های عمیق‌تری داشته باشند، در حالی که خاک‌های سخت‌تر می‌توانند بارهای بیشتری را تحمل کنند. همچنین، تحلیل رفتار خاک در برابر بارهای دینامیکی ناشی از باد و زلزله نیز باید در نظر گرفته شود تا استحکام و ایمنی سازه در طول زمان تضمین گردد.

4. عوامل اجتماعی و اقتصادی

علاوه بر شرایط جغرافیایی و آب و هوایی، عوامل اجتماعی و اقتصادی نیز باید در تحلیل مکان احداث نیروگاه خورشیدی مورد توجه قرار گیرند. نزدیکی به شبکه‌های انتقال برق، دسترسی به زیرساخت‌های لازم مانند جاده و وجود نیروی کار ماهر از جمله این عوامل هستند. همچنین، بررسی نظرات جامعه محلی و تأثیرات زیست‌محیطی پروژه می‌تواند به کاهش مقاومت‌های اجتماعی و تسهیل فرآیند اجرایی کمک کند.