یکی از ویژگی‌های منحصربه‌فرد و برجسته سیستم‌های فتوولتائیک، قابلیت نصب آنها در نزدیکی مصرف‌کنندگان است. این ویژگی مزایای فراوانی را به همراه دارد که از جمله مهمترین آنها، کاهش تلفات انرژی در فرآیند انتقال برق از تولیدکننده به مناطق شهری است. با توجه به افزایش روزافزون تقاضا برای انرژی در شهرها، توجه بسیاری از جوامع به احداث نیروگاه های خورشیدی شهری جلب شده است. توسعه انرژی خورشیدی در شهرها می‌تواند نقش مؤثری در تأمین نیازهای انرژی پایدار ایفا کند.
این اقدام نه تنها به کاهش تلفات انرژی در شبکه کمک می‌کند، بلکه به کاهش آلاینده‌ها، افزایش امنیت انرژی و تقویت پدافند غیرعامل در مناطق شهری نیز منجر می‌شود. با این وجود، احداث نیروگاه های خورشیدی و نصب پنل ها در مناطق شهری با چالشها و موانع خاصی مواجه است که در این مقاله به بررسی آنها خواهیم پرداخت. برای درک بهتر موانع توسعه انرژی خورشیدی در شهرها، با ما همراه باشید.
احداث نیروگاه خورشیدی در شهر با چه چالش هایی روبرو است؟
همانطور که گفتیم احداث نیروگاه های خورشیدی در مناطق شهری می‌تواند به عنوان یک راه‌حل مؤثر برای تأمین انرژی پایدار و کاهش آلاینده‌ها مطرح شود. با این حال، این فرآیند گاهی اوقات با چالشها و موانع متعددی همراه است که باید مورد توجه قرار گیرند. از محدودیت‌های فضایی و مسائل قانونی گرفته تا نگرانی‌های مربوط به سایه‌اندازی، هر یک می‌توانند بر روند توسعه انرژی خورشیدی در شهرها تأثیر بگذارند. در این بخش، به بررسی مهمترین مشکلات نصب پنل خورشیدی در مناطق شهری خواهیم پرداخت و برای رفع هر یک از این چالشها، راهکارهای مؤثری ارائه خواهیم کرد.
1. کمبود فضای مناسب برای نصب پنل‌ها در مناطق شهری
یکی از چالش‌های عمده در نصب پنل خورشیدی در مناطق شهری، کمبود فضای مناسب است. در بسیاری از شهرها، محدودیت‌های فضایی و تراکم ساختمانها، امکان نصب پنل های خورشیدی را در بام‌ها و سطوح دیگر به شدت کاهش می‌دهد. این مسئله به ویژه در مناطق با ساختمانهای بلند و متراکم و دارای وجود تاسیسات گسترده، به وضوح مشهود است. با این حال، پیشرفت‌های تکنولوژیکی در زمینه تولید پنل خورشیدی می‌تواند به حل این مشکل کمک کند.
یکی از راهکارهای مؤثر در این زمینه، استفاده از پنل‌های خورشیدی با تکنولوژی‌های جدیدتر است. پنل های خورشیدی تاپکان (TopCon) و پنل های خورشیدی وات بالا (دارای توان خروجی بالاتر) به دلیل طراحی بهینه و کارایی بالای خود، می‌توانند در مساحت کمتری انرژی بیشتری تولید کنند. این نوع پنل‌ها به گونه‌ای طراحی شده‌اند که با استفاده از مواد با کیفیت و فناوری‌های نوین، بازدهی بیشتری را در مقایسه با پنل‌های نسل قبل خود ارائه دهند. به عنوان مثال، پنل‌های وات بالا می‌توانند به تولید انرژی بیشتری در شرایط مشابه بپردازند و این امر به ویژه در فضاهای محدود بسیار حائز اهمیت است.
علاوه بر این، پنل های بایفیشیال یا دوطرفه (Bifacial) نیز گزینه‌ای عالی به عنوان راهکار غلبه بر چالش محدودیت فضای نصب پنل در مناطق شهری محسوب می‌شوند. این پنل‌ها قادر به جذب نور از هر دو طرف هستند و می‌توانند از انعکاس نور از سطوح اطراف بهره‌برداری کنند. این ویژگی باعث می‌شود که حتی در فضاهای محدود، بازدهی انرژی افزایش یابد.
به طور کلی، با به کارگیری تکنولوژی‌های نوین در طراحی و تولید پنل‌های خورشیدی، می‌توان به بهبود وضعیت نصب این سیستم‌ها در مناطق شهری کمک کرد و چالش کمبود فضا را به نحو مؤثری مدیریت نمود.
برای مشاهده انواع پنل‌های خورشیدی مانا انرژی با توان بالا، اینجا کلیک کنید
2. سایه اندازی بر روی پنل خورشیدی در مناطق شهری
سایه اندازی یکی از چالش‌های مهم در بهره برداری از پنل های خورشیدی در مناطق شهری محسوب می‌شود. در شهرها، وجود ساختمانهای بلند، درختان و دیگر موانع می‌تواند به کاهش بازدهی پنل‌ها منجر شود. سایه‌ها نه تنها میزان نور دریافتی پنل‌ها را کاهش می‌دهند، بلکه می‌توانند باعث ایجاد نقاط داغ (Hot Spot) و آسیب جدی به سیستم های خورشیدی شوند. این مشکل در برخی فصول و در ساعات مختلف روز بارزتر است و می‌تواند تأثیرات منفی بر تولید انرژی داشته باشد.
برای مقابله با این چالش، یکی از راهکارهای مؤثر انتخاب مکان های استراتژیک برای نصب پنل‌ها است. با بررسی دقیق محیط و شناسایی نقاطی که کمترین سایه را دریافت می‌کنند، می‌توان به بهبود عملکرد پنل‌ها کمک کرد. نصب پنل‌ها در ارتفاعات مناسب و دور از موانع سایه‌زا، می‌تواند بازدهی انرژی را به طرز چشمگیری افزایش دهد. همچنین، طراحی و نصب پنل‌ها به گونه‌ای که از نور انعکاسی محیط استفاده کنند، می‌تواند به کاهش تأثیر سایه‌ها کمک کند.
3. نصب پنل خورشیدی در ارتفاع و بام ساختمانهای بلندمرتبه
نصب پنل‌های خورشیدی بر روی پشت بام های ساختمانهای بلندمرتبه در مناطق شهری یکی از چالش‌های مهم است که نیاز به توجه ویژه‌ای به عوامل محیطی و مهندسی دارد. یکی از اصلی‌ترین نگرانی‌ها در این زمینه، تأثیر سرعت باد در ارتفاعات بالاتر است. در فصول مختلف، سرعت باد ممکن است به طور قابل توجهی در این ارتفاعات افزایش یابد و این موضوع می‌تواند به خطر افتادن پنل‌ها و حتی آسیب سیستم های خورشیدی منجر شود.
بنابراین، طراحی مهندسی سازه‌های خورشیدی باید به گونه‌ای انجام شود که بتواند به راحتی با بادهای شدید مقابله کند. این امر مستلزم استفاده از مواد با کیفیت و سیستم‌های نصب مناسب است که بتوانند بارهای ناشی از باد را تحمل کنند. در این راستا، رعایت استانداردهای مهندسی و استفاده از نرم‌افزارهای شبیه‌سازی برای ارزیابی عملکرد سازه در برابر شرایط جوی، از اهمیت بالایی برخوردار است.
4. چالش‌های مرتبط با سیستم‌های برق موجود و نحوه اتصال
یکی از چالش‌های محتمل در نصب سیستم های خورشیدی، هماهنگی و اتصال آنها به شبکه‌های برق موجود است. این فرآیند به دلیل تنوع در طراحی و ساختار سیستم‌های برق شهری، می‌تواند پیچیده و زمان‌بر باشد. در بسیاری از موارد، زیرساخت‌های قدیمی برق ممکن است نتوانند بار اضافی ناشی از سیستم های خورشیدی را تحمل کنند، که این امر نیاز به به‌روزرسانی و تقویت این زیرساخت‌ها را ضروری می‌سازد.
علاوه بر این، مسائل ایمنی نیز در اتصال سیستم های خورشیدی به شبکه برق موجود بسیار حائز اهمیت است. عدم رعایت اصول ایمنی می‌تواند به خطرات جدی برای تجهیزات و همچنین کاربران منجر شود. به همین دلیل، استفاده از تجهیزات و فناوری‌های مناسب برای اطمینان از ایمنی اتصال الزامی است.
یک راهکار موثر این چالشها، طراحی سیستم خورشیدی و اتصال آنها منطبق بر استانداردهای موجود است. متخصصین برق می‌توانند با ارزیابی دقیق شرایط موجود و ارائه راهکارهای مناسب، به بهینه‌سازی فرآیند اتصال کمک کنند. همچنین، آموزش و آگاهی‌رسانی به کاربران در مورد نحوه استفاده صحیح و ایمن از سیستم‌های خورشیدی نیز می‌تواند به کاهش مشکلات مرتبط با اتصال به شبکه برق کمک کند.
بیشتر بخوانید: نیروگاه خورشیدی خانگی؛ از ایده تا واقعیت در 7 مرحله