بررسی فناوری و ساختار سامانه های فتوولتائیک هیبریدی

با افزایش تقاضای جهانی برای انرژی و تشدید نگرانی های محیط زیستی بهره برداری از منابع تجدیدپذیر به ویژه انرژی خورشیدی اهمیت چشمگیری یافته است. سامانه های فتوولتائیک در طیف وسیعی از کاربردها شامل بخش های مسکونی، صنعتی و کشاورزی به عنوان منبع تولید توان مورد استفاده قرار می گیرند. با این حال به دلیل ماهیت پیچیده و ناپایدار منبع خورشیدی و نوسانات زمانی تابش استفاده صرف از سامانه های فتوولتائیک مستقل پاسخگوی الزامات قابلیت اطمینان و پایداری تامین انرژی نیست. از این رو طراحی و به کارگیری سامانه های فتوولتائیک هیبریدی که ترکیبی از انرژی خورشیدی و سایر منابع یا سامانه های ذخیره سازی هستند به عنوان یک راهکار فنی و عملیاتی مطرح می شود. در این پژوهش ابتدا ساختار پایه این سامانه ها و نحوه یکپارچه سازی آن با سایر منابع انرژی تجدیدپذیر و سامانه های ذخیره ساز در پیکربندی های مختلف هیبریدی تبیین می شود. هدف از این ساختار ترکیبی برطرف ساختن محدودیت های ذاتی انرژی خورشیدی از جمله وابستگی به شرایط جوی و نوسانات تولید توان خروجی در طول چرخه شبانه روز است. در ادامه مزایای اصلی این سامانه ها از جمله بهبود بهره وری انرژی، استفاده بهینه از منابع تجدیدپذیر، کاهش وابستگی به شبکه سراسری و کاهش انتشار آلاینده های محیط زیستی بیان شده است. سپس مهمترین چالش های فنی و اقتصادی شامل هزینه سرمایه گذاری اولیه، پیچیدگی طراحی و راهبری، الزامات مدیریت پیشرفته انرژی، ملاحظات پایداری و کیفیت توان و نیازهای تعمیر و نگهداری بررسی شده است. بر اساس جمع بندی نتایج سامانه های فتوولتائیک هیبریدی با وجود چالش های بیان شده به عنوان راهکاری کارآمد برای توسعه زیرساخت های انرژی پایدار، افزایش امنیت انرژی و گسترش کاربرد انرژی خورشیدی در مقیاس های مختلف مسکونی و صنعتی مطرح می گردند.

کلیدواژه ها:

انرژی خورشیدی ، سامانه هیبریدی ، فتوولتائیک ، مدیریت انرژی