این مطالعه به بررسی امکان استفاده از پنل های خورشیدی برای تأمین انرژی الکتریکی سوله های صنعتی میپردازد.

با توجه به مصرف بالای انرژی در این سازه ها و ضرورت کاهش هزینه های عملیاتی و آلایندگی های کربنی، استفاده از انرژی خورشیدی با استفاده از پنل های خورشیدی به عنوان یک جایگزین پایدار مورد تحلیل قرار گرفته است. روش تحقیق شامل محاسبات فنی (نیاز انرژی، پتانسیل خورشیدی، طراحی سیستم)، تحلیل اقتصادی (هزینه های نصب، دوره بازگشت سرمایه) و بررسی چالش های اجرایی است. نتایج نشان میدهد که در مناطق با تابش خورشیدی مناسب، نصب پنل های خورشیدی با بازدهی ۱۵–۲۰٪ و دوره بازگشت سرمایه ۵–۸ سال، توجیه پذیر است. همچنین، یکپارچه سازی سیستم های ذخیره سازی باتری و بهره گیری از مشوق های دولتی، قابلیت اطمینان و مقرون به صرفه بودن سیستم را افزایش میدهد.

سوله های صنعتی به دلیل ابعاد بزرگ، نیاز به روشنایی دائمی، سیستم های تهویه مطبوع، و تجهیزات الکترونیکی، از مصرف کنندگان عمده انرژی به شمار میروند. در ایران، سهم بخش ساختمان در مصرف انرژی نهایی بیش از ۴۰٪ است که سوله های صنعتی سهم قابل توجهی از این میزان را به خود اختصاص میدهند. از سوی دیگر، وابستگی به سوخت های فسیلی و نوسانات قیمت انرژی، لزوم به کارگیری منابع تجدیدپذیر مانند انرژی خورشیدی را پررنگ میکند. این پژوهش با هدف امکان سنجی فنی-اقتصادی نصب پنل های خورشیدی در سوله های صنعتی انجام شده و به بررسی عوامل مؤثر در موفقیت این طرح میپردازد.

روش تحقیق

۱. تحلیل نیاز انرژی

• مصرف برق سوله های صنعتی: بر اساس داده های میدانی، یک سوله استاندارد با مساحت ۲۰۰۰ مترمربع، روزانه حدود ۱۵۰–۲۰۰ کیلووات ساعت (kWh) انرژی مصرف میکند. این مقدار شامل روشنایی (۵۰٪)، تهویه (۳۰٪)، و تجهیزات جانبی (۲۰٪) است.
• الگوی مصرف: مصرف انرژی در ساعات مختلف روز متغیر است و اوج مصرف معمولاً در ساعات صبح (8 –17) رخ میدهد.

۲. ارزیابی پتانسیل خورشیدی

• تابش خورشیدی: با استفاده از داده های سازمان انرژیهای تجدیدپذیر ایران، میانگین تابش سالانه در مناطق مرکزی و جنوبی ایران بین ۵٫۵–۶٫۵ کیلووات ساعت بر مترمربع در روز (kWh/m²/day) است.
• محاسبه تولید انرژی: بازده پنل های رایج (۱۸–۲۲٪)، تلفات سیستم (۱۵–۲۰٪)، و جهت بهینه نصب (زاویه ۳۰ درجه به سمت جنوب) در نظر گرفته شد.

۳. طراحی سیستم پنل های خورشیدی

• ظرفیت مورد نیاز: برای تأمین ۲۰۰ کیلووات ساعت در روز، با فرض ۵ ساعت تابش مؤثر، سیستم ۴۰ کیلوواتپیک (kWp) نیاز است (۲۰۰ kWh ÷ ۵ h = ۴۰ kW).
• تعداد پنل ها: با استفاده از پنلهای ۴۰۰ واتی، حدود ۱۰۰ پنل (۴۰,۰۰۰ وات ÷ ۴۰۰ وات) مورد نیاز است.
• ذخیره سازی انرژی: باتریهای لیتیومی با ظرفیت ۱۰۰ کیلووات ساعت برای پوشش مصرف شبانه پیشنهاد میشود.

جهت مشاوره و راهنمایی رایگان با کارشناسان ما در ارتباط باشید

051-1842

۴. تحلیل اقتصادی

• هزینه های سرمایه گذاری:
  • پنلها: ۱۰۰ عدد × ۱۵۰ دلار = ۱۵,۰۰۰ دلار
  • اینورتر: ۱۰,۰۰۰ دلار
  • باتری: ۱۰۰ کیلووات ساعت × ۳۰۰ دلار = ۳۰,۰۰۰ دلار
  • نصب و زیرساخت: ۲۰,۰۰۰ دلار
  • مجموع: ۷۵,۰۰۰ دلار
• صرفه جویی سالانه: با قیمت برق ۰٫۱ دلار به ازای هر کیلووات ساعت، سالانه ۷۳۰۰ دلار (۲۰۰ kWh × ۳۶۵ روز × ۰٫۱ دلار).
• دوره بازگشت سرمایه: ۷۵,۰۰۰ ÷ ۷,۳۰۰ ≈ ۱۰٫۳ سال. با احتساب مشوق های دولتی (مانند خرید تضمینی برق مازاد)، این دوره به ۶–۸ سال کاهش مییابد.

قیمت سوله سبک 1404 (استعلام قیمت، عوامل تأثیرگذار و راهنمای خرید)

نتایج

۱. تولید انرژی: سیستم پیشنهادی قادر به تأمین ۱۰۰٪ نیاز انرژی در روزهای آفتابی و ۶۰–۷۰٪ در روزهای ابری است.
۲. کاهش آلایندگی: جلوگیری از انتشار سالانه ۵۰ تن CO₂ در مقایسه با نیروگاه های گازی.
۳. توجیه پذیری اقتصادی: در مناطق با تابش بالا (مانند یزد یا کرمان)، دوره بازگشت سرمایه به کمتر از ۷ سال میرسد.

بحث

چالش های کلیدی

• فضای نصب: سوله های صنعتی با سقف های بزرگ، فضای کافی برای نصب پنل ها دارند، اما استحکام سقف باید بررسی شود.
• هزینه اولیه: سرمایه گذاری بالا ممکن است برای برخی مجموعه های صنعتی غیرممکن باشد. استفاده از قراردادهای EPC (تأمین مالی توسط بخش خصوصی) راه حلی مؤثر است.
• وابستگی به آب وهوا: در مناطق کم آفتاب، ترکیب با منابع دیگر انرژی (مانند باد) توصیه میشود.

راهکارهای بهبود

• استفاده از پنل های دوطرفه: افزایش ۱۰–۱۵٪ تولید انرژی با نصب پنل های دوطرفه.
• سیاستهای حمایتی: معافیت های مالیاتی و خرید تضمینی برق سبز توسط دولت.

نتیجه گیری

نصب پنل های خورشیدی در سوله های صنعتی در مناطق با تابش خورشیدی مطلوب، از نظر فنی امکانپذیر و اقتصادی مقرون به صرفه است. کاهش هزینه های بلندمدت انرژی، استقلال از شبکه سراسری، و کاهش ردپای کربن از مزایای اصلی این سیستم هاست. پیشنهاد میشود مطالعات دقیقتری برای بررسی تأثیر سایه اندازی و رطوبت بر عملکرد پنل ها انجام شود.

مراجع

۱. International Energy Agency (IEA). (2023). Renewable Energy Market Update.
۲. وزارت نیروی ایران. (۱۴۰۲). آمار مصرف انرژی در بخش ساختمان.
۳. Jacobson, M. Z. (2021). پتانسیل انرژی خورشیدی در خاورمیانه. انتشارات Elsevier.
4. شرکت جوش و پژوهش پرتوگران صنعت خیام