پنل خورشیدی سیستمی است که با استفاده از نور خورشید بخشی یا تمام برق مورد نیاز یک ساختمان را تولید میکند. این سیستم در کاهش هزینه برق و تأمین انرژی در زمان قطعی شبکه نقش مهمی را دارد. برای اینکه بدانید این سیستم برای ساختمان شما مناسب است یا خیر باید به عواملی مانند میزان مصرف برق، فضای پشتبام، موقعیت جغرافیایی و هدف شما از نصب توجه کنید.
فراالکتریک با ارائه خدمات مشاوره، طراحی فنی و اجرای تخصصی نیروگاه خورشیدی برای خانه میتواند بهترین راهکار را بر اساس نیاز شما ارائه دهد.
انواع سیستمهای خورشیدی
سیستمهای خورشیدی بهطور کلی به دو دسته اصلی آنگرید (On-Grid) و آفگرید (Off-Grid) تقسیم میشوند. سیستم آنگرید به برق شهری متصل است و معمولاً باتری ندارند. درنتیجه درصورت کمبود تولید برق خورشیدی مصرف برق خانه از شبکه تأمین میشود. این نوع سیستم نسبت به آفگرید، هزینه اولیه کمتری دارد.
درمقابل آفگرید کاملاً مستقل از شبکه برق عمل میکند و برای تأمین برق نیاز به باتری ذخیره انرژی دارند. آفگرید برای مکانهایی که به شبکه برق دسترسی ندارند بسیار مناسب است. این سیستمها در ویلاها، باغها، چاههای کشاورزی و مکانهای دورافتاده کاربرد دارند.
در این جدول به بررسی و مقایسه این دو سیستم با هم پرداختیم.
| ویژگی | سیستم آنگرید (On-Grid) | سیستم آفگرید (Off-Grid) |
| اتصال به شبکه | مستقیماً به شبکه برق شهری متصل است. | کاملاً مستقل است و هیچ اتصالی به شبکه برق ندارد. |
| ذخیره انرژی | معمولاً به باتری نیاز ندارد (شبکه نقش باتری را بازی میکند). | برای تأمین برق در شب و روزهای ابری، نیاز مبرم به بانک باتری دارد. |
| مدیریت انرژی مازاد | برق اضافی به شبکه تزریق میشود (طرح کنتور دوطرفه یا Net Metering). | انرژی اضافی در باتری ذخیره میشود و پس از پر شدن باتری، هدر میرود. |
| عملکرد در قطعی برق | به دلیل موارد حفاظتی و فنی، اینورترهای آنگرید بلافاصله پس از تشخیص قطعی شبکه از جریان معکوس برق (Backfeed) به خطوط انتقال جلوگیری میکنند و سیستم غیرفعال میشود. | تحت تأثیر قطعی شبکه نیست و برق را بدون وقفه تأمین میکند. |
| هزینههای اولیه | کمترین هزینه (به دلیل حذف باتری و تجهیزات جانبی). | هزینه بسیار بالا (به دلیل قیمت بالای باتریها و اینورترهای خاص). |
| استقلال انرژی | استقلال نسبی؛ همچنان تعامل با شرکت برق وجود دارد. | استقلال صددرصدی از شرکت برق و نوسانات قیمت انرژی. |
| مکان مناسب | مناطق شهری، صنعتی و مکانهایی با شبکه برق پایدار. | مناطق دورافتاده، ویلاهای کوهستانی، مزارع کشاورزی و جاهایی که انتقال برق و نصب پل برق پرهزینه است. |
| نگهداری و تعمیرات | بسیار کمهزینه و کمدردسر. | نیازمند بازدید و نگهداری منظم (بهویژه برای باتریها و ژنراتور). |
نیروگاه خورشیدی پشتبامی برای درآمدزایی
این نوع سیستمها معمولاً آنگرید هستند و به شبکه برق شهری متصل میشوند. انرژی تولید شده ابتدا مصرف ساختمان را تأمین میکند و مازاد آن به شبکهی برق برمیگردد. نیروگاه خورشیدی پشتبامی برای کاهش هزینه برق و حتی کسب درآمد از فروش مازاد انرژی بسیار مناسب است.
برق تولیدی توسط پنلها ابتدا نیاز ساختمان شما را تأمین میکند و هر چقدر مازاد بماند، از طریق کنتور دوطرفه به شبکه فرستاده میشود.
به ازای هر واحد انرژی که به شبکه میفرستید، اعتبار دریافت میکنید که هزینههای برق مصرفی شما در شب را پوشش میدهد. در بسیاری از کشورها، اگر در پایان دوره (مثلاً یک ساله) مجموع تولید شما بیشتر از مصرفتان باشد، شرکت برق مبلغ مابهالتفاوت را به شما پرداخت میکند.
طبق گزارشهایی که در سطح جهانی وجود دارد، دوره بازگشت سرمایه برای یک سیستم آنگرید معمولاً بین ۵ تا ۶ سال است، با توجه به عمر مفید پنلها که بیش از ۲۵ سال است، شما حدود ۲۰ سال برق رایگان و درآمد خالص از فروش برق به دولت خواهید داشت.
سیستم خورشیدی مستقل برای ویلاها و مناطق بدون برق
سیستمهای مستقل یا آفگرید برای مکانهایی مناسباند که به شبکه برق دسترسی ندارند. این سیستمها معمولاً شامل پنل، باتری و تجهیزات حفاظتی هستند و انتخاب درست ظرفیت باتریها در آنها اهمیت زیادی دارد.
چهار بخش حیاتی این سیستم شامل باتری، پنلهای خورشیدی، کنترل شارژر و اینورتر هست.
باتری قلب سیستم است که انرژی مازاد روز را برای استفاده در شب یا روزهای ابری ذخیره میکند. باتریهای لیتیوم آهن فسفات (LiFePO4) به دلیل طول عمر بیشتر و ایمنی بالاتر، بهترین گزینه هستند.
وظیفه کنترلر شارژر که مابین پنل و باتری قرار میگیرد این هست که از شارژ بیش از حد و آسیب به باتری جلوگیری کند. اینورتر یا مبدیل هم وظیفه این را دارد که برق DC را به برق AC یا همان برق شهری برای روشن شدن وسایل خانه همچون یخچال و تلویزیون تبدیل کند.
یکی از نکاتی که باید در سیستمهای آف گرید توجه کرد محاسبه میزان برق مورد نیاز و تجهیزات لازم برای این مورد هست که در ادامه به آنها خواهیم پرداخت.
سیستمهای هیبریدی (ترکیبی) برای تأمین برق اضطراری
سیستمهای هیبریدی براساس ترکیبی از شبکه برق و باتری عمل میکنند. در این سیستمها برق خورشیدی مصرف ساختمان را تأمین میکند و در صورت قطعی شبکه باتری برق اضطراری را فراهم میکند.
برای یک خانه چقدر پنل خورشیدی نیاز است؟
تعداد پنلهای خورشیدی مورد نیاز برای یک خانه به عوامل مختلفی بستگی دارد و یک عدد ثابت برای همه ساختمانها وجود ندارد. از جمله این عوامل میتوان به این موارد اشاره نمود:
- موقعیت جغرافیایی و فصل
- نوع سیستم (آنگرید یا آفگرید)
- راندمان پنل
- جهت و زاویه نصب
- برق مصرفی خانوار
برای تعیین ظرفیت پنل خورشیدی یک خانه، ابتدا باید مصرف دقیق برق خانوار مشخص شود. مصرف روزانه را میتوان از روی قبض برق محاسبه کرد. باتوجه به ساعات اوج، تعداد و توان پنلها مصرف نهایی برآورد میشود.
پس از تعیین تعداد پنلها باید فضای نصب و جهت تابش خورشید بررسی شود تا راندمان تولید به حداکثر برسد. هر پنل حدود ۱.۶ تا ۲ متر مربع فضا نیاز دارد و نصب آن باید به گونهای باشد که سایه ساختمانها یا درختان اطراف تولید برق را کاهش ندهد.
پس به طور خلاصه برای محاسبه مقدار مورد نیاز باید این مراحل را طی نمایید:
1- محاسبه مصرف روزانه
ابتدا مجموع وات-ساعت مصرفی تمام وسایل برقی مورد استفاده در خانه در طی یک شبانهروز را محاسبه کنید. این مقدار را میتوانید از روی قبض برق یا لیست کردن وسایل برقی مصرفی در زندگی روزمرهتان محاسبه کنید.
2- تقسیم بر ساعات آفتابی
عدد به دست آمده را بر میانگین ساعات تابش مفید خورشید در منطقه خود تقسیم کنید. یک عدد ایمن برای اکثر مناطق، ۴ ساعت آفتابی در روز است.
3- تقسیم بر توان هر پنل
توان سیستم مورد نیاز را بر توان هر پنل (مثلاً ۴۰۰ وات) تقسیم کنید تا تعداد نهایی پنلها مشخص شود.
برای اینکه دیدی نسبت به آمار و ارقام داشته باشید، به طور میانگین برای یک خانه متوسط 3 خوابه سیستمی با 4.4 کیلوات و برای یک خانه کوچک که در مصرف انرژی صرفهجویی میکنند حدود توان 2.2 کیلووات میتواند کافی باشد.
همچنین یک سیستم ۱۰ کیلوواتی میتواند بارهای سنگینی مثل ۳ واحد کولر گازی و شارژ یک ماشین برقی را به خوبی مدیریت کند.
یک سیستم کوچک ۱.۹ کیلوواتی به عنوان یک شروع حرفهای برای خانههای بسیار کممصرف یا کلبههای آفگرید در نظر گرفته میشود.
البته همیشه توصیه میشود سیستم را کمی بزرگتر از نیاز حداقلی خود در نظر بگیرید تا در روزهای نیمهابری یا با افزایش مصرف در آینده، دچار مشکل نشوید.
هزینه نصب پنل خورشیدی برای خانه و بازگشت سرمایه
هزینه نصب یک سیستم خورشیدی خانگی شامل خرید پنلها، اینورتر، باتری (در صورت نیاز)، سازه، تابلوها و همچنین هزینه نصب و راهاندازی است. بسته به ظرفیت سیستم، کیفیت تجهیزات و نوع برند قیمت کلی متفاوت است.
شرایط وام احداث نیروگاه خورشیدی
باتوجه به کمبود برق در برخی مناطق دولت تسهیلات ویژهای را برای احداث نیروگاه خورشیدی خانگی ارائه میکند. شما میتوانید وامی تا سقف ۳۰۰ میلیون تومان با سود کم برای نصب پنل خورشیدی خانگی دریافت کنید. این طرح میتواند بازگشت سرمایه را سریعتر کنند و اجرای پروژه را برای خانوارها مقرونبهصرفه نماید.
درآمد ماهیانه نیروگاه خورشیدی خانگی
اگر سیستم متصل به شبکه باشد علاوه بر کاهش هزینه قبض برق امکان فروش مازاد انرژی به شبکه نیز وجود دارد. درآمد ماهیانه به میزان تولید انرژی، مصرف خانه و تعرفه برق خریداری شده توسط شرکت برق بستگی دارد. بهعنوانمثال برای یک سیستم ۵ کیلوواتی معمولی فروش مازاد حدود ۲ تا ۵ میلیون تومان در ماه درآمد دارد. بنابراین در شرایط استاندارد بازگشت سرمایه بین ۳ تا ۵ سال را اتفاق میافتد.
طبق نرخ تضمینی خرید برق در سال 1404 توسط ساتبا که در این صفحه میتوانید مشاهده کنید، به این شرح هست:
| ردیف | ظرفیت نیروگاه | نرخ پایه خرید تضمینی (ریال بر کیلووات ساعت) |
|---|---|---|
| ۱ | ۲۰۰ کیلووات و کمتر | ۳۸,۲۰۰ |
| ۲ | بین ۲۰۰ کیلووات تا ۱ مگاوات | ۳۱,۵۰۰ |
| ۳ | بین ۱ مگاوات تا ۱۰ مگاوات | ۲۸,۰۰۰ |
با فرض میانگین ۴ ساعت تابش مفید خورشید در روز، درآمد ماهیانه به شرح زیر تخمین زده میشود:
برای یک نیروگاه ۵ کیلوواتی (رایج برای منازل):
◦ تولید روزانه: ۵ کیلووات × ۴ ساعت = ۲۰ کیلوواتساعت
◦ تولید ماهیانه: ۲۰ × ۳۰ روز = ۶۰۰ کیلوواتساعت
◦ درآمد ماهیانه: ۶۰۰ × ۳۸,۲۰۰ ریال = ۲۲,۹۲۰,۰۰۰ ریال (حدود ۲.۳ میلیون تومان)
برای یک نیروگاه ۱۰ کیلوواتی:
◦ تولید روزانه: ۱۰ کیلووات × ۴ ساعت = ۴۰ کیلوواتساعت
◦ تولید ماهیانه: ۴۰ × ۳۰ روز = ۱۲۰۰ کیلوواتساعت
◦ درآمد ماهیانه: ۱۲۰۰ × ۳۸,۲۰۰ ریال = ۴۵,۸۴۰,۰۰۰ ریال (حدود ۴.۶ میلیون تومان)
برای یک نیروگاه ۲۰ کیلوواتی:
◦ درآمد ماهیانه حدود ۹۱,۶۸۰,۰۰۰ ریال (حدود ۹.۱ میلیون تومان) خواهد بود.
2 نکته هم در این فایل آمده است که مورد توجه هست، یک اینکه حداکثر ظرفیت مجاز برای احداث نیروگاه بر روی انشعاب، دو برابر ظرفیت انشعاب ساختمان و تا سقف ۲۰۰ کیلووات برای نیروگاههای خورشیدی است و دوم اینکه نرخهای ذکر شده “نرخ پایه” هستند و معمولاً بر اساس فرمولهای ابلاغی (شامل نرخ ارز و تورم) در زمان صورتحساب تعدیل میشوند.
همچنین برای احداث نیروگاه خورشیدی ساتبا مراحل را به این شرح بیان میکند.
مراحل طراحی و اجرای نیروگاه خورشیدی توسط فرا الکتریک
راهاندازی پنل خورشیدی برای خانه تنها به خرید پنل و نصب آن محدود نمیشود. برای رسیدن به سیستمی با راندمان بالا و طول عمر طولانی مراحل نصب و اجرا باید با دقت انجام شود. فراالکتریک با ارائه مشاوره و طراحی تخصصی به شما کمک خواهد کرد سیستمی دقیقاً با نیاز خود تهیه کنید. ما در فراالکتریک این خدمات را برای راهاندازی نیروگاه خورشیدی ارائه میکنیم.
امکان سنجی و طراحی فنی
مشاوران فراالکتریک در اولین مرحله شرایط محل نصب، میزان مصرف ساختمان و فضای پشتبام را بررسی میکنند. بر اساس این اطلاعات ظرفیت سیستم محاسبه شده و انتخاب تجهیزات مناسب انجام میشود. فراالکتریک با پیشنهاد برندهای معتبر پنل، اینورتر و باتری بهترین گزینه را معرفی میکند.
تامین تجهیزات
پس از طراحی، تجهیزات مورد نیاز شامل پنلها، اینورتر، باتری و سازههای نصب خریداری میشوند. فراالکتریک تجهیزات باکیفیت و متناسب با پروژه را پیشنهاد میدهد تا نصب، نگهداری و تعمیرات در آینده آسان و مطمئن باشد.
نصب، راهاندازی و دریافت مجوزها
در این مرحله سازه نصب، پنلها و تابلوهای حفاظتی بهصورت اصولی اجرا میشوند. کابلکشی و ارت سیستم نیز انجام خواهد شد. سپس سیستم راهاندازی و تست اولیه صورت میگیرد. در پروژههای متصل به شبکه، فراالکتریک مراحل دریافت مجوزهای لازم از شرکت برق را نیز انجام میدهد تا امکان فروش برق مازاد برای شما نیز فراهم شود.
نگهداری و طول عمر سیستمهای خورشیدی مسکونی
سیستمهای خورشیدی مسکونی بهطور کلی دوام و مقاومت بالایی در برابر شرایط جوی دارند. پنلهای استاندارد با شیشه مقاوم و قاب آلومینیومی ساخته میشوند و در برابر تگرگ، باد شدید و بارش باران عملکرد خود را حفظ میکنند.
بااین حال نصب اصولی، زاویه مناسب پنلها و تمیزکاری دورهای سطح پنلها باعث افزایش طول عمر و راندمان تولید انرژی میشود. بیشتر پنلها عمر مفیدی بین ۲۵ تا ۳۰ سال دارند و با نگهداری صحیح عملکرد آنها در طول زمان کاهش پیدا نمیکند.
باتری مورد نیاز نیز به نوع سیستم بستگی دارد. سیستمهای متصل به شبکه (On-Grid) معمولاً به باتری نیاز ندارند و برق مصرف نشده میتواند به شبکه فروخته شود. درمقابل در سیستمهای آفگرید (Off-Grid) و یا سیستمهای هیبریدی باتری بخشی از سیستم است که عمر آن بین ۵ تا ۱۰ سال است.
جمع بندی
پنل خورشیدی برای خانه راهکاری مطمئن برای کاهش هزینه برق، تأمین انرژی در زمان قطعی و حتی کسب درآمد از فروش مازاد هستند. انتخاب سیستم مناسب به عوامل متعددی بستگی دارد. طراحی دقیق سیستم، نصب اصولی و نگهداری منظم طول عمر و راندمان سیستم را تضمین میکند.
فراالکتریک با ارائه خدمات مشاوره، طراحی فنی، تأمین تجهیزات متنوع و اجرای کامل نیروگاههای خورشیدی کمک میکند تا هر خانه سیستم اختصاصی و بهینه خود را داشته باشد. درنتیجه سرمایهگذاری در انرژی خورشیدی با بیشترین بازده انجام خواهد شد.
سوالات متداول
تفاوت سیستم خورشیدی متصل به شبکه با سیستم جدا از شبکه چیست؟
سیستم متصل به شبکه به برق شهری وصل است و شبکه مانند باتری عمل میکند (مازاد تولید را میفروشد). سیستم جدا از شبکه کاملاً مستقل است و برای ذخیره برق به باتریهای حجیم و گرانقیمت نیاز دارد.
برای یک خانه ۱۰۰ متری معمولی به چند پنل خورشیدی نیاز داریم؟
به طور میانگین بین ۱۵ تا ۳۰ پنل مورد نیاز است. برای یک خانه معمولی، سیستمی با توان حدود ۴.۴ کیلووات پیشنهاد میشود که در ساختمانهای بهینه میتواند تا ۲.۲ کیلووات کاهش یابد.
آیا با نصب پنل خورشیدی میتوانم کنتور برق شهری را کاملاً قطع کنم؟
فقط در سیستمهای آفگرید امکان قطع کامل وجود دارد. در سیستمهای آنگرید، شما همچنان برای شبها و روزهای ابری به شبکه وابسته هستید.
هزینه راهاندازی یک نیروگاه خورشیدی ۵ کیلوواتی چقدر تمام میشود؟
سیستمهای متصل به شبکه ارزانتر هستند (در یک نمونه حدود ۴۲۰۰ دلار). سیستمهای آفگرید به دلیل هزینه باتری، ۲ تا ۴ برابر گرانتر تمام میشوند.
آیا پنلهای خورشیدی در روزهای ابری یا بارانی هم برق تولید میکنند؟
بله، اما راندمان کاهش مییابد. در روزهای ابری تولید به حدود ۱۰ تا ۲۵ درصد روزهای آفتابی میرسد.
عمر مفید تجهیزات خورشیدی و باتریها چند سال است؟
پنلها حداقل ۲۵ سال عمر میکنند. باتریهای لیتیومی عمر طولانیتری دارند و باتریهای AGM معمولاً تا ۳۰۰۰ چرخه شارژ دوام میآورند.
آیا پنل خورشیدی میتواند کولر گازی را روشن کند؟
بله، یک سیستم ۱۰ کیلوواتی میتواند تا ۳ عدد کولر گازی را همزمان پشتیبانی کند.
بهترین جهت و زاویه برای نصب پنل خورشیدی در ایران کدام است؟
پنلها باید رو به جنوب نصب شوند. زاویه دقیق بستگی به عرض جغرافیایی محل نصب دارد.
منظور از پنل خورشیدی ۱۰۰۰۰۰ وات یا ۵۰۰۰۰ وات چیست؟
این اعداد نشاندهنده ظرفیت کل خروجی سیستم (۱۰۰ کیلووات یا ۵۰ کیلووات) است که معمولاً برای مقاصد صنعتی یا نیروگاههای بزرگ استفاده میشود.
برای احداث نیروگاه خورشیدی پشتبامی به چه مجوزهایی نیاز است؟
برای سیستمهای متصل به شبکه، دریافت تاییدیه از شرکت توزیع برق محلی و رعایت استانداردهای ساتبا الزامی است.
درآمد ماهیانه فروش برق به دولت چقدر است و آیا به صرفه است؟
برای یک سیستم ۵ کیلوواتی حدود ۲.۳ میلیون تومان در ماه (طبق نرخ پایه سال 1404) است. با توجه به بازگشت سرمایه ۵ تا ۶ ساله، این یک سرمایهگذاری سودآور محسوب میشود.
آیا سقفهای ایرانیتی یا سفالی تحمل وزن پنل خورشیدی را دارند؟
نصب روی انواع سقفها با استفاده از سیستمهای نگهدارنده (Mounting) مخصوص امکانپذیر است، اما باید استحکام سازه توسط کارشناس بررسی شود.
هزینه تعمیر و نگهداری سالانه نیروگاه خانگی چقدر است؟
در سیستمهای متصل به شبکه بسیار ناچیز است و عمدتاً شامل شستشوی پنلها (۱ یا ۲ بار در سال) میشود.
اگر برق شبکه قطع شود، نیروگاه خورشیدی خانگی هم قطع میشود؟
بله، در سیستمهای آنگرید به دلایل ایمنی (حفاظت از تعمیرکاران شبکه)، سیستم در زمان قطعی برق به طور خودکار خاموش میشود.
تفاوت قیمت پنلهای مونوکریستال و پلیکریستال در چیست؟
پنلهای مونوکریستال راندمان بالاتر و قیمت بیشتری دارند، در حالی که پلیکریستالها ارزانتر و دارای راندمان کمتری هستند.
در سیستمهای آفگرید (باغ و ویلا) چه نوع باتریای مناسبتر است؟
باتریهای لیتیومی (LiFePO4) به دلیل طول عمر بالا و عدم نیاز به نگهداری بهترین گزینه هستند. باتریهای AGM جایگزین ارزانتری محسوب میشوند.
آیا احتمال شکستن پنلها بر اثر تگرگ وجود دارد؟
پنلهای استاندارد دارای لایه محافظ در برابر شرایط جوی سخت هستند، اما در صورت تگرگهای بسیار غیرعادی، احتمال آسیب وجود دارد.
آیا برای نصب نیروگاه خورشیدی نیاز به تغییر سیمکشی داخلی ساختمان است؟
خیر، برق تولیدی توسط اینورتر به تابلو برق اصلی ساختمان متصل میشود و نیازی به تخریب یا تغییر سیمکشی داخلی اتاقها نیست.