سیستم فتوولتانیک

اهمیت فراوان انرژی در جهان و استفاده از آن جهت تامین نیازهای زندگی از یک سو و همچنین با در نظر گرفتن انواع مختلف منابع تامین انرژی، علی الخصوص انرژی تجدید پذیر خورشیدی از سوی دیگر، باعث شده که ،سیستم فتوولتائیک به عنوان یک منبع تامین انرژی مناسب درنظر گرفته شود. یکی از دلایل مهم بکارگیری این سیستم کاهش استفاده از سوختهای هسته ای و فسیلی بوده و قابلیت نصب و راه اندازی این سیستم با رنج توانی مختلف در سراسر جهان ، دلیل دیگری بر این اهمیت می باشد.

لازم به ذکر است، هر پدیده ای که در اثر نور خورشید و بدون استفاده از مکانیزمهای محرک الکتریسیته تولید کند، پدیده فتوولتائیک نامیده می شود و به سیستمی که از این پدیده استفاده نماید سیستم فتوولتائیک می گوید.

سازمان انرژیهای نو ایران تا کنون توانسته در زمینه بهره برداری از سیستم فتوولتائیک در کاربردهای مستقل از شبکه مانند : روشنایی خورشیدی (چراغهای خیابانی) . سیستم پمپاژ آب خورشیدی، یخچالهای خورشیدی و سیستمهای متصل به شبکه مانند نیروگاه ۳۰ کیلو وات طالقان و ۵ کیلو وات تهران ، فعالیت نماید.عملکرد این سیستم به گونه ای است که با تابش نور مستقیم خورشید بر سطح پانلهای خورشیدی انرژی الکتریکی تولید می شود. بطور کلی سیستم فتوولتائیک به سه بخش زیر تقسیم می شود:

• پنلهای خورشیدی (جریان و ولتاژ خروجی این پنلها DC می باشد)
• تولید توان مطلوب یا بخش کنترل
• مصرف کننده یا بار الکتریکی

مزایا:
سهولت در نصب ، نگهداری و بهره برداری
عدم نیاز به ادوات مکانیکی و در نتیجه راندمان بالا

عدم ایجاد آلودگی صوتی قابلیت نصب و راه اندازی در مناطق دور از شبکه، جنگلها و پارکها
امکان تزریق به شبکه سراسری برق بدون نیاز به لوازم جانبی مانند پست و ترانس
امکان استفاده برای مصرف کنندگان بصورت AC و یا DC

اهداف گروه فتوولتائیک سازمان عبارتند از:
– ترویج فرهنگ استفاده از سیستم های فتوولتائیک
– تولید توانهای کوچک بصورت پراکنده و نهایتا صرفه جویی در مصرف برق
– پیک سایی طی روز در مناطقی که دارای پیک روز می باشند.

– کاهش تولید توان نیروگاهها در طی در طی روز و در نتیجه کاهش مصرف سوخت
– تامین روشنایی در تونلهای دور از شبکه و سهولت در تردد وسایل نقلیه
– تامین برق مورد نیاز مناطق خارج از شبکه برق سراسری
چشم انداز آتی :

با توجه به روند روزافزون استفاده از کاربرد انرژی های نو و پیشرفت سیستمهای خورشیدی بویژه فتوولتائیک در جهان، امید است با توسعه تکنولوژی، جهت ایجاد تنوع در منابع تامین انرژی و کاهش مصرف سوختهای فسیلی حرکتی عظیم در تولید انرژی و استفاده از این منبع لایزال انجام دهیم و با بهره برداری از حداکثر توان و پتانسیلهای بالقوه انرژی های تجدید پذیر و همچنین اشاعه فرهنگ استفاده از سیستمهای فتوولتائیک در سطح کشور، بتوانیم ضمن عنایت و حمایت مسئولان با بومی نمودن این تکنولوژی گامی در جهت توسعه و کاربرد انرژی های تجدید پذیر برداشته تا در صورت بروز بحران انرژی در جهان، جهت تامین بخشی از انرژی مورد نیاز کشور به عنوان جایگزینی مطمئن، از سیستمهای فتوولتائیک استفاده نمود.

طرح توسعه فن آوریهای هیدروژن
با توجه به ماهیت اغلب انرژی های نو و تجدید پذیر که امکان دسترسی به آنها در زمان و مکان مناسب جهت ذخیره پیوسته وجود ندارد میاز به حد واسطی جهت ذخیره و حمل آنها ضروری است. هم اکنون از هیدروژن به عنوان سوخت آینده بشر نام برده می شود. امکان تولید هیدروژن از منابع انرژی پاک و فسیلی وجود داشته و با تولید هیدروژن از منابع انرژی نو و تجدید پذیر امکان ذخیره سازی انرژی منابع فوق الذکر و استفاده از آنها در زمان ومکان مناسب فراهم می

گردد. قابلیت احتراق مستقیم هیدروژن در موتورهای احتراق داخلی و یا واکنش شیمیایی در پیل سوختی و تولید الکتریسیته بدون ایجاد آلودگی، از مزایای هیدروژن بعنوان یک حامل انرژی پاک می باشد. با توجه به مزیتهای نسبی ایران در خصوص توسعه فن آوریهای هیدروژن نظیر بهره مندی از منابع انرژی های نو و تجدید پذیر مانند انرژی باد، خورشید و وجود غنی انرژی فسیلی بویژه گاز طبیعی (با قابلیت تبدیل به هیدروژن) و زیر ساختهای عرضه آن سازمان انرژیهای نو ایران از سال ۱۳۷۵ پروژه های مختلفی را در خصوص شناخت و بررسی علمی و عملی فن آوریهای مختلف تولید، ذخیره، عرضه و مصرف هیدروژن با تمرکز

فعالیتهای اجرایی در سایت انرژیهای نو طالقان آغاز نموده که در حال حاضر پروژه های تولید هیدروژن به روش الکترولیز قلیایی و ذخیره سازی هیدروژن در حال اجرا بوده و با ساخت سیستمهای پیل سوختی و اتصال این مجموعه به پانل های فتوولتائیک ، چرخه کامل تولید، ذخیره و مصرف انرژی پاک بر اساس هیدروژن انجام می گردد.

گروه هیدروژن در سه بخش عمده به شرح ذیل فعالیت می نماید :
۱- فن آوریهای تولید هیدروژن – هیدروژن را می توان از منابع هیدروکربنی به کمک روشهای رفرمینگ و کراکینگ و یا از الکترولیز اب که الکتریسیته مورد نیاز آن از منابع انرژیهای نو مانند انرژی باد و خورشید فراهم شده است تهیه نمود . از سایر روشهای تهیه هیدروژن می توان به ترمو شیمی ، فتو شیمی و … اشاره نمود.

۲- فن آوریهای عرضه و ذخیره سازی هیدروژن – هیدروژن گاز بسیار سبکی است به منظور استفاده از آن در زمان و مکان مناسب لازم است هیدروژن را در مخازن فلزی یا کامپوزیت تحت فشار بالا ذخیره نمود و یا با فن آوریهای پیشرفته آن را به مایع تبدیل کرد. از سایر روشهای ذخیره هیدروژن می توان به Metalhydrid اشاره نمود.

۳- فن آوریهای مصرف هیدروژن – هیدروژن را میتوان به شکل احتراق (مستقیم یا کاتالیستی) جهت تولید انرژی حرارتی و یا در اثر واکنش شیمیایی جهت تولید حرارت و الکتریسیته (پیل سوختی) مصرف نمود. راندمان بالا حداقل نشر آلاینده های زیست محیطی، امکان مصرف سوختهای فسیلی و پاک، مدولاربودن، امکان استفاده در مولدهای همزمان حرارت و الکتریسیته از جمله مزایای پیل های سوختی می باشد. دامنه کاربرد سیستم های پیل سوختی از صنایع پرتابل الکتریکی تا صنایع نیروگاهی و حمل و نقل گسترده است.

عملکرد سازمان در بخش هیدروژن
گروه فن آوریهای تولید هیدروژن :
انجام پروژه های مطالعاتی در خصوص روش ترموشیمی طراحی مفهومی سیستم الکترولیز به ظرفیت های به ظرفیت های KW 5 ، KW 175 خرید نصب و زاه اندازی یکدستگاه الکترولیز آزمایشگاهی به ظرفیت KW 5 ، خرید و نصب تجهیزات مکانیکی یکدستگاه الکترولیز قلیایی به ظرفیت به ظرفیت KW 200
گروه فن آوریهای عرضه و ذخیره سازی هیدروژن:

انجام پروژه های مطالعاتی در خصوص بررسی فنی و اقتصادی انواع روشهای ذخیره سازی و مایع سازی هیدروژن طراحی ساخت و آزمایش مخزن ذخیره گاز هیدروژن تحت فشار bar 100 با همکاری ماشین سازی اراک

گروه فن اوریهای مصرف هیدروژن:
انجام پروژه های مطالعاتی در خصوص طراحی مفهومی سیستم پیل سوختی از نوع سفریک به ظرفیت KW 1، امکان سنجی ساخت یکدستگاه اجاق احتراق کاتالیستی هیدروژنی، هیدروژن سوز کردن موتور پیکان ساخت یک نمونه آزمایشگاهی پیل سوختی از نوع قلیایی به ظرفیت W 4 ساخت مقدماتی پیل سوختی از نوع پلیمری به ظرفیت KW 1، تولیت سایت WWW.iranfuelcell.com خرید گیتهای آموزشی پیل سوختی جهت اهدا به مدارس، مشارکت در پروژه امکان سنجی و تحلیل جذابیت پیل سوختی و تدوین استراتژی توسعه آن در کشور

چشم انداز آتی :
بررسی رفرمرهای تولید هیدروژن از منابع فسیلی بررسی انواع روشهای ذخیره سازی هیدروژن بویژه مخازن کامپوزیت، ساخت پیل سوختی پلیمری KW 5 و KW 25، تحقیق و بررسی بر روی پیل های سوختی اکسید جامد (تک سل و KW 1) تحقیق و بررسی و ساخت نمونه پیل های سوختی SOFC با سوخت گاز طبیعی، خرید ، نصب، راه اندازی و بررسی عملکرد مولدهای همزمان حرارت و الکتریسیته (CHP) ، خرید، نصب، راه اندازی و بررسی عملکرد پیل سوختی در مقیاس صنعتی ، فعالیتهای مطالعاتی در خصوص سیستم های هیدروژنی و پیل سوختی از جمله فعالیتهای آتی سازمان انرژی های نو ایران در بخش هیدروژن و پیل سوختی خواهد بود.

زیست توده، منبع عظیم انرژی تجدید پذیر
مشکلات زیست محیطی ناشی از کاربرد سوختهای فسیلی و افزایش روز افزون تقاضای انرژی، رویکرد به انرژهای تجدید پذیر، توسعه و کاربرد این مناب را در دنیا هر روز ضروری تر می سازد. در برنامه های تولید انرژی کشورهای توسعه یافته و در حال پیشرفته دنیا، درصد قابل توجهی به انرژی های نو اختصاص یافته است. یکی از این منابع که به لحاظ ملاحظات زیست محیطی با سرعت بیشتری به آن پرداخته می شود. منابع انرژی زیست توده (بیوماس) می باشد منابع

فراوان زیست توده در طبیعت اعم از منابع گیاهی و زائدات کشاورزی زباله ها و فاضلابها ی شهری و صنایع غذایی و فضولات نامی دامی منابعی هستند که رها شده آنها در طبیعت علاوه بر بروز مشکلات بهداشتی باعث تولید گازهای گلخانه ای و مخرب محیط زیست می شود که ادامه این روند موجب خسارات فراوان و بعضا غیر قابل جبران به محیط زیست می گردد.

مدیریت این منابع علاوه بر کنترل آلودگیهای زیست محیطی، منجر به تولید انرژی فراوانی می گردد که هم اینک در امریکا و کشورهای اروپایی همانند انگلستان،آلمان ، بلژیک، سوئد و … از منابع زیست توده جهت تولید انرژی در سطح نیروگاهی استفاده می شود. بهره گیری از منابع و پتانسیل فراوان زیست توده در کشور به منظور تولید انرژی الکتریکی نیازمند اقدامات جدی سیاست گذاریهای کلان در این زمینه می باشد.

گروه زیست توده در راستای اهداف سازمان انرژی های نو ایران مبنی بر تحقیق و توسعه کاربرد انرژی های تجدید شونده فعالیت خود را در این زمینه متمرکز نموده ضمن مطالعه و پتانسیل سنجی جامع منابع زیست توده در کشور ساخت نمونه های پایلوت تولید انرژی از منابع زیست توده و نهایتا تولید انرژی از این منابع در سطح نیروگاهی در کشور را در برنامه های کاری خود درد در برنامه های کاری خود دارد. در این میان زباله ها و فاضلابهای شهری و صنایع غذایی بزرگ بعنوان منابعی که دارای پتانسیل تولید انرژی قابل توجهی می باشند، در راس توجه قرار گرفته اند.
عملکرد و مزایا

از آن جایی که منابع زیست توده در اثر فعالیت بی هوازی و بیو شیمیایی ، عمدتا تولید گاز متان می نمایند. سیستمهای قابل استفاده برای تولید انرژی از این منابع مختلف، متفاوت خواهند بود. به عنوان نمونه از زباله های شهری در محلی به نام (لندفیل) می توان گاز متان استحصال کرد و یابا استفاده از زباله سوزها می توان انرژی تولید نمود تولید گاز از فضولات دامی، فاضلابهای شهری و صنایع غذایی در دستگاهی بنام هاضم (دایجستر) و از زائدات کشاورزی بهروش بیو شیمیایی و اتشکافت صورت می گیرد که از گاز حاصلهر می توان به روشهای مختلف جهت انرژی حرارتی الکتریکی و ترکیبی (CHP) استفاده نمود.
از کل پتانسیل منابع زیست توده در کشور (بعنوان نمونه پتانسیل تولید انرژی از زباله های شهری برابر PJ 33277 برآورد می شود) می توان جهت تولید انرژی در سطح نیروگهی بهره گیری نمود.

۱- برخی از مزایای استفاده از منابع زیست توده و قابل دسترس بودن آنها در کل کشور
۲- کاهش اثرات سوء زیست محیطی در نتیجه بهره گیری از منابع زیست توده در فرایند تبدیل به انرژی (الکتریکی و یا حرارتی)
۳- قابلیت تولید انرژی الکتریکی (در مقیاس انبوه و نیروگاهی) و حرارتی با استفاده از زباله ها و فاضلابهای شهری و صنایع غذایی با نکیه بر فن آوریهای بومی
۴- بالا بودن پتانسیل میزان تولید انرژی ازمنابع زیست توده در مقایسه با سایر انواع انرژی ها ی نو
اهداف سازمان در گروه زیست توده

۱- انجام مطالعه و پتانسیل سنجی جامع و دقیق تولید انرژی زا منابع مختلف زیست توده در کشور
۲- بستر سازی، ترویج و بکارگیری منابع عمده زیست توده و انتقال دانش فنی تخصصی و فرهنگ سازی
۳- مطالعه طراحی و ساخت نمونه پایلوت تولید انرژی از منابع زیست توده.
۴- مدیریت و مشاوره در بکارگیری منابع عمده زیست توده انرژی الکتریکی در مقیاس انبوه.
فعالیتهای در دست اقدام

۱- مطالعه ،طراحی و احداث پایلوت تولید انرژی از زباله های شهری در کلان شهرهای کشور
۲- مطالعه، طراحی و همکاری با صنایع بزرگ غذایی جهت تولید انرژی از فاضلاب خروجی صنایع
۳- ارتباط با شرکتهای خارجی معتبر فعال در زمنیه تولید انرژی ازمنابع زیست توده بمنظور استفاده از دانش فنی آنها در راستای تولید انرژی از این منابع با هدف انتقال تکنولوژی و بومی نمودن دانش فنی تولید انرژی از منابع زیست توده.
چشم انداز آتی