مزایا و معایب استفاده از ترکر درنیروگاه های فتوولتائیک

ردیاب یا دنبال‌کننده‌ی خورشید وظیفه دارد با تغییر زاویه و جهت پنل‌ها بیشترین بازدهی را از آن‌ها استخراج کند. وقتی که زاویه‌ی تابش پنل با خورشید در طول روز نامناسب باشد، میزان بهره‌وری نیروگاه کاهش می‌یابد. در چنین مواقعی استفاده از ردیاب خورشیدی میزان تولید برق را ۱۰ تا ۲۵ درصد افزایش می‌دهد. دسته‌بندی انواع سازه‌ها بر اساس تحرک یا ثابت‌بودن در ‏شکل بعدی نشان داده شده است.

انواع ترکر های خورشیدی

دو نوع سازه‌ی متحرک داریم. تک محوره و دو محوره. در تک محوره‌ها فقط یکی از پارامترها بسته به نوع سازه قابل تغییر و بهینه‌سازی لحظه‌ای می‌باشد. در نوع دو محوره در آن واحد، هر دو پارامتر زاویه و جهت قابل بهینه‌سازی هستند.

مزایای استفاده از ترکر خورشیدی در نیروگاه های فتوولتائیک

طبیعتا اولین مزیتی که به ذهن می‌آید این است که دنبال‌کننده خورشیدی می‌توانند مقدار تولید برق نیروگاه را ۱۰ تا ۲۵ درصد افزایش دهد. البته در مدل‌های دو محوره این مقدار بیشتر هست. شاید بپرسید برای مشخص کردن مقدار دقیق بین ۱۰ تا ۲۵ درصد چه کار باید کرد؟ پاسخ ساده است. این اختلاف بازه به دلیل تفاوت زاویه‌ی خورشید در اقلیم‌های مختلف آب و هوایی می‌باشد. برای محاسبه‌ی دقیق این مقدار باید از نرم افزارهایی مثل PVsyst استفاده کرد.

استفاده‌ی بهینه از فضا مزیت دیگر دنبال‌کننده خورشیدی می‌باشد. به عنوان مثال فضای اشغال شده برای یک نیروگاه ۱۰۰ کیلووات با استراکچر ثابت ۲۰ درصد بیشتر از فضای اشغال شده توسط نیروگاه ۱۰۰ کیلووات با استراکچر متحرک است.

یکی دیگر از مزیت‌ها تولید برق بیشتر در زمان پیک برق است. همانطور که می‌دانید برق خورشیدی در زمان پیک مصرف برق گرانتر خریده می‌شود. تولید برق در زمان پیک مصرف از فاکتورهای بسیار مهم و تاثیر‌گذار در صنعت نیروگاه فتوولتائیک می‌باشد. حال اگر یک نیروگاه در زمان‌های اعلام شده برق بیشتری را تولید نماید یقینا درآمد بیشتری خواهد داشت.

به عنوان مثال اگر در زمان اعلام شده برق نیروگاه ۲۰ درصد بیشتر تولید شود و ضریب تولید در زمان پیک مصرف را نیز ۲ در نظر بگیریم. درآمد نیروگاه مذکور تا ۴۰ درصد در زمان پیک بار بیشتر محسوب می‌شود.

مزیت دیگر دنبال‌کننده‌های فتوولتائیک، انعطاف بالایی است که به مدیر نیروگاه می‌دهد. پارامتری‌هایی نظیر تعداد محور دنبال‌کننده، مسیر هر محور، حجم حرکت هر محور، نحوه تعمیر و نگهداری، الزامات الکتریکی، بازه‌ی تغییر زاویه‌ها دخیل هستند که به انتخاب مدیر نیروگاه باید تنظیم شوند. حتی مدیر نیروگاه می‌تواند نیروگاه را از حالت اتومات خارج کند و به صورت دستی نسبت به تغییر زاویه‌های سیستم اعمال نظر کند.

ترکر های خورشیدی معمولا در چه پروژه هایی استفاده می شوند؟

یک نکته‌ی مهم در استفاده یا عدم استفاده از دنبال‌کننده خورشیدی این است که گاها در نیروگاه‌های فتوولتائیک با تسهیلات مالی، از دنبال‌کننده خورشیدی در ابتدای پروژه استفاده می‌کنند اما پس از بازگشت سرمایه‌ی سرمایه‌گذار یا بازپرداخت کامل وام، ‌از تعمیر و نگهداری دنبال‌کننده خودداری می‌کنند. چرا که هدفشان سریعتر تسویه‌کردن وام بوده و در ادامه به دنبال دردسر کمتر برای نیروگاه هستند. البته این مسئله همه جا صدق نمی‌کند. از طرفی پس از گذشت مدت زمانی (معمولا بین ۱۰ تا ۱۵ سال) دنبال‌کننده با دقت کمتری کار می‌کنند و نیاز به اورهال دارند.

معایب ترکرهای خورشیدی

پیشرفت علم مکانیک و الکترونیک باعث شده است تا هزینه‌های سرسام‌آوری که دنبال‌کننده خورشیدی تا سال 2015 داشتند کاهش پیدا کند. دیگر نیاز به تعویض ۱۰۰ درصد سیستم در بازه‌های زمانی مشخص نیست. بلکه با اقدامات مناسبی می‌توان طول عمر دنبال‌کننده خورشیدی را بسیار بیشتر کرد و از هزینه‌های آن کاست. اما با این وجود این فناوری هنوز معایبی دارد. هزینه‌ی اولیه‌ی بالاتر، که بیشتر از بقیه به چشم می‌آید.

با اینکه فناوری دنبال‌کننده خورشیدی امروزه پیشرفت‌های زیادی داشته است اما باز نگهداری و خراب شدن این سیستم جز مسائل کاملا حل نشده‌ی صنعت فتوولتائیک می‌باشد. در ادامه به چند مسئله‌ای که ممکن است برای شما پیش بیاید اشاره خواهیم کرد:

• خراب شدن موتور دنبال‌کننده و نیاز به تعویض برای هر استرینگ
• خراب شدن موتور دنبال‌کننده و نیاز به تعمیر برای هر استرینگ
• نیاز به روغن کاری و رسیدگی‌های بازه‌ای برای موتور
• خراب شدن سنسور ها
• خطای سنسور در باد و طوفان و یا هوای ابری
• حساسیت ضعیف سنسور‌ها و خطا در تشخیص جهت صحیح
• عدم پایداری در آب و هوای غیرمعمول

البته با محاسبه و انتخاب یک دنبال‌کننده خورشیدی خوب و با گارانتی مناسب می‌توانید تا حدی از این مسائل در امان باشید. چون شرکت‌های سازنده‌ی این محصولات خدمات پس از فروش مناسبی را ارائه می‌دهند. یکی از دلایل عدم پیشرفت این پروژه‌ها در ایران نیز، تحریم‌ها و شرایط سخت همکاری با شرکت‌های بین المللی بوده است. با این حال سه نیروگاه مقیاس بزرگ در ایران از این فناوری استفاده می‌کنند. با توجه به اینکه سیستم ردیاب خورشیدی نیازمند ریزه‌کاری‌های بیشتر در نصب است و نصب آن به نسبت مدل ثابت، پیچیده‌تر می‌باشد، لذا هزینه‌ی اولیه برای نصب بیشتری خواهد داشت که خود یکی از بزرگترین معایب دنبال‌کننده خورشیدی به شمار می‌رود. هزینه‌هایی نظیر سیم‌کشی‌های بیشتر، حساسیت بیشتر در مباحث حفاظتی، استحکام بیشتر برای خاک و … می‌باشد.

در آب و هوای با باد شدید یا برف و بوران استفاده از دنبال‌کننده ریسک زیادی به همراه دارد. معمولا در این آب و هوا از استراکچر خورشیدی پایه ثابت استفاده می‌کنند. دنبال‌کننده راهکار مناسب برای اقلیم گرم و خشک هستند. یکی دیگر از معایب دنبال‌کننده خورشیدی تحمل وزن مشخص توسط آنهاست. البته این مورد بسته به شرکت تولید‌کننده‌ی دنبال‌کننده و ضمانت‌هایی دارد که شرکت مذکور ارائه می‌کند. گاها بعضی از دنبال‌کننده‌های خورشیدی پیش ساخته توانایی حمل مدل‌های سنگین پنل خورشیدی را ندارند. لذا پیش از خرید دنبال‌کننده‌های آماده باید حتما به کمک نرم افزارهای شبیه ساز تحمل پذیری سازه‌ای استراکچر متحرک مورد بررسی قرار بگیرد.

دنبال‌کننده‌های خورشیدی دو محوره معمولا توانایی تحمل وزن محدود و مشخصی را دارند.

سازه های فصلی راه حل مناسبی به جای سازه های ردیاب اتومات هستند. این سازه ها هر 6 ماه یکبار و به صورت دستی حرکت می کنند و زاویه را متناسب با مسیر حرکت خورشید در هر فصل سال مشخص می کنند. این نوع سازه ها هزینه ی معقول و بازدهی مناسبی به نسبت ردیاب های خورشیدی دارند. ظاهر این سازه ها مشابه سازه های ردیاب تک محوره است، با این تفاوت که تغییر زاویه در این مدل دستی انجام می گیرد.

جمع بندی : آیا از ترکر خورشیدی استفاده کنیم یا خیر؟

با توجه به مزایا و معایبی که در خصوص ترکر های خورشیدی بیان شد، هنوز فناوری به جایی نرسیده که در تمام پروژه ها استفاده از ترکر توجیه اقتصادی داشته باشد. بلکه فعلا در پروژه های خاصی استفاده از ترکر توجیه دارد.

با توجه به افزایش بازدهی پنل ها، هزینه های مربوط به سازه کاهش می یابد و در نتیجه هزینه های استراکچرهای متحرک یا همان ترکرهای خورشیدی نیز کم می شود. در نتیجه هزینه های اولیه و ثانویه ی راه اندازی ترکرها کم می شود. به همین دلیل می توان پیش بینی کرد که در سال های آینده استفاده از ترکرها افزایش یابد.