برای تولید برق در ایام بی برقی چه کنیم؟

مدت‌هاست که دغدغه بسیاری از افراد در خانه، محل کار یا کارگاه صنعتی قطعی برق است. موضوعی که به‌خصوص در فصل گرما نگرانی‌ها برای داشتن حداقل آرامش و تجربه یک روز خنک برای انجام کارهای روزمره یا نگهداری مواد غذایی فاسد شدنی را دوچندان می‌کند.در چند ماه اخیر، شاهد قطعی روزانه 2 تا 6 ساعت در روز در همه شهرهای ایران هستیم. این امر، در تابستان سختی را دوچندان می کند. آرال شیمی، در این مطلب در نظر دارد با معرفی روش های مختلف تولید برق، به صاحبان کسب و کار کمک کند تا بتوانند برق مورد نیاز خود را تامین کنند.

روش های مختلف تولید برق در شرایط اضطراری

در شرایط اضطراری، روش‌های مختلفی برای تولید برق وجود دارد که بسته به نیاز، مدت زمان استفاده و امکانات در دسترس انتخاب می‌شوند:

1. تولید برق با پنل خورشیدی

تولید برق از انرژی خورشید نیاز به تجهیزات خاصی دارد که لازم است آن‌را با مشاوره شرکت‌های فعال در این حوزه تامین کنیم. در گام اول مشخصات هر یک از تجهیزات با توجه به میزان مصرف برق خانه طراحی می‌شود. اما به‌طور کل دو روش یا سیستم تولید برق از خورشید وجود دارد:

• سیستم برق خورشیدی مستقل از شبکه (Offgrid)
• سیستم برق خورشیدی متصل به شبکه (Ongrid)

تجهیزات مورد استفاده در این دو سیستم تا حد زیادی شبیه به یکدیگر هستند، اما تفاوت‌هایی در نحوه اتصال به شبکه برق شهری دارند.

• سیستم برق خورشیدی مستقل از شبکه

در این روش، سیستم برق خورشیدی کاملا از شبکه برق شهری جداست و به‌عنوان یک ژنراتور برقی بدون وابستگی به شبکه سراسری کار می‌کند. در حقیقت این سیستم نوعی برق اضطراری خورشیدی است که همه انرژی الکتریکی تولیدی آن در خانه مصرف می‌شود. پنل خورشیدی   یا پنل فتوولتاییک، باتری خورشیدی و اینورتر سه بخش اصلی این سیستم هستند.

نور خورشید بعد از تابش به پنل‌ها که از جنس مواد نیمه رسانا هستند، باعث آزاد کردن الکترون‌ها در آن می‌شود. جریان این الکترون‌های آزاد در پنل که در تابش‌های بالای خورشید به میزان زیادی انجام می‌گیرد، جریان الکتریکی را تولید می‌کند. این جریان تولید شده از نوع برق DC است که برای استفاده در وسایل الکتریکی خانه لازم است به جریان AC یا متناوب تبدیل شود، این کار در اینورتر خورشیدی انجام می‌شود. در نهایت هم باتری‌ها الکتریسیته اضافی تولید شده توسط پنل را در خود ذخیره می‌کنند. این ذخیره‌سازی برای تولید برق هنگام شب یا روزهای ابری ضروری است.

در حقیقت هر چند خورشید همیشه در آسمان نمی‌درخشد، اما برق خورشیدی با مجموع این سه بخش همیشه در دسترس شماست. حتی اگر برق شبکه سراسری قطع باشد. البته در این حالت می‌توان برق خورشیدی مستقل از شبکه را به شکل برق اضطراری مکمل جایگزین ژنراتورهای پر سر و صدای معمولی کرد تا هنگام بی برقی به راحتی بتوانیم از آن استفاده کنیم و مهم‌تر از همه شاهد قبض‌های گران برق نباشیم.

• سیستم برق خورشیدی متصل به شبکه

سیستم‌های متصل به شبکه مدل پیشرفته‌تر و البته درآمدزای تولید برق از خورشید هستند. به این شکل که هم می‌توان از خورشید برق گرفت و هم برق تولیدی را به دولت فروخت. یعنی فقط کافی است سرمایه‌گذاری اولیه برای خرید تجهیزات داشته باشیم و بعد از آن مازاد برق تولیدی را بفروشیم. در همه کشورها از جمله ایران تعرفه‌های مشخصی برای خرید برق از مشترکان دارای تجهیزات خورشیدی وجود دارد. این تعرفه در سال ۱۴۰۴ با افزایش ۵۰ درصدی نسبت به سال ۱۴۰۲ بازای هر کیلووات ساعت ۳۸۰۰۰ ریال تعیین شده که تقریبا دو برابر میزان نرخ خرید برق خورشیدی در کشورهای پیشرفته است.

طبق محاسبات در صورت سرمایه‌گذاری برای راه‌اندازی نیروگاه خورشیدی مبلغ هزینه شده کمتر از ۴ سال بر می‌گردد. یعنی با تولید و فروش برق به شبکه بعد از ۴ سال علاوه بر اینکه مبلغی برای قبض برق نمی‌پردازیم، حتی درآمد جانبی از تولید برق هم خواهیم داشت.

تجهیزات سیستم‌های برق خورشیدی مستقل شبکه نیازی به باتری ندارند. زیرا انرژی الکتریکی مصرفی خود را هنگام شب یا ابری بودن هوا از شبکه برق تامین می‌کنند. اینورترهای موجود در این سیستم هم متفاوت از نوع مستقل از شبکه است. نکته جالب توجه در این سیستم‌ها کنتور برق مجزای آن‌ها است که میزان تولید برق مازاد در آن نمایش داده می‌شود. با این حال راه‌اندازی نیروگاه‌های خورشیدی متصل به شبکه مراحل سخت‌تری از لحاظ دریافت مجوز اتصال به شبکه برق از اداره برق و سازمان‌های مربوط دارد که لازم است با همراهی یک شرکت معتبر آن‌را انجام دهیم.

هزینه برق خورشیدی

بحث هزینه برق خورشیدی یکی از چالش‌های اصلی است که شاید برخی از افراد را در ابتدا از راه‌اندازی آن منصرف کند. خرید تجهیزات خورشیدی یک سرمایه‌گذاری بلند مدت است که فقط پرداخت هزینه اولیه در آن را نباید مد نظر قرار دهیم. زیرا سود بلند مدت مثل کاهش فوق‌العاده مبلغ قبض برق، استفاده از مزایای آن در هنگام بی برقی و حتی درآمدزایی از فروش برق به شبکه در سیستم‌های متصل به شبکه همه این موارد را پوشش می‌دهند. ضمن اینکه دولت طی برنامه‌های خود وام‌هایی برای راه‌اندازی نیروگاه‌های برق خورشیدی در اختیار متقاضیان قرار می‌دهد.

هزینه خرید تجهیزات برق خورشیدی صرف چه چیزهایی می‌شود؟

برای خرید تجهیزات برق خورشیدی و راه‌اندازی نیروگاه در چهار بخش زیر باید سرمایه‌گذاری کنیم:

• طراحی تجهیزات (حدود ۳ تا ۵ درصد هزینه کل)
• خرید تجهیزات (۶۰ تا ۷۰ درصد هزینه کل)
• نصب و اجرا (۱۰ تا ۱۵ درصد هزینه کل)
• دریافت مجوز و کارهای اداری در نیروگاه متصل به شبکه (۵ تا ۱۰ درصد هزینه کل)

البته مثل همه کالاها در ایران قیمت تجهیزات برق خورشیدی نیز نوسانات بسیاری دارند.

عوامل تاثیرگذار بر هزینه برق خورشیدی

عوامل زیر مهم‌ترین شاخص‌های تاثیرگذار بر هزینه برق خورشیدی هستند:

• نوسانات نرخ ارز
• برند تجهیزات خریداری شده با توجه به کیفیت آن
• استانداردهای کیفی تجهیزات
• شرایط محل نصب از نظر قرارگیری در شیب، سایه‌اندازی موانع

در حال حاضر قیمت هر کیلووات برق خورشیدی مقیاس کوچک ۵ تا ۱۰ کیلوواتی بین ۱۸۰ تا ۳۵۰ میلیون تومان است. یعنی هر کیلووات برق خورشیدی حدود ۳۰ میلیون تومان هزینه دارد که تقریبا معادل یک ژنراتور برق معمولی یا حتی کمتر از آن است.

2. تولید برق با موتور برق

موتور برق یا ژنراتور بنزیی و دیزلی یا گازسوز، دستگاهی است که انرژی مکانیکی حاصل از سوختن بنزین، گازوئیل یا گاز را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کند. این وسیله معمولاً از دو بخش اصلی تشکیل شده است: موتور احتراقی که وظیفه تولید انرژی مکانیکی را دارد و آلترناتور که این انرژی مکانیکی را به جریان برق تبدیل می‌کند.

موتور برق‌ها در توان‌ها و ابعاد مختلف تولید می‌شوند و بسته به نیاز می‌توانند برای مصارف خانگی، کارگاهی، صنعتی یا حتی در مواقع اضطراری و قطع برق مورد استفاده قرار گیرند. از مزایای آنها می‌توان به تأمین برق در شرایط اضطراری و قابلیت حمل‌ونقل آسان اشاره کرد، هرچند مصرف سوخت، تولید صدا و نیاز به سرویس و نگهداری منظم از جمله محدودیت‌های این دستگاه‌ها محسوب می‌شوند.

هزینه موتور برق در سال 1404 چقدر است؟

رنج قیمت ها بسته به مدل های کوچک و خانگی 1.5 کیلو وات بنزینی حدودا 10 میلیون گرفته تا مدل های صنعتی و قدرتمند 10 کیلو وات دیزلی یا گازی حدود 130 میلیون تومان متغیر است.

3. تولید برق با UPS

 UPS یا منبع تغذیه بدون وقفه، دستگاهی است که با استفاده از باتری داخلی، برق پشتیبان را در زمان قطع یا نوسان برق شهری فراهم می‌کند. این دستگاه به صورت همزمان دو کار انجام می‌دهد. اول، هنگام وجود برق، باتری‌های داخلی خود را شارژ می‌کند و انرژی برق را مستقیماً به تجهیزات منتقل می‌سازد؛ دوم، به محض قطع برق یا افت ولتاژ، بدون کوچک‌ترین وقفه، برق ذخیره‌شده در باتری را در اختیار مصرف‌کننده قرار می‌دهد. همین ویژگی باعث می‌شود که وسایل حساس مانند کامپیوترها، سرورها، تجهیزات پزشکی یا سیستم‌های امنیتی بدون خاموشی ناگهانی به کار خود ادامه دهند.

مزیت UPS چیست؟

مزیت مهمUPS ، واکنش آنی در هنگام قطع برق و همچنین تثبیت ولتاژ و فیلتر کردن نویز و نوسانات شبکه است که موجب افزایش طول عمر و ایمنی تجهیزات می‌شود. البته مدت زمان تأمین برق توسط UPS محدود است و معمولاً از چند دقیقه تا حداکثر چند ساعت متغیر خواهد بود، بسته به ظرفیت باتری و میزان مصرف دستگاه‌ها. به همین دلیل، استفاده از UPS بیشتر یک راهکار حفاظتی و موقت به شمار می‌آید تا در فرصت مناسب بتوان دستگاه‌های حساس را خاموش کرد یا منبع تغذیه اصلی مانند موتور برق را راه‌اندازی نمود.

4. تولید برق با توربین بادی

در شرایط اضطراری می‌توان از توربین‌های بادی کوچک و قابل‌حمل برای تولید برق استفاده کرد. این توربین‌ها معمولاً روی یک دکل سبک یا پایه نصب می‌شوند و به‌محض وزش باد، پره‌هایشان شروع به چرخش کرده و برق تولید می‌کنند. برق تولیدی ابتدا وارد یک کنترل‌کننده شارژ می‌شود تا ولتاژ و جریان آن تنظیم گردد، سپس در یک باتری ذخیره انرژی ذخیره می‌شود. در نهایت، با کمک یک اینورتر (مبدل) برق ذخیره‌شده از حالت مستقیم (DC) به جریان متناوب (AC) تبدیل شده و قابل استفاده برای وسایل برقی خانگی می‌شود.

مزیت توربین بادی در شرایط اضطراری این است که تا زمانی که باد وجود داشته باشد، امکان تولید برق بدون نیاز به سوخت فراهم است. این روش به‌ویژه برای شارژ وسایل ضروری مانند تلفن همراه، چراغ‌ها یا پمپ‌های کوچک کاربرد دارد. البته باید توجه داشت که میزان برق تولیدی توربین‌های کوچک محدود است و نمی‌تواند جایگزین کامل موتور برق یا شبکه سراسری شود، بلکه بیشتر یک منبع مکمل و اضطراری برای تأمین نیازهای پایه‌ای به شمار می‌آید.

5. تولید برق با دینام دستی

برای تولید برق با دینام دستی (هند کرنک) در شرایط اضطراری، کافی است از یک ژنراتور کوچک استفاده شود که با نیروی دست به حرکت درمی‌آید. این دستگاه معمولاً شامل یک دسته یا اهرم است که با چرخاندن آن، محور دینام می‌چرخد و انرژی مکانیکی واردشده به برق تبدیل می‌شود. برق تولیدی در این روش به‌صورت مستقیم است و معمولاً از طریق یک مدار تنظیم‌کننده یا کنترل شارژ، برای شارژ وسایلی مثل تلفن همراه، چراغ قوه یا رادیو اضطراری استفاده می‌شود.

مزیت اصلی این روش آن است که کاملاً مستقل از سوخت و شرایط جوی است؛ یعنی در هر مکانی و هر زمانی می‌توان با صرف نیروی دست برق تولید کرد. با این حال، مقدار انرژی تولیدشده محدود بوده و تنها برای وسایل کوچک یا روشنایی کوتاه‌مدت کاربرد دارد. بنابراین دینام دستی بیشتر به‌عنوان یک راهکار نجات‌بخش اضطراری در شرایط بحرانی به کار می‌رود، نه به‌عنوان یک منبع دائمی یا پرقدرت.

6. تولید برق با باطری و پاوربانک

برای تأمین برق اضطراری، ژنراتورهای بنزینی، دیزلی یا گازسوز مناسب مصارف خانگی و صنعتی با توان بالا هستند. در حالی که پاوربانک و باتری‌های ذخیره انرژی برای شارژ موبایل، لپ‌تاپ و وسایل کوچک خانگی کاربرد دارند. سیستم‌های خورشیدی با باتری گزینه‌ای پایدار برای مصرف خانگی و حتی برخی صنایع کوچک هستند و برق طولانی‌مدت فراهم می‌کنند. در حالی که UPS برای پشتیبانی کوتاه‌مدت از کامپیوتر، مودم و تجهیزات حساس خانگی مناسب است. توربین‌های بادی کوچک یا دستی و دستگاه‌های شارژ دستی (دینام یا هند کرنک) بیشتر برای مواقع اضطراری با مصرف بسیار پایین یا تجهیزات قابل حمل مناسب‌اند و کاربرد صنعتی ندارند. به طور خلاصه، برای مصارف خانگی ترکیبی از UPS، باتری و سیستم خورشیدی کارآمد است، و برای مصارف صنعتی ژنراتورها و سیستم‌های خورشیدی بزرگ گزینه‌های اصلی هستند.

کلام آخر:

دغدغه مالی خرید تجهیزات خورشیدی و راه‌اندازی آن در ابتدا ممکن است جذابیتی برای بسیاری افراد نداشته باشد. به‌ویژه آنکه در ایران هزینه نسبتا پایین برق سراسری و در دسترس بودن آن تمایلی برای حرکت به سمت راه‌اندازی نیروگاه‌های خورشیدی را ایجاد نمی‌کند. اما اگر نگاهی به چالش‌های بی‌برقی بیندازیم و سود درازمدت، درآمدزایی و صفر شدن قبض برق را نیز به آن اضافه کنیم، دیگر هزینه کردن برای این موضوع چندان هم دلهره‌آور نیست. صنایع آرال شیمی با توجه به مسئولیت اجتماعی خود در مسیر توسعه انرژی‌های تجدیدپذیر تلاش دارد تا سهم خود در حرکت به سمت توسعه انرژی خورشیدی را ایفا کند. سهمی که فقط یک بخش از آن رفاه بیشتر برای همه افراد و کاهش آلودگی هوا در شهرهای بزرگ با اطلاع‌رسانی در موضوعات مرتبط با انرژی‌های پاک مانند خورشید است.