درست تنظیم کردن جهت صفحات خورشیدی به معنی تنظیم زاویه شیب و جهتگیری آنها بر اساس محل نصب و نوع الگوهای آبوهوایی حاکم در منطقه است. در اطراف استوا، حفظ زاویه تقریباً تخت بین ۵ تا ۱۵ درجه بهترین عملکرد را دارد، زیرا خورشید در طول بیشتر سال در ارتفاع بالایی قرار دارد. با این حال، هنگامی که به عرضهای شمالی بیش از ۳۵ درجه نگاه میکنیم، شرایط تغییر میکند. مناطقی مانند اسکاندیناوی به زوایای بسیار تندتر، حدود ۴۰ تا ۵۰ درجه، نیاز دارند تا بتوانند نور ارزشمند زمستانی را که با زاویه بسیار پایین وارد میشود، جذب کنند. برای مناطق داغ و بیابانی، انتخاب زاویهای ۵ تا ۱۰ درجه تندتر از عرض جغرافیایی واقعی به صفحات کمک میکند تا پس از بارانهای نادر خودتمیز شوند و رسوب شن و ماسه کندتر اتفاق بیفتد. مناطق کوهستانی نیز از زوایای حدود ۵۰ درجه سود میبرند؛ این کار باعث کاهش تجمع برف و در حقیقت افزایش تولید انرژی زمستانی تا نزدیک به یکسوم در مقایسه با سیستمهای معمولی میشود. در مورد سایهاندازی نیز راهحل واحدی وجود ندارد. شهرهای اروپا معمولاً از مدلهای دقیق سهبعدی برای تشخیص نحوه سایهاندازی ساختمانها بر روی نور خورشید استفاده میکنند، در حالی که در جنوب شرق آسیا تمرکز بیشتری بر روی طراحی سیستمهای نگهدارنده محکمی است که بتوانند در برابر درختان سقوطکرده در طول طوفانها مقاومت کنند.
در مورد ایمنی الکتریکی برای نصبهای خورشیدی در سراسر جهان، رعایت الزامات کد شبکه محلی کاملاً ضروری است. در اروپا، استاندارد IEC 60364-7-712 قوانینی برای مدارهای AC تعیین میکند و به دستگاههای RCD معروف ما دستور میدهد. در همین حال در آمریکای شمالی، بیشتر پیکربندیهای تجاری خورشیدی از اتصالات مورد تأیید UL 6703 به عنوان گزینه اصلی خود استفاده میکنند. شورای همکاری خلیج فارس (GCC) کار را فراتر میبرد و سیمکشی DC با رتبهبندی 90 درجه سانتیگراد و عایقبندی دوبل را برای مقابله با شرایط سخت بیابانی الزامی میکند. عدم رعایت این دستورالعملها منجر به حدود 17 درصد مشکلات بیشتر در محل پروژههای خاورمیانه میشود، طبق گزارشهای میدانی. برای کشورهای عضو آسهآن که با آبوهوای استوایی سر و کار دارند، ملاحظه دیگری وجود دارد. مقررات آنها لولههای ضد آب را الزامی میکند که حداقل شش برابر قطر خود خم شوند تا در مقابل خوردگی در دوره موسم باران مقاومت کنند. روشهای ارتینگ نیز بین مناطق بسیار متفاوت است. IEC هادیهای مسی به مساحت 10 میلیمتر مربع مربع را که نیم متر در زیر زمین دفن شدهاند، توصیه میکند، اما نصبهای سازگار با UL معمولاً به میلههای ارت فرورفته متکی هستند که در آن مقاومت کمتر از 25 اهم باقی میماند. وقتی مهندسان در هماهنگ کردن صحیح این استانداردهای مختلف در سراسر مرزها شکست میخورند، سیستمها تمایل به خاموش شدن غیرمنتظره دارند. دادههای صنعتی سال 2023 نشان میدهد که این اتفاق تقریباً در یکی از هر چهار پروژه تجاری خورشیدی بینالمللی رخ میدهد. به همین دلیل کار با مهندسانی که نیازهای منطقهای خاص را درک میکنند، برای اجرای موفقیتآمیز پروژههای بینالمللی بسیار مهم باقی میماند.
نصب و راهاندازی سیستمهای خورشیدی در سراسر جهان نیازمند درک تغییرات مقررات در مناطق مختلف است. در اروپا، اتحادیه اروپا قوانین سختگیرانهای در مورد علامتگذاری CE از طریق دستورالعمل ولتاژ پایین خود اعمال میکند که به معنی انجام آزمونهای کامل ایمنی و تهیه انواع مدارک فنی است. کشورهای شورای همکاری خلیج فارس نیز الزامات خاص خود را دارند و بررسیهای انطباق GSO با تحملات ولتاژ بسیار دقیق را مطالبه میکنند. در همین حال، کشورهای جنوب شرق آسیا از طریق توافقنامه ASEAN EEHS بهمنظور تعیین استانداردهای مشترکی برای بازده انرژی در میان ده کشور عضو خود همکاری میکنند. زمانی که شرکتها این الزامات را اشتباه تفسیر کنند، پروژهها اغلب با تأخیری بین شش تا هشت هفته مواجه میشوند و همچنین ممکن است بیش از پنجاه هزار دلار جریمه برای هر اشتباه در حوزههای تحت نظارت بپردازند. نصابهای هوشمند تمام گواهیهای خود را بهصورت لحظهای پیگیری میکنند تا دقیقاً بدانند چه مدارکی در هر مکانی مورد نیاز است.
هنگامی که سیستمها بهدرستی اندازهگیری نمیشوند، سود سرمایهگذاری کاهش مییابد، مشکلاتی در قابلیت اطمینان ایجاد میشود و حتی ممکن است دریافت تأییدیههای مقرراتی را نیز با مشکل مواجه کند. اینکه سیستم بیش از حد بزرگ انتخاب شود، به معنای هزینه اولیه بیشتر است بدون آنکه بهبود چشمگیری در میزان صرفهجویی انرژی مشاهده شود. از سوی دیگر، انتخاب سیستم کوچکتر از حد لازم، بار اضافی به اجزا وارد میکند و زمانی که عملیات باید کاهش یابد یا کاملاً متوقف شود، منجر به از دست دادن درآمد میشود. بررسی اتفاقات رخ داده در ۱۲۷ نصب تجاری مختلف الگوهای جالبی را بسته به محل قرارگیری نشان میدهد. به عنوان مثال، مکانهای واقع در مناطق گرمسیری به دلیل ملاحظات مربوط به گرما، حدود ۱۵ درصد ظرفیت کمتری نیاز داشتند، در حالی که نصبهای انجام شده در مناطق خنکتر میتوانستند نسبت بالاتری از DC به AC را تحمل کنند و گاهی به حدود ۱٫۲۵ به ۱ برسند. به عنوان مثال، یک کارخانه نساجی در تایلند پس از جایگزینی اینورترهای قدیمی که همواره در زمان باران شدید و رطوبت بالا در فصل باران موسمی از کار میافتادند، زمان توقف تولید خود را تقریباً نصف کرد. انتخاب اندازه مناسب تنها مسئله اعداد نیست؛ عوامل دیگری نیز در اطمینان از عملکرد صحیح سیستم در طول زمان نقش دارند.
نصبهای خورشیدی معمولاً بهترین عملکرد را زمانی دارند که نسبت جریان مستقیم به جریان متناوب (DC به AC) در حدود ۱٫۲ تا ۱٫۳۵ باشد و این امر سالبهسال خروجی حداکثری را فراهم میکند، صرفنظر از محل نصب آنها. این نقطه بهینه، تعادل مناسبی بین تلفات بریدگی آزاردهنده و شرایطی ایجاد میکند که اینورترها به ظرفیت کامل خود استفاده نمیشوند. در سیستمهای دور از شبکه، هماهنگی دقیق زمانبندی بین باتریها و اینورترها اهمیت بسیار بالایی پیدا میکند، بهویژه در مواردی که تجهیزات پزشکی حساسی وجود داشته باشند که به تأمین برق پایدار با نوسان ولتاژ فقط به میزان مثبت و منفی ۲٪ نیاز دارند. ما شاهد نتایج چشمگیری از سیستمهای ترکیبی در مناطق با شبکههای نامطمئن بودهایم که به لطف اینورترهای پیشرفتهای که در کمتر از ده میلیثانیه حالت خود را تغییر میدهند، به قابلیت اطمینان تقریباً ۹۹٫۷٪ دست یافتهاند. هنگام بررسی راههای بهرهبرداری حداکثری از این سیستمها، عوامل متعددی باید با دقت در نظر گرفته شوند از جمله...
تجهیزات بهدرستی هماهنگشده عمر تجهیزات را با توجه به دادههای عملیاتی چندقاره تا ۳۵٪ افزایش میدهند—در حالی که از انطباق با استانداردهای شبکه منطقهای اطمینان حاصل میکنند.
موفقیت بلندمدت پروژههای خورشیدی در سراسر جهان واقعاً به میزان ادغام راهکارهای ذخیرهسازی و نگهداری آنها در برابر شرایط محلی آبوهوایی بستگی دارد. باتریها در مکانهایی مانند بیابانهای داغ یا مناطق مرطوب گرمسیری، تمایل به فرسودگی سریعتر دارند. بدون سیستم خنککنی مناسب، این باتریها ممکن است در عرض تنها ده سال تقریباً نیمی از ظرفیت مفید خود را از دست بدهند. همچنین هزینههای نگهداری در محیطهای سخت بهطور قابلتوجهی بالاتر از مناطق معتدل است، همانگونه که در تحلیل صنعت ذخیرهسازی باتری سال گذشته اشاره شده است. برای مقابله با این چالشها، اکثر بهرهبرداران اکنون از یک رویکرد دو مرحلهای پیروی میکنند. ابتدا، حسگرهای هوشمند بهطور مداوم به دنبال مشکلات مربوط به سطح شارژ و افزایش دمای غیرعادی هستند. سپس تیمهای نگهداری زمانبندی کار خود را بسته به شرایط هر محل تطبیق میدهند — مثلاً زمانی که گردوغبار زیاد است تمیزکاری را بیشتر میکنند، اگر هوای نمکی باعث خوردگی شود قطعات را زودتر تعویض میکنند، یا در فصول باران شدید تنظیمات لازم را اعمال میکنند. باتریهای محفظهای (Container style) حملونقل بین کشورها را آسانتر میکنند و زمان اتلافشده در انتظار تعمیر را کاهش میدهند. برخی مطالعات اخیر منتشرشده در Scientific Reports این موضوع را تأیید میکنند که استفاده از هوش مصنوعی برای پیشبینی مشکلات قبل از وقوع، بهطور متوسط حدود ۱۸ درصد از خرابیها در سیستمهای ترکیبی انرژی میکاهد. این امر به شرکتهای بزرگ کمک میکند تا نصبهای خورشیدی خود را برای سالها بهصورت قابل اعتماد ادامه دهند. فناوریهای جدیدی مانند مواد خاصی که بهصورت غیرفعال تغییرات حرارتی را جذب میکنند، و همچنین یافتن کاربردهای جدید برای باتریهای مستعمل پس از اتمام چرخه عمر اولیهشان، به افزایش طول عمر این سیستمها و صرفهجویی در هزینهها در طول زمان کمک میکنند.
EN
