تولید فتوولتائیک پراکنده (PV) در مقابل تولید فتوولتائیک متمرکز: یک تحلیل مقایسه ای

با گذار جهانی در ساختارهای انرژی و پذیرش گسترده انرژی های تجدیدپذیر،فتوولتائیک (PV)تولید به عنوان یک منبع مهم انرژی پاک ظهور کرده است. با این حال، تولید PV به دو شکل اصلی وجود دارد: توزیع شده و متمرکز. این دو شکل از جنبه های مختلف به طور قابل توجهی با هم تفاوت دارند و این مقاله به تمایز آنها می پردازد.

I. تعریف و مقیاس

تولید PV پراکنده معمولاً به سیستم‌های PV در مقیاس کوچک که در انتهای کاربر نصب می‌شوند، با ظرفیت‌های تولید از چند کیلووات تا چند صد کیلووات اشاره دارد. این سیستم ها مستقیماً به شبکه توزیع متصل بوده و برق مورد نیاز کاربران را تامین می کنند. در مقابل، تولید متمرکز PV شامل آرایه‌های PV بزرگی است که در نیروگاه‌های مقیاس شهری نصب می‌شوند، با ظرفیت‌های تولید معمولاً از چندین مگاوات تا صدها مگاوات. این نیروگاه ها معمولاً نیرو را از طریق خطوط انتقال فشار قوی به کاربران دور منتقل می کنند.

II. ساختار سیستم و حالت عملیات

از نظر ساختار سیستم، سیستم های تولید PV پراکنده معمولاً مستقیماً به شبکه توزیع متصل می شوند و یک سیستم متصل به شبکه را تشکیل می دهند. در چنین سیستم هایی، شبکه توزیع نه تنها انرژی الکتریکی را منتقل می کند، بلکه پشتیبانی لازم را برای اطمینان از عملکرد پایدار سیستم های PV فراهم می کند. از طرف دیگر نیروگاه های PV متمرکز از طریق خطوط انتقال فشار قوی به شبکه اصلی متصل می شوند و عملکرد آنها منوط به اعزام و کنترل شبکه اصلی می باشد.

III. اثرات زیست محیطی و کاربری زمین

با توجه به اثرات زیست محیطی، تولید PV توزیع شده معمولاً ردپای محیطی کمتری دارد. با توجه به مقیاس کوچکتر، آنها نیاز کمتری به منابع زمین و آب دارند، بدون نیاز به توسعه وسیع زمین در هنگام نصب. با این حال، نیروگاه های PV متمرکز، به دلیل مقیاس بزرگتر، اغلب به توسعه وسیع زمین نیاز دارند، که به طور بالقوه منجر به اشغال منابع زمین و تغییرات در محیط زیست محیطی می شود. علاوه بر این، ساخت نیروگاه های متمرکز ممکن است شامل استفاده از منابع آب و تغییر در مناظر طبیعی باشد.

IV. استفاده از انرژی و بهره وری

از نظر استفاده و کارایی انرژی، تولید پراکنده PV، با نزدیک‌تر بودن به کاربران، بهتر می‌تواند با تغییرات تقاضای برق سازگار شود. علاوه بر این، به دلیل مقیاس کوچکتر، نگهداری و بهره برداری نسبتاً ساده است و در نتیجه راندمان تبدیل انرژی بالاتری دارد. در مقابل، نیروگاه‌های PV متمرکز، به دلیل مقیاس بزرگ‌تر، نیاز به انتقال و تبدیل برق قابل توجهی دارند که ممکن است منجر به تلفات انرژی و کاهش راندمان شود. علاوه بر این، هزینه‌های ساخت و نگهداری نیروگاه‌های متمرکز معمولاً بالاتر است و برای دستیابی به قابلیت اقتصادی به سرمایه‌گذاری قابل توجهی نیاز دارد.

V. مقیاس پذیری و انعطاف پذیری

تولید پراکنده PV مزایای قابل توجهی را در مقیاس پذیری و انعطاف پذیری نشان می دهد. با پیشرفت های تکنولوژیکی و کاهش هزینه ها، مقیاس و عملکرد سیستم های PV توزیع شده را می توان به راحتی گسترش و ارتقا داد. علاوه بر این، قرار گرفتن در انتهای کاربر امکان برآورده شدن انعطاف‌پذیر نیازها و ترجیحات انرژی کاربر را فراهم می‌کند. در مقایسه، ساخت نیروگاه های PV متمرکز نیاز به سرمایه گذاری قابل توجه و برنامه ریزی طولانی مدت دارد که در نتیجه مقیاس پذیری و انعطاف پذیری نسبتاً کمتری دارد.

VI. دوام اقتصادی و بازده سرمایه گذاری

از نظر دوام اقتصادی، تولید PV توزیع شده معمولاً بازده سرمایه گذاری بالاتری را ارائه می دهد. با هزینه های ساخت و ساز و عملیات کمتر به دلیل مقیاس کوچکتر، سیستم های توزیع شده می توانند به سرعت سرمایه گذاری ها را جبران کنند. علاوه بر این، سیستم های PV توزیع شده می توانند امنیت تامین برق و مزایای صرفه جویی در انرژی را برای کاربران فراهم کنند و مزایای اقتصادی آنها را افزایش دهند. برعکس، هزینه‌های ساخت نیروگاه‌های PV متمرکز بالاتر است و برای دستیابی به منافع اقتصادی، نیاز به سرمایه‌گذاری کلان و عملیات طولانی‌مدت دارد.

VII. حمایت از سیاست و محیط نظارتی

در حوزه حمایت از سیاست و محیط نظارتی، تولید PV توزیع شده به طور فزاینده ای مورد توجه و حمایت قرار می گیرد. بسیاری از دولت ها سیاست های مربوطه را برای تشویق توسعه PV توزیع شده و ارائه مشوق هایی مانند معافیت های مالیاتی، یارانه ها و حمایت از وام وضع کرده اند. علاوه بر این، برخی از کشورها قوانین انرژی توزیع شده و مقررات دسترسی به شبکه را برای ترویج توسعه PV توزیع شده تدوین کرده اند. در مقابل، ساخت نیروگاه‌های PV متمرکز اغلب با محدودیت‌های سیاستی و نظارتی بیشتری مانند مقررات کاربری زمین، ارزیابی‌های زیست محیطی و انتقال نیرو مواجه است.

به طور خلاصه، توزیع و متمرکزPVنسل تفاوت های قابل توجهی در جنبه های مختلف نشان می دهد. تولید پراکنده PV مزایایی مانند مقیاس کوچک، حداقل تاثیر زیست محیطی، راندمان بالای استفاده از انرژی، مقیاس پذیری قوی، دوام اقتصادی، و حمایت از سیاست قابل توجه را ارائه می دهد. برعکس، نیروگاه های PV متمرکز دارای مقیاس بزرگ، اشغال منابع زمین بالاتر، اثرات زیست محیطی و محدودیت های نظارتی هستند.