سیستم‌های هیبریدی تاریخچه طولانی در حوزه تولید انرژی دارند، از دهه ۱۹۶۰ میلادی ایده استفاده از چند منبع انرژی به‌صورت ترکیبی در یک سامانه تولید برق به‌منظور افزایش کارایی بیشتر نسبت به یک منبع انرژی تکی آغاز شد و در اوایل دهه ۱۹۷۰ میلادی سیستم هیبرید دیزلی-بادی در قالب نیروگاه مورداستفاده قرار گرفت و در طول سالیان بعد، تکنولوژی‌ها و روش‌های مختلف برای پیاده‌سازی این نوع سیستم‌ها توسعه یافت، که یکی از آنها سیستم خورشیدی هیبریدی بود.
در طی همه این سال‌ها تلاش محققان برای دستیابی به منابع انرژی پایدار بوده و تحقیقات در این خصوص نیز در همین راستا انجام شده است لذا سامانه‌های تولید برق از راه‌های مختلفی انرژی تولید می‌کنند که شامل استفاده از انواع متفاوتی از منابع انرژی می‌شود مانند؛ منابع (بادی، خورشیدی، زیست‌توده، زمین‌گرمایی)، مولدهای انرژی با سوخت‌های فسیلی و…
مطالبی که در این مقاله می‌خوانید
تعریف سیستم خورشیدی هیبریدی
همان‌طور که از نام آن مشخص است سیستم خورشیدی هیبریدی نوعی سیستم است که از ترکیب و ادغام دو یا چند منبع انرژی برای تولید برق استفاده می‌کند. یکی از این منابع همیشه انرژی خورشیدی است، که می‌تواند به شکل صفحات فتوولتائیک که نور خورشید را مستقیماً به الکتریسیته تبدیل می‌کنند باشد، یا به شکل متمرکز کننده نور خورشید که سیال را گرم کرده و یک توربین یا موتور را به حرکت درمی‌آورد. منابع دیگر می‌توانند باد، زمین‌گرمایی، زیست‌توده، ژنراتورهایی که با سوخت فسیلی کار می‌کنند و هر منبع انرژی دیگری که در دسترس و سازگار است باشند.
یک سیستم خورشیدی هیبریدی نتیجه نوآوری و ادغام فن‌آوری‌های مختلف است. ترکیب فن‌آوری‌های مختلف در سیستم خورشیدی هیبریدی باعث افزایش راندمان در تولید انرژی می‌شود. در طول دوره‌هایی که تابش خورشید زیاد است، انرژی اضافی تولیدشده توسط سیستم خورشیدی می‌تواند برای شارژ سیستم‌های ذخیره انرژی استفاده شود. به‌طور مشابه، انرژی حرارتی که توسط سیستم‌های متمرکز خورشیدی دریافت می‌شود را می‌توان ذخیره کرده و برای تولید برق در شرایط ابری یا شبانه استفاده کرد و از تأمین برق بدون وقفه اطمینان حاصل نمود.
سیستم خورشیدی هیبریدی راه‌حلی نوآورانه برای بهینه‌سازی استفاده از زمین ارائه می‌دهد بدین‌صورت که در یک مرکز واحد، نیاز به منابع زمین اضافی به حداقل می‌رسد. این امر باعث می‌شود که این سامانه در مناطقی که دسترسی به زمین محدود یا گران است، سودمند باشد.
انواع سیستم خورشیدی هیبریدی
با توجه به فناوری خورشیدی و نوع دیگر منبع انرژی که مورداستفاده قرار می‌گیرد می‌توان نوع سیستم خورشیدی هیبریدی را تعیین نمود که هرکدام برای بهینه‌سازی تولید انرژی و رفع نیاز خاصی طراحی شده است، انواع اصلی آن به همراه مزایایی که دارند را در زیر توضیح دادیم؛
سیستم خورشیدی هیبریدی متصل به شبکه
این سیستم هم به آرایه خورشیدی و هم به شبکه برق متصل می‌شود.
به این صورت کار می‌کند که می‌تواند انرژی موردنیاز را در روز از طریق نور خورشید تولید کرده و در زمانی که تولید انرژی از خورشید کم است مانند هوای ابری یا شب‌ها، سیستم برق را از شبکه می‌گیرد تا نیاز انرژی را برآورده کند.
این نوع سیستم‌ها به کاهش قبوض برق، درآمدزایی و ارتقای ثبات کلی شبکه کمک می‌کنند.
سیستم خورشیدی هیبریدی جدا از شبکه
این سیستم‌ها برای مکان‌هایی بدون دسترسی به شبکه برق طراحی شده‌اند، آنها انرژی خورشیدی را با سیستم‌های ذخیره انرژی (معمولاً باتری‌ها و ژنراتورهای پشتیبان) ترکیب می‌کنند.
پنل‌های خورشیدی منبع اصلی برق را فراهم می‌کنند که در باتری‌ها برای استفاده در دوره‌هایی که تولید انرژی خورشیدی کم است ذخیره می‌شود و ژنراتورهای پشتیبان به‌عنوان منبع ثانویه، در طول دوره‌های طولانی نور خورشید کم یا مصرف انرژی بالا استفاده می‌شوند.
سیستم خورشیدی هیبریدی جدا از شبکه معمولاً در مناطق دور از شبکه برق یا برای کاربردهای خاص مانند ایستگاه‌های مخابراتی استفاده می‌شود.
سیستم خورشیدی-بادی
ترکیب پنل‌های خورشیدی با توربین‌های بادی این سیستم را تشکیل می‌دهد که هم می‌تواند به‌صورت جدا از شبکه و هم به‌صورت متصل به شبکه فعالیت کند.
انرژی خورشیدی و باد مکمل یکدیگر هستند، زیرا باد در طول شب یا دوره‌های ابری می‌تواند کمک بیشتری به سیستم کند، درحالی‌که انرژی خورشیدی بیشتر در روزهای آفتابی در دسترس است.
افزایش ظرفیت تولید برق و تولید انرژی پایدارتر را ارائه می‌دهد، استفاده کارآمدتر از فضای موجود، ادغام این سیستم در شبکه سراسری برق باعث ثبات شبکه و مدیریت بار شبکه می‌شود، استفاده از سیستم‌های ذخیره‌ساز برای ذخیره اضافه انرژی تولید شده در سامانه و کاهش مصرف سوخت‌های فسیلی ازجمله مزایای این سیستم است.
سیستم خورشیدی-دیزلی
این سیستم خورشیدی هیبریدی ترکیبی از فناوری پنل‌های خورشیدی با دیزل ژنراتور است.
انرژی خورشیدی منبع اولیه است، درحالی‌که ژنراتورهای دیزلی در دوره‌هایی که در دسترس بودن خورشید کم است، نیروی پشتیبان را تأمین می‌کنند.
معمولاً در مکان‌هایی که خارج از شبکه برق هستند و اتصال به شبکه محدود یا غیرقابل انجام است استفاده می‌شود. صرفه‌جویی در هزینه‌هایی مانند هزینه خرید سوخت (بخصوص در مناطقی که هزینه سوخت دیزلی زیاد است)، کاهش صدای محیط (دیزل ژنراتورها می‌توانند نویز داشته باشند به‌خصوص در مناطق مسکونی یا حساس)، افزایش اطمینان به جهت تولید انرژی در زمان‌هایی که یکی از منابع تولید انرژی در دسترس نیست، امکان ذخیره‌سازی به‌وسیله باتری، کاهش آلایندگی و امکان استفاده از آن در مقیاس کوچک و بزرگ از مزایای این سیستم هیبریدی است.
سیستم خورشیدی-آبی
ترکیب انرژی خورشیدی با سیستم‌های برق‌آبی.
پنل‌های خورشیدی در کنار توربین‌های آبی برای تولید برق استفاده می‌شوند.
در مناطقی مفید است که هم به نور خورشید و هم به منابع آب دسترسی دارند و منبع تغذیه پایدار و مستمر را فراهم می‌کند، افزایش بهره‌وری انرژی، تعادل بار و پایداری شبکه، حفاظت و استفاده کارآمد از منابع آب از مزایای این نوع سیستم است.
سیستم خورشیدی-زیست‌توده
انرژی خورشیدی را با منابع انرژی زیست‌توده مانند محصولات و ضایعات کشاورزی ادغام می‌کند و این منابع را به‌عنوان سوخت مکمل برای تولید برق استفاده می‌کند.
مزایای سیستم خورشیدی-زیست‌توده؛ منبع تغذیه قابل‌اعتمادتر و سازگارتر را به‌‍ویژه در مناطقی با منابع زیست‌توده فراوان مانند کلان‌شهرها فراهم می‌کند، تنوع بخشیدن به سبد تأمین انرژی، خنثی بودن کربن و کاهش انتشار آن
همچنین انواع دیگری از سیستم‌های هیبرید وجود دارند که از بیش از دو منبع انرژی استفاده می‌کنند، مانند فتوولتائیک + باد + زمین‌گرمایی، فتوولتائیک + زمین‌گرمایی یا فتوولتائیک + باد + زیست‌توده + پیل سوختی. این سیستم خورشیدی هیبریدی می‌تواند با بهره‌گیری از هم‌افزایی و مکمل‌های منابع مختلف انرژی، مزایای بیشتری را ارائه دهد.
اجزای اصلی سیستم خورشیدی هیبریدی
اجزای سیستم هیبریدی تقریباً مانند اجزای نیروگاه متصل به شبکه (آنگرید) است با این تفاوت که به این نوع از سیستم علاوه بر انرژی خورشیدی منابع تولید انرژی دیگری نیز اضافه می‌شود (مانند منابع بادی، دیزلی، زیست‌توده و…) که باعث می‌شود تا منبع تغذیه مطمئن‌تر و سازگارتر را فراهم کند و همه منابع به‌صورت ترکیبی باهم کار کرده و به تولید انرژی بپردازند. اجزای اصلی این سامانه شامل: پنل‌های خورشیدی، سیستم‌های ذخیره انرژی، منبع برق پشتیبان، اینورتر یا سانورترهای مخصوص، سیستم‌های نظارت و کنترل و… است.
نتیجه گیری
سیستم خورشیدی هیبریدی یک امر هیجان‌انگیز و دگرگون‌کننده برای بهره‌برداری از انرژی‌های تجدید پذیر است. این امکانات با ادغام چندین فناوری، تولید انرژی تکمیلی، افزایش بهره‌وری برق، بهره‌برداری بهینه از زمین و افزایش پایداری شبکه را ارائه می‌دهند. همان‌طور که ما برای آینده‌ای پایدار و کم کربن تلاش می‌کنیم، سیستم‌های خورشیدی هیبریدی این پتانسیل را دارند که چشم‌انداز انرژی را متحول کنند و فرصت‌های جدیدی را برای تولید انرژی پاک، قابل‌اعتماد و مقرون‌به‌صرفه ایجاد کنند.
انتخاب یک سیستم هیبریدی به عواملی مانند در دسترس بودن منابع، تقاضای بار، ملاحظات هزینه و ملاحظات محیطی بستگی دارد. با پیشرفت‌های بیشتر و افزایش پذیرش، سیستم‌های خورشیدی هیبریدی می‌توانند نقشی محوری در تسریع انتقال به آینده انرژی پایدار برای نسل‌های آینده ایفا کنند.
مطالب بسیار کامل بود👌فقط یه سوال تجهیزات این نیروگاه چه فرقی با بقیه داره؟
با عرض سلام خدمت شما کاربر گرامی،
تشکر بابت حسن توجهی که به مقاله داشتید و نظری که ثبت کردید.
این نیروگاه تجهیزاتش تقریبا با بقیه یکی هست بجز چند مورد مثل اینورتر و بیشترین تفاوتی که وجود دارد در قسمت منبع انرژی هست که یک منبع تولید انرژی اضافی در این سبک نیروگاه وجود دارد.
این منبع انرژی اضافی با انرژی خورشیدی به شکل ترکیبی کار می‌کند و تولید برق انجام می‌دهد.