نیروگاه خورشیدی فتوولتائیک یا حرارتی؟

جمع آوری انرژی خورشید و بهره وری از آن از طریق دو فناوری صورت می گیرد: سیستم های فتوولتائیک و حرارتی.  مهمترین تفاوت این دو سیستم در فرایند تولید انرژی آنهاست. سیستم فتوولتائیک بر اساس اثری به همین نام عمل می کند. فوتون ها با برخورد به مواد نیمه رسانا الکترون های آنها را آزاد و موجب حرکت آنها و تولید جریان الکتریکی می شوند. اما در سیستم حرارتی از انرژی خورشیدی برای گرم کردن یک مایع خاص استفاده می شود و بخار حاصل از آن یک توربین یا ژنراتور را به حرکت درمی آورد.

تعداد پنل های خورشیدی در سیستم فتوولتائیک میزان جریان و ولتاژ خروجی را تعیین می کنند. در سیستم متصل به شبکه وجود یک اینورتر الزامی است. فرایند سیستم حرارتی کمتر پیچیده است اما به همان اندازه سیستم فتوولتائیک در تولید انرژی مفید می باشد. انرژی خورشیدی متمرکز می شود تا مایع مورد استفاده به دمای بالایی برسد. کلکتورهای دمای پایین یا متوسط به صورت پنل های مسطح یا لوله های خلا می باشند. کلکتورهای دمای بالا متشکل از سیستم های خورشیدی متمرکز مانند خطی-سهموی، بازتابنده فرنل، دیش استرلینگ و برج های خورشیدی می باشند.

نیروگاه خورشیدی فتوولتائیک بر دو نوع هستند: متصل به شبکه و منفصل از شبکه. نوع اول می تواند از طریق اینورتر شبکه برق رسانی را تغذیه کند. نوع منفصل از شبکه برای مصرف داخلی (روشنایی، گرمایش، گرم کردن آب و …) استفاده می شود و از باتری برای ذخیره انرژی تولیدی بهره می گیرد.

نیروگاه خورشیدی حرارتی معمولا با یک سیستم گرمایشی مرکزی همراه می شود تا زمانی که دمای مایع از حد معینی پایین تر می آید، وارد عمل شود. به عنوان جایگزین آن از یک کمپرسور داخلی استفاده می شود که در این صورت سوخت فسیلی حذف می شود. همچنین برای گرمایش محیط می توان از این سیستم استفاده کرد که در کشورهایی چون سوئد مرسوم است.

مزایای نیروگاه فتوولتائیک

• طراحی نیروگاه فتوولتائیک آسان تر از حرارتی است. تعداد زیادی پنل خورشیدی که به صورت موازی یا سری به هم متصل می شوند. در حالی که در نیروگاه خورشیدی حرارتی انرژی باید از یک مایع داغ به یک ژنراتور یا توربین منتقل شده و تبدیل به الکتریسیته شود که فرایندی پیچیده و متفاوت دارد.
• در مقیاس های کوچک تر سیستم فتوولتائیک تطبیق پذیرتر از سیستم حرارتی است. چون می تواند انرژی مورد نیاز بسیاری دستگاه ها را تامین کند. در حالی که سیستم حرارتی برای گرمایش فضا و آب مناسب است.

مزایای نیروگاه خورشیدی حرارتی

• از آنجا که سیستم حرارتی مستقیما الکتریسیته تولید نمی کند، قابلیت ذخیره انرژی دارد. تانکر آب تعبیه شده در سیستم می تواند حرارت را حفظ کند. البته ذخیره الکتریسیته معمولا یک مزیت به شمار نمی آید اما هدر رفتن انرژی در سیستم فتوولتائیک را ناکارآمد می سازد. بنابراین الکتریسیته تولید شده توسط نیروگاه حرارتی را یکنواخت و قابل اعتمادتر ساخته است.
• برای مصارف خانگی سیستم حرارتی ساده تر از فتوولتائیک است. باید توجه داشت سیستم حرارتی گرما و فتوولتائیک الکتریسیته تولید می کنند. پنل های حرارتی همچنین کنتر فضا را اشغال می کنند.