ژنراتور خورشیدی چیست و انواع آن چه کاربردهایی دارد؟

ژنراتور خورشیدی امروزه به عنوان یک منبع تولید انرژی نوین و جایگزینی مناسب برای ژنراتورهای دیزلی و بنزینی شناخته می شود. در طی 20 تا 30 سال گذشته علاقه به منابع انرژی پایدار به دلیل صرفه اقتصادی، حفظ محیط زیست و در عین حال راحتی در حال افزایش بوده است. امروزه از انرژی خورشیدی در خانه­ها به عنوان منبع الکتریسیته استفاده می شود و ما را به سمت راه ­های دیگر بهره مندی از آن سوق می­ دهد.

ژنراتور خورشیدی به شما امکان دریافت انرژی خورشیدی و استفاده از آن به صورت قابل حمل را می دهد. بدین صورت در هر مکان و زمانی که نیاز داشته باشید، یک منبع انرژی پایدار و قابل اطمینان در کنار شماست. هر چقدر ژنراتورهای فسیلی آلودگی ایجاد می کردند و نگهداری از آنها هزینه بر بود، به نظر می­رسد انرژی خورشیدی انقلابی بزرگ در صنعت ژنراتورها ایجاد کند.

 بیشتر بدانید: انواع ژنراتور یا موتور برق چیست و چگونه کار میکند؟

ژنراتور خورشیدی چیست؟

قرارگرفتن کشور ایران در اقلیمی با بیش از ۳۰۰ روز آفتابی و داشتن روزهایی با میزان تابش خوب حتی در فصل زمستان، الزام دراختیار داشتن لوازم و تجهیزات سولار را در پی دارد که برای تبدیل انرژی پاک، رایگان و همیشه در دسترس خورشیدی به انرژی الکتریکی کاربرد دارند.

این تجهیزات، یک منبع انرژی الکتریکی قابل اتکاء برای مناطقی که شبکه سراسری در آنها وجود ندارد، ایجاد می‌نمایند. یکی از این تجهیزات، « ژنراتور خورشیدی پرتابل » یا همان «ژنراتور سولار پرتابل» (Portable Solar Generator) است که دستگاه قابل حمل یا پرتابلی است که حداقل یک خروجی برق شهری با استاندارد شبکه برق سراسری ایران یعنی ولتاژ ۲۲۰ ولت و فرکانس ۵۰ هرتز داشته باشد.

کاربردهای ژنراتور سولار پرتابل

به طور کلی کاربرد این دستگاه برای مواقعی است که نیاز به یک منبع تولید برق قابل حمل از انرژی خورشیدی با خروجی استاندارد برق شهری ۲۲۰ ولت، ۱۲ ولت یا ۵ ولت می‌باشد که برای نمونه به این موارد می‌توان اشاره نمود:

1. استفاده عمومی هنگام بروز حوادث طبیعی مانند زلزله، طوفان و سیل که دسترسی به برق شهری از بین می‌رود.
2. گروه‌های امداد و نجات مانند هلال احمر یا واحدهای ویژه نظامی که نیاز به دسترسی به برق جهت شارژ بی‌سیم و سایر تجهیزات امدادی و پزشکی در تمامی شرایط عملیاتی دارند.
3. کارگاه پروژه‌های صنعتی و عمرانی در مناطق دورافتاده
4. کمپ‌های آموزشی و تفریحی

ساختار و طرز کار ژنراتور سولار

مانند هر مولد برق سولار دیگر، ژنراتور خورشیدی یا سولار پرتابل نیز از ۵ بخش اصلی زیر تشکیل شده است:

• 

  پنل خورشیدی

وظیفه تبدیل انرژی تابشی خورشید به انرژی الکتریکی را بر عهده دارند. با درنظرگرفتن پرتابل بودن دستگاه و جهت سهولت حمل، طراحی این پنل‌ها به صورتی است که به صورت کشویی یا تاشو داخل دستگاه قرار می‌گیرند تا در حین حمل و نقل نیز آسیب نبینند.

• شارژر باتری

کنترل شارژ خورشیدی که الکتریسیته تولید شده توسط پنل را در باتری ذخیره می کند.

ژنراتور خورشیدی معمولا برای ولتاژ باتری ها ساخته می شوند. ولتاژهای استاندارد 12، 24 و 48 ولت می باشند. نقش شارژر باتری یا کنترل شارژ خورشیدی به شرح ذیل می باشد:

• الکتریسیته دریافتی از پنل خورشیدی را به ولتاژ مورد نیاز باتری ها تبدیل می کند.
• جریان توان الکتریکی از پنل خورشیدی به باتری ها را تنظیم می کند تا باتری ها صدمه نبینند. باید در کار با باتری دقت داشت تا نرخی که باتری با آن شارژ و دشارژ می شود، آسیبی به آنها نزند.

• باتری های خورشیدی

در ساده ترین شکل وظیفه باتری ذخیره انرژی است تا در صورت نیاز از آن بتوان استفاده کرد. منبع ذخیره انرژی خورشید برای استفاده در طول شب یا روزهای ابری و به طور کلی مواقعی است که توان مصرفی بار از توان تولیدی پنل‌های سولار بیشتر است.

به علت شارژ و دشارژ شدن متناوب باتری نمی توان در هر لحظه ای که نیاز داریم، انتظار الکتریسیته داشته باشیم. حتی هنگامی که انرژی خورشیدی در حال تولید است، ممکن است توان مورد نیاز برای شارژ وسایل الکتریکی ایجاد نشود.

• اینورتر

اینورتر که انرژی ذخیره شده در باتری را به جریان الکتریکی متناوب تبدیل می کند.

الکتریسیته تولید شده توسط پنل خورشیدی که در باتری ها ذخیره می شود، به صورت جریان مستقیم (DC) است. در حالی که بیشتر وسایل الکتریکی که در اختیار داریم از جریان الکتریکی متناوب (AC) با ولتاژهای 110 یا 240 ولت (بسته به محل زندگی) استفاده می کنند.

اینورترهای خورشیدی معمولا اینورترهای سینوسی هستند بنابراین در ژنراتور خورشیدی دو کاربرد دارند:

• جریان الکتریکی DC را به AC تبدیل می کند.
• ولتاژ را از مقادیر 12، 24 و یا 48 ولت به 110 یا 240 ولت افزایش می دهد.

• سایر خروجی‌ها

بر حسب مدل و سایز، ژنراتور سولار ممکن است علاوه بر خروجی اینورتر ۲۲۰ ولت AC برق شهری، دارای یک یا چند خروجی دیگر مانند ۱۲ ولت DC برای شارژ و تغذیه لوازمی مانند بی‌سیم واکی‌تاکی، باتری خودرو، یخچال پرتابل خودرو و جامپ استارتر خودرو یا خروجی ۵ ولت DC از طریق پورت USB برای شارژ لوازم همراه مانند گوشی موبایل، تبلت، GPS و سایر لوازم مشابه نیز باشد.

دسته بندی انواع ژنراتور خورشیدی قابل حمل

به طور کلی دو دسته ژنراتور خورشیدی یا سولار پرتابل وجود دارد:

ژنراتور سولار پرتابل نوع چرخ‌دار

این نوع در حالت بسته به صورت یک چمدان چرخ‌دار بوده و به منظور راحتی حمل و انتقال به محل مورد نظر برای استفاده، دسته جمع شونده و چرخ برای آن تعبیه شده است. از اجزای ۵ گانه فوق، پنل‌های سولار از ساختار کشویی و تاشو برخوردار بوده و هنگام نیاز از داخل دستگاه به بیرون باز می‌شوند و سایر بخش‌ها نیز داخل بدنه قرار گرفته‌اند.

شکل‌های زیر نمونه ژنراتور سولار پرتابل چرخ‌دار را در هر دو حالت بسته و باز نشان می‌دهد:

ژنراتور سولار پرتابل نوع کیفی

 این نوع در حالت بسته به صورت یک کیف دستی قابل حمل است که کاربر به منظور استفاده، ابتدا باید پنل سولار تاشونده را از داخل کیف بیرون آورده و پایه پشتی پنل را باز نموده و پنل را در زاویه مناسب نسبت به خورشید قرار دهد، به نحوی که جهت تابش خورشید عمود بر سطح پنل باشد. در این وضعیت، میزان انرژی تابشی و در نتیجه سرعت شارژ باتری دستگاه ماکزیمم مقدار ممکن خواهد بود.

شکل‌های زیر نمونه ژنراتور خورشیدی پرتابل کیفی را در هر دو حالت بسته و باز نشان می‌دهد. این مدل دارای دو لامپ طرح حبابی LED جهت تأمین روشنایی چادر یا کمپ و غیره نیز می‌باشد:

انواع ژنراتور سولار

علاوه بر میزان مصرف مورد نیاز باید به ویژگی­های دیگری مانند قابلیت حمل، پورت­ها و جک­ها و قابلیت افزایش باتری یا پنل خورشیدی نیز توجه نمود. بنابراین می توان انواع ژنراتور خورشیدی را به چهار دسته ذیل تقسیم نمود:

• کیت ژنراتور خورشیدی:

شامل هر آنچه که نیاز دارید، می باشد. می توان باتری و پنل خورشیدی را به میزان دلخواه افزود.

• ژنراتور ثابت:

قابلیت جابجایی ندارد و معمولا در کاروان­ها و خانه ­های متحرک استفاده می شوند. پنل­های خورشیدی به صورت ثابت نصب می شوند و در طول سفر بدون نیاز به هیچ تنظیمی می توان از باتری استفاده کرد.

• ژنراتور خورشیدی قابل حمل:

در اشکال مختلفی یافت می شود که با طراحی کوچک خود می تواند در هر مکانی از یک وسیله الکترونیکی کوچک تا دستگاه­های بزرگتر را شارژ کند.

• دستگاه ذخیره باتری خورشیدی:

که در اندازه­های بزرگتری طراحی می شوند، می توانند انرژی لازم برای کل خانه را تامین کنند. سیستم­های ذخیره باتری انرژی مازاد دریافتی را در خود نگه می دارند تا در شب یا روز ابری از آن استفاده کنند.

قابلیت توسعه ژنراتور سولار پرتابل

بر حسب سایز و مدل، ژنراتور خورشیدی پرتابل ممکن است دارای قابلیت افزایش زمان کارکرد و سرعت شارژ به صورت‌های زیر باشد:

اتصال باتری اضافی از طریق ورودی باتری خارجی

باتری یا مجموعه باتری‌ها به صورت بانک باتری اضافی با باتری داخلی موازی شده و مجموع ظرفیت دستگاه بر حسب آمپر-ساعت و در نتیجه زمان کارکرد دستگاه را افزایش می‌دهد. هنگام افزودن باتری می‌بایست به حداکثر جریان شارژ (خروجی) شارژ کنترلر داخلی دستگاه توجه نمود.

اتصال پنل سولار اضافی از طریق ورودی پنل سولار خارجی

پنل یا مجموعه پنل‌های سولار با پنل‌های سولار خود دستگاه موازی شده و جریان خروجی مجموعه و در نتیجه سرعت شارژ باتری داخلی (یا مجموعه باتری‌ها در صورت اتصال باتری خارجی) را افزایش می‌دهد. هنگام افزودن باتری می‌بایست به حداکثر جریان ورودی شارژ کنترلر دستگاه توجه نمود.

همچنین این نکته را نیز می‌بایست در نظر داشت که با افزودن پنل سولار، توان یا جریان خروجی AC دستگاه افزایش نمی‌یابد. زیرا توان خروجی AC تابع ظرفیت اینورتر دستگاه است.

موتور برق بخریم یا ژنراتور خوشیدی؟

استفاده از یک ژنراتور برق و سیستم خورشیدی به طور همزمان توصیه نمی شود. ژنراتور برق برای کمپینگ ، در فضای باز و شرایط اضطراری ایده آل هستند. آنها همچنین می توانند به عنوان منابع پشتیبان کوچک خدمت کنند.

در حالی که این نوع ژنراتورهای خورشیدی از ظرفیت وات کم برخوردار هستند ، اما هنوز هم می توانند دستگاه هایی مانند تلفن های هوشمند ، تلویزیون های قابل حمل ، لوازم کوچک ، لپ تاپ و چراغ ها را برای مدت زمان قابل توجهی طولانی کنند.

به طور معمول ، یک ژنراتور خورشیدی انرژی خورشید گرفته شده توسط پنل های خورشیدی را به برق تبدیل می کند و سپس آن را در یک باتری ذخیره می کند. توان ذخیره شده بعداً از طریق اینورتر قابل استفاده است. تصمیم گیری برای خرید یک ژنراتور خورشیدی قابل حمل یک کار اصیل است.

هزینه اولیه پنل های خورشیدی می تواند بیش از ژنراتور باشد. این امر به این دلیل است که پنل های خورشیدی فقط باتری را شارژ می کنند ، جایی که یک ژنراتور می تواند برق را مستقیماً به وسایل شما تأمین کند. برای خورشیدی به یک تنظیم کننده نیاز دارید تا باتری خود را با خیال راحت تنظیم کنید.

ژنراتور برق دستگاهی است که نیروی الکتریسیته و برق تولید کرده و از قطع فعالیت های روزانه یا اختلال در عملیات کاری پیشگیری می کند. ژنراتورها به شکل های فیزیکی و الکتریکی برای کاربردهای مختلف در دسترس می باشند.

انتخاب بهترین ژنراتور برق مورد نیاز کاری پیچیده بوده و نیاز به عملیات محاسباتی دقیق دارد و می بایست توسط کارشناس مربوطه صورت گیرد تا با صرف معقول ترین هزینه، بیشترین کارایی عاید مصرف کننده گردد.

مزایای ژنراتور سولار نسبت به ژنراتور سوخت فسیلی

یک ژنراتور سولار پرتابل در مقایسه با ژنراتور مصرف‌کننده سوخت فسیلی (شامل ژنراتورهای بنزینی، گازی و گازوییلی) هم توان خود دارای مزایای بسیار مهم زیر است :

1. عدم نیاز به صرف هزینه و نداشتن مشکلات تهیه و حمل سوخت
2. عدم ایجاد دود و سایر آلاینده‌های محیط زیست (مانند روغن هنگام وجود نشتی یا تعویض)
3. عدم ایجاد آلودگی صوتی ناشی از سر و صدای کارکرد
4. عدم نیاز به سرویس و مراقبت‌های دوره‌ای مانند چک سطح مخزن سوخت، سطح مخزن روغن، تعویض فیلتر هوا و روغن‌کاری قطعات
5. سهولت افزایش توان و افزایش زمان کارکرد

آشنایی با ژنراتور کروی شکل خورشیدی

معمار آلمانی به نام آندره بروسل ادعا می­کند که راهکاری در اختیار دارد که به وسیله­ ی آن می­تواند “عصاره و ثمر بیشتری از انرژی خورشیدی استخراج کند”،حتی در طول شب و در مناطقی که نور کمتری در آنها وجود دارد.کمپانی او یعنی شرکت Rawlemon نمونه­ ی اولیه از یک ژنراتور خورشیدی به شکل کروی خلق کرده که اشعه­ ی بتا نام دارد.

تکنولوژی او اصول هندسه­ ی کروی را با یک سیستم ردیابی دو محوره آمیخته است که به ما این امکان را می­دهد تا از یک پنل خورشیدی سنتی در یک مساحت خیلی کوچک­تر،بهره­ ی دو برابری داشته باشیم.

طراحی پیشرو به صورت کاملا چرخشی است و برای سطوح شیب­ دار،دیوارهای ساختمان و هر جایی که به آسمان دسترسی دارد،مناسب است.این تکنولوژی حتی می­تواند به عنوان یک ایستگاه شارژ کننده­ ی اتومبیل الکتریکی استفاده شود.

طول عمر ژنراتورهای خورشیدی چقدر است؟

ژنراتور خورشیدی بین 25 تا 35 سال انرژی رایگان از خورشید را دریافت میکنند. هنگامی که از یک ژنراتور خورشیدی نیرو می گیرید ، به جای استفاده از سوخت های فسیلی گران قیمت ، انرژی خورشید را به صورت رایگان دریافت می کنید. هم چنین می توانید انرژی خورشید را برای مدت زمان استفاده از پنل های خورشیدی که معمولاً بین 25 تا 35 سال است ، از خورشید دریافت کنید.

آیا برق خانه را میتوان با یک ژنراتور تامین کنید؟

سوئیچ انتقال آسانترین راه برای تأمین انرژی خانه در حین قطع برق است. اجرای تارهای فرمت به وسایل جانبی می تواند بی دردسر و وقت گیر باشد. سوئیچ انتقال به شما امکان می دهد تا از سیستم سیم کشی منزل خود استفاده کنید تا هر وسیله ای را در خانه خود با ژنراتور خود به سرعت و به راحتی نیرو دهید.

ظرفیت ژنراتور خورشیدی خانگی چقدر است؟

بیشتر ژنراتورهای خورشیدی موجود در بازار ظرفیت انرژی بین 1 تا 2 کیلووات ساعت دارند. بنابراین با این دید که بتوانید همه نیاز الکتریسیته خود را با یک ژنراتور برطرف کنید، در مسیر اشتباهی هستند. مثلا یک یخچال استاندارد روزانه بین 1 تا 2 کیلووات ساعت برق مصرف می کند پس این ژنراتورها تنها می توانند یک یخچال معمولی را 1-2 ساعت روشن نگه دارند. البته شارژ تلفن همراه یا یک چراغ LED میزان بسیار کمتری انرژی نیاز دارند که نشان می دهد انرژی تولیدی یک ژنراتور می تواند زمان بسیار طولانی تر این وسایل را شارژ نگه دارد.

با وجود وزنی در حدود 52 کیلوگرم این ژنوراتورها قابل حمل به نظر نمی رسند اما در واقع آنها در وسایل متحرکی چون قایق ها، کاروان ها و … استفاده می شوند. بنابراین ماهیت وسیله ای که روی آن سوار می شوند آنها را قابل حمل ساخته است.