مقیاس‌پذیری از ویژگی‌های راهبردی سیستم‌های خورشیدی فتوولتاییک است که باعث شده است که همواره در چالش‌های گوناگون بتوان به انرژی خورشیدی به‌عنوان یک راهکار توجه داشت. سامانه‌های خورشیدی فتوولتاییک متصل به شبکه سراسری برق را براساس مقیاس آن می‌توان به سه دسته اصلی تقسیم‌بندی کرد:
- سامانه خورشیدی فتوولتاییک مقیاس بزرگ (نیروگاهی)
- سامانه خورشیدی فتوولتاییک مقیاس متوسط (تجاری/صنعتی)
- سامانه خورشیدی فتوولتاییک مقیاس کوچک (خانگی/مسکونی)
در این مقاله به بررسی مزایای اصلی استفاده و توسعه سامانه‌های خورشیدی پشت بامی (مقیاس کوچک و متوسط) پرداخته می‌شود.
۱- کسب درآمد پایدار و مطمئن از نیروگاه خورشیدی پشت بامی
بدون شک یکی از مزایای اصلی احداث نیروگاه خورشیدی پشت بامی توسط شهروندان، وجود امکان سرمایه‌گذاری و کسب درآمد است. جدید‌ترین مصوبه خرید تضمینی انرژی برق تولیدی نیروگاه‌های تجدیدپذیر و پاک به شماره ۱۰۰/۲۰/۳۳۵۶۰/۹۸ در تاریخ ۲۰/۰۷/۱۳۹۸ توسط دکتر رضا اردکانیان، وزیر نیرو، ابلاغ شد. براساس این مصوبه، مشترکین برق می‌توانند با فروش برق تولیدی نیروگاه خورشیدی پشت‌بامی خود به وزارت نیرو، به مدت ۲۰ سال کسب درآمد داشته باشند.
در حال حاضر، وزرات نیرو برق تولیدی یک نیروگاه خورشیدی پشت بامی با ظرفیت کمتر از ۲۰ کیلووات را با قیمت پایه ۱۰۴۰ تومان به‌ازای هر کیلووات ساعت، به‌طور تضمینی خریداری می‌کند. نکته قابل‌توجه افزایش قیمت خرید پایه براساس میزان تورم و نرخ ارز یورو است. این امر باعث شده است که در سال‌های اخیر باتوجهبه رشد تورم و افزایش چشمگیر نرخ یورو، قیمت پایه خرید تضمینی افزایش پیدا کند و ارزش پول دارندگان نیروگاه‌های خورشیدی پشت بامی حفظ شود.
به‌طور متوسط درآمد نیروگاه خورشیدی پشت بامی در سال اول با ظرفیت ۵ کیلووات حدود ۹۰۰.۰۰۰ تومان در هر ماه است. همان‌طور که اشاره شد، این مبلغ باتوجهبه ضریب تعدیل افزایش می‌یابد. در حال‌حاضر صورت‌حساب برق نیروگاه‌های خورشیدی پشت بامی هر دو ماه یکبار به حساب مالک نیروگاه پرداخت می‌شود. بنابراین، احداث نیروگاه خورشیدی خانگی را می‌توان یک سرمایه‌گذای بلند مدت و با ریسک پایین دانست که در شرایط ناپایدار اقتصادی می‌تواند گزینه‌ای ارزشمند برای سرمایه‌گذاری شهروندان باشد.
۲- افزایش قیمت ملک با احداث نیروگاه خورشیدی پشت بامی
وجود نیروگاه خورشیدی در پشت بام یک خانه می‌تواند به ارزش آن خانه بی‌افزاید. علاوه‌براینکه تجهیزات مورد استفاده در نیروگاه خورشیدی خانگی، همچون پنل‌های خورشیدی فتوولتاییک، اینورتر، سازه نگهدارنده و غیره ارزش مادی دارند، صاحب آن خانه از درآمد مطمئن به مدت ۲۰ سال بهره‌مند خواهد شد. این امر باعث می‌شود که باتوجه به محدودیت افزایش تعداد طبقات ساختمان، با احداث نیروگاه خورشیدی در پشت بام، برای آن ساختمان ارزش افزوده خلق کرد. در مجموع می‌توان براساس میزان درآمد نیروگاه و ارزش تجهیزات آن، به قیمت ساختمان اضافه کرد و این‌گونه فضای سقف ساختمان را ارزشمند‌تر کرد.
نکته قابل‌توجه آن‌که بهرهبرداری از سامانه‌های خورشیدی فتوولتاییک خانگی هیچ‌گونه سروصدای مزاحمی نخواهد داشت و آرامش ساکنین ساختمان به‌طور کامل حفظ می‌شود.
۳- تعمیر و نگهداری اندک نیروگاه خورشیدی پشت بامی
هزینه تعمیرونگهداری از نیروگاه‌های خورشیدی پشت بامی بسیار اندک است. تجهیزات مورد استفاده در نیروگاه خورشیدی خانگی دارای طول عمر زیاد هستند. پس از گذشت ۲۵ تا ۳۰ سال از عمر پنل‌های خورشیدی فتوولتاییک، هم‌چنان ۸۰% از راندمان خود را حفظ می‌کنند. تنها کافی است که مالک نیروگاه بسته‌به میزان آلودگی هوا و گردوغبار منطقه، هر چند وقت یکبار اقدام به شست‌وشوی پنل‌های خورشیدی نماید.
برای شست‌وشوی پنل‌های خورشیدی می‌توان از طی زمین‌شوی نرم به‌همراه آب استفاده کرد. اینورتر‌های خورشیدی نیز به‌طور معمول بین ۱۲ تا ۱۵ سال عمر مفید دارند و بعد از آن نیاز به تعویض پیدا می‌کنند. سازه نگهدارنده نیروگاه خورشیدی پشت بامی نیز اغلب از جنس آلومینیوم و یا آهن با روکش گالوانیزه گرم است که می‌تواند سال‌ها وظیفه نگهداری پنل‌های خورشیدی را در انواع شرایط آب‌وهوایی را به‌خوبی انجام دهد.
بااین‌حال، توصیه می‌شود که بازدید دوره‌ای توسط متخصصان نیروگاه خورشیدی صورت گیرد تا از ایجاد خسارت احتمالی و کاهش انرژی تولیدی نیروگاه جلوگیری شود.
۴- نیروگاه خورشیدی پشت بامی و حفظ محیط زیست
عدم انتشار دی‌اکسید کربن در فرآیند تولید برق از مزایای ویژه نیروگاه‌های خورشیدی فتوولتاییک پشت بامی است. یک نیروگاه خورشیدی خانگی با ظرفیت نامی ۵ کیلووات، به‌طور متوسط سالانه از انتشار ۵ تن دی‌اکسید کربن جلوگیری می‌کند.
این موضوع نشان‌گر آن است که با احداث نیروگاه خورشیدی خانگی علاوه‌بر تولید برق که خود یک کالای اساسی محسوب می‌شود، می‌توان به حفظ محیط‌زیست و کاهش اثر‌های نامطلوب آلودگی هوا، کمک شایانی کرد.
۵- کمک به پیک‌سایی با احداث نیروگاه خورشیدی پشت بامی
نیاز به تامین برق در بازه‌های زمانی خاصی در طول سال افزایش پیدا می‌کند. از جمله این بازه‌های زمانی می‌توان به ساعت ۱۲ تا ۱۶ ظهر‌های تابستان اشاره کرده که به‌دلیل کارکرد سیستم‌های سرمایشی همچون کولر‌های آبی و گازی، مصرف الکتریستیه در کشور افزایش پیدا می‌کند. در سال‌های اخیر با افزایش پیک مصرف برق در تابستان‌ها، وقوع خاموشی ناخواسته منجر به ایجاد مشکلاتی برای شهروندان و کسب‌وکار‌ها شده است.
باتوجهبه اینکه حداکثر تولید برق نیروگاه‌های خورشیدی پشت‌بامی مطابق با پیک مصرف برق ظهر‌های تابستان است، با توسعه این نیروگاه‌ها می‌توان از قطعی برق مسکونی و تجاری در طی تابستان‌ها جلوگیری کرد. ازآن‌جاکه سرمایه‌گذاری در نیروگاه‌های خورشیدی خانگی توسط بخش خصوصی صورت می‌گیرد، توسعه این نیروگاه‌ها برای وزارت نیرو و دولت نیز منافع بسیاری خواهد داشت.
۶- کاهش اتلاف انرژی الکتریکی ناشی از انتقال برق
تلفات انرژی الکتریکی همواره یکی از دغدغه‌های صنعت برق در ایران و جهان است که فرسودگی تاسیسات، طول و گستردگی شبکه از جمله عوامل مهم در به‌وجود آمدن این هدررفت انرژی الکتریکی هستند.
به‌گزارش پایگاه اطلاع رسانی وزارت نیرو در در خردادماه ۱۳۹۹، میزان تلفات شبکه برق ایران حدود ۹/۷۶ درصد است. برخلاف نیروگاه‌های فسیلی مقیاس بزرگ که اغلب در مناطق دور از شهر‌ها احداث می‌شوند، نیروگاه‌های خورشیدی فتوولتاییک پشت بامی، برق را دقیقا در محل تقاضای مصرف، تولید می‌کنند، که این امر از تلفات انتقال برق می‌کاهد. این موضوع یک مزیت اساسی برای نیروگاه‌های خورشیدی فتوولتاییک پشت بامی محسوب می‌شود.
۷- تناسب نیروگاه‌های خورشیدی فتوولتاییک پشت‌بامی با اقلیم ایران؛ تنوع‌بخشی به سبد انرژی کشور
اقلیم کشور ایران در میان کشور‌های همسایه‌اش، منحصربه‌فرد است و انواع مناطق سرد، گرم و خشک، مرطوب و معتدل را داراست. علی‌رغم این تنوع اقلیمی، براساس نتایج ثبت‌شده توسط ایستگاه‌های مختلف آب‌وهوایی، کشور ایران از با قرارگیری بین عرض‌های جغرافیایی ۲۵ تا ۴۰ درجه شمالی، مقدار تابش بالای خورشید را دریافت می‌کنند.
میزان شدت تابش خورشید در ایران به‌طور متوسط از میانگین جهانی بالا‌تر است و بیش از ۲۸۰ روز آفتابی در حدود ۹۰% از پهنای کشور ایران ثبت شده است.
از آن‌جاکه شدت تابش خورشید به‌عنوان یکی از مولفه‌های اصلی در امکان‌سنجی فنی و اقتصادی احداث نیروگاه‌های خورشیدی فتوولتاییک محسوب می‌شود، توسعه این نیروگاه‌ها متناسب با شرایط آب‌وهوایی بسیاری از نقاط کشور ایران است.
بنابراین، کشور ایران علاوه‌بر بهره‌مندی از ذخایر عظیم نفت و گاز، می‌تواند به‌خوبی از انرژی خورشیدی نیز برای تنوع‌بخشی به سبد انرژی کشور استفاده نماید.
۸- اشتغال‌زایی با توسعه نیروگاه خورشیدی پشت بامی
طراحی و احداث نیروگاه‌های خورشیدی خانگی نیازمند نیروی کار متخصص و آموزش‌دیده است. این امر باعث می‌شود که با توسعه نیروگاه‌های خورشیدی مقیاس کوچک جوانان بسیاری در این حوزه مشغول به‌کار شوند و از میزان بیکاری و آسیب‌های اجتماعی، اقتصادی و حتی سیاسی ناشی از آن کاسته شود.
به گزارش سازمان بین‌المللی انرژی‌های تجدیدپذیر (IRENA) در سال ۲۰۱۸ بیش از ۳.۶ میلیون نفر در صنعت فتوولتاییک جهان مشغول به‌کار بوده‌اند. این میزان بیش از دو برابر تعداد شغل‌هایی است که توسط انرژی بادی ایجاد شده است.
همان‌طور که در قسمت قبل اشاره شد، یکی از مزایای اصلی کسب‌وکار انرژی خورشیدی در ایران، بهره‌مندی تمام کشور از پتانسیل بالای انرژی خورشیدی است. این امر می‌تواند منجر به وجود کسب‌وکار‌های مرتبط با انرژی خورشیدی در سراسر کشور (به‌ویژه شهر‌های کوچک و روستا‌ها) شود و از مهاجرت به کلان‌شهر‌ها جهت اشتغال که خود زمینه‌ساز مشکلات اجتماعی همچون حاشیه‌نشینی است، کاسته شود.
با توسعه نیروگاه‌های خورشیدی پشت‌بامی شغل‌هایی هم چون طراح نیروگاه خورشیدی، مجری و نصاب نیروگاه خورشیدی، تولیدکننده و تامین‌کننده تجهیزات نیروگاه خورشیدی، مشاور نیروگاه خورشیدی، کارشناس تعمیرونگهداری و بسیاری دیگر، در آن منطقه شکل خواهد گرفت.
۹- نیروگاه خورشیدی پشت بامی و محرومیت‌زدایی
یکی دیگر از مزایای توسعه نیروگاه‌های خورشیدی فتوولتاییک پشت‌بامی در کشور ایران، کمک به محرومیت‌زدایی در مناطق کمتر برخوردار است. سازمان‌های دولتی و مردم‌نهاد می‌توانند با احداث نیروگاه‌های خورشیدی پشت‌بامی در مناطق محروم جهت نیازمندان، به آنها کمک نمایند تا از طریق فروش تضمینی برق تولیدی نیروگاه خورشیدی به وزارت نیرو، کسب درآمد پایدار کنند.
علاوه‌براین با احداث نیروگاه‌های خورشیدی فتوولتاییک مستقل از شبکه که با سیستم ذخیره‌سازی انرژی نیز همراه است، می‌توان برق مورد نیاز روستا‌های دورافتاده را تامین کرد و این مناطق از کشور ایران را توسعه داد.
۱۰- نیروگاه خورشیدی پشت بامی و پدافند غیرعامل
باتوجهبه آسیب‌پذیر بودن نیروگاه‌های برق مقیاس بزرگ در مقابل خطر‌های طبیعی (مانند زلزله) و غیرطبیعی (مانند بمباران)، گسترش نیروگاه‌های خورشیدی پشت‌بامی در سراسر کشور می‌تواند به پدافند غیرعامل کمک قابل‌توجهی نماید. در واقع با تبدیل هر پشت‌بام به یک نیروگاه برق از آسیب‌های اقتصادی جدی ناشی از تخریب نیروگاه‌های برق مقیاس بزرگ می‌توان کاست.
علاوه‌براین با استفاده از سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی می‌توان در صورت وقوع خاموشی، برق مورد نیاز برای سیستم‌های مراکز حیاتی (درمانی و امنیتی) را تامین کرد.