مقایسه سازه‌های ثابت و تک‌محوره در نیروگاه‌های خورشیدی: انتخاب بهینه برای بازگشت سرمایه بیشتر

در این مقاله تلاش کرده‌ایم با نگاهی فنی و اقتصادی به مقایسه دو نوع سازه رایج در احداث نیروگاه‌های خورشیدی، یعنی سازه‌های ثابت (Fixed-Tilt) و سازه‌های تک‌محوره (Single-Axis Tracker) بپردازیم. هدف این است که سرمایه‌گذاران و فعالان حوزه انرژی خورشیدی، با درک دقیق مزایا، معایب و شرایط به‌کارگیری هر کدام، بتوانند تصمیمی بهینه در راستای بازگشت سرمایه و افزایش بهره‌وری اتخاذ کنند.

اهمیت انتخاب سازه مناسب در نیروگاه‌های خورشیدی

سازه‌های نگهدارنده پنل‌های خورشیدی، نقش کلیدی در تعیین میزان انرژی تولیدی، هزینه‌های نصب و نگهداری و نهایتاً بازده اقتصادی پروژه ایفا می‌کنند. انتخاب نوع سازه نه‌تنها از منظر فنی، بلکه از نظر اقتصادی نیز اهمیت زیادی دارد.

دو نوع اصلی سازه عبارتند از:

 سازه‌های ثابت (Fixed-Tilt)

 سازه‌های متحرک تک‌محوره (Single-Axis Tracker)

در ادامه به تعریف، مزایا، معایب و تحلیل مقایسه‌ای این دو نوع سازه می‌پردازیم.

 سازه ثابت (Fixed-Tilt): سادگی، پایداری و هزینه کمتر

 ✅ تعریف:

سازه ثابت، پنل‌های خورشیدی را در زاویه‌ای مشخص و ثابت نسبت به سطح افق قرار می‌دهد. این زاویه معمولاً با توجه به عرض جغرافیایی محل نصب انتخاب می‌شود و تغییرپذیر نیست.

 ✅ مزایای سازه ثابت:

 هزینه سرمایه‌گذاری اولیه کمتر: ساده بودن طراحی و عدم نیاز به موتور و سیستم کنترل باعث کاهش هزینه نصب می‌شود.

 هزینه تعمیر و نگهداری پایین: نبود قطعات متحرک، خرابی کمتری به‌دنبال دارد.

 سادگی در نصب و بهره‌برداری: به نیروی تخصصی کمتری نیاز دارد.

 پایداری در شرایط آب‌وهوایی سخت: در مناطق با بادهای شدید یا گرد و غبار، پایداری بالاتری دارد.

 ❌ معایب سازه ثابت:

 بهره‌وری پایین‌تر در تولید انرژی: در ساعات مختلف روز، زاویه تابش خورشید نسبت به پنل بهینه نیست.

 عدم انطباق با زاویه تابش متغیر: به‌خصوص در فصل‌های مختلف یا در مناطقی با تابش مایل، بازدهی کاهش می‌یابد.

  سازه تک‌محوره (Single-Axis Tracker): بهره‌وری بیشتر، سرمایه‌گذاری بالاتر

 ✅ تعریف:

سازه تک‌محوره قابلیت چرخش حول یک محور (افقی یا شرقی-غربی) را دارد و پنل‌ها را به‌صورت خودکار یا نیمه‌خودکار در راستای حرکت خورشید تنظیم می‌کند.

 ✅ مزایای سازه تک‌محوره:

 افزایش تولید انرژی تا ۲۰ تا ۳۰ درصد: پنل‌ها همیشه در زاویه‌ای نزدیک به عمود با نور خورشید قرار دارند.

 استفاده بهتر از ساعات تابش: در صبح و عصر نیز تولید بهینه‌تری نسبت به سازه ثابت دارد.

 بازگشت سرمایه بهتر در برخی مناطق: در مناطقی با PSH بالا و تعرفه خرید برق مناسب، زمان بازگشت سرمایه کوتاه‌تر می‌شود.

 ❌ معایب سازه تک‌محوره:

 هزینه اولیه بیشتر: نیاز به موتور، کنترلر و سازه مقاوم‌تر، هزینه نصب را افزایش می‌دهد.

 هزینه نگهداری بالاتر: قطعات متحرک نیاز به نگهداری و تعمیرات بیشتری دارند.

 ریسک خرابی در شرایط سخت آب‌وهوایی: در مناطق با طوفان یا گردوغبار زیاد، ممکن است دچار آسیب شود.

 نیاز به فضای بیشتر: به دلیل حرکت پنل‌ها، چیدمان نیازمند رعایت فاصله‌های خاص بین ردیف‌ها است.

📊 مقایسه سازه ثابت و سازه تک‌محوره در نیروگاه‌های خورشیدی

نکته: این اعداد وابسته به نرخ ارز، تعرفه خرید تضمینی برق، موقعیت جغرافیایی و کیفیت تجهیزات می‌باشند و صرفاً جهت مقایسه تقریبی ارائه شده‌اند.

  انتخاب بین سازه ثابت یا تک‌محوره؛ چه زمانی کدام؟

 در مناطقی با تابش بالا (PSH بالای ۵) و قیمت خرید برق مناسب، استفاده از سازه تک‌محوره به دلیل تولید بیشتر توجیه اقتصادی دارد.

 در پروژه‌های کوچک، خانگی یا در مناطق بادخیز و پرگردوغبار، سازه ثابت به‌دلیل سادگی و پایداری گزینه‌ای منطقی‌تر است.

 در مناطق با فضای محدود نیز سازه ثابت مزیت دارد؛ چرا که در سازه‌های متحرک، برای جلوگیری از سایه‌اندازی بین ردیف‌ها باید فاصله بیشتری رعایت شود.

🔍 تحلیل اقتصادی نمونه‌ای

 نتیجه‌گیری: انتخاب آگاهانه، بازدهی بیشتر

انتخاب نوع سازه در احداث نیروگاه خورشیدی، تصمیمی حیاتی است که باید با درنظر گرفتن فاکتورهای اقتصادی، فنی و اقلیمی صورت گیرد. سازه‌های ثابت هزینه کمتر و پایداری بیشتری دارند، در حالی‌که سازه‌های تک‌محوره بازدهی بالاتر ولی هزینه‌های بیشتر را به‌دنبال دارند.

گروه صنعتی بهین، با تجربه در طراحی و اجرای انواع نیروگاه‌های خورشیدی، آماده ارائه مشاوره تخصصی برای انتخاب بهینه‌ترین ساختار متناسب با شرایط پروژه شما می‌باشد.