در این الگو، هر خانه با نصب پنل‌های خورشیدی بر بام خود، به یک واحد کوچک تولید برق تبدیل می‌شود و می‌تواند بخشی از انرژی مورد نیاز خود را تأمین کند. به مناسبت روز ملی کیفیت، روزنامه صمت به بررسی ظرفیت نیروگاه‌های خورشیدی خانگی و نقش آنها در ارتقای کیفیت تولید برق کشور پرداخته که در ادامه می‌خوانید.

در مسیر تولید برق با کیفیت

روز ملی کیفیت فرصتی برای بازخوانی مفهوم کیفیت در بخش‌های مختلف اقتصادی و صنعتی کشور و بررسی راهکارهای افزایش بهره‌وری، کاهش اتلاف منابع و ارتقای بازدهی فرآیندهای تولید است. در حوزه انرژی و به‌ویژه صنعت برق، کیفیت را نمی‌توان صرفاً به استمرار جریان برق یا افزایش ظرفیت اسمی نیروگاه‌ها محدود کرد؛ بلکه کیفیت تولید برق مجموعه‌ای از شاخص‌ها از جمله میزان بازدهی تبدیل انرژی اولیه به برق، کاهش تلفات در فرآیند انتقال و توزیع، پایداری شبکه، قابلیت اطمینان تأمین برق، تنوع‌بخشی به منابع تولید و استفاده بهینه از ظرفیت‌های موجود را در بر می‌گیرد. از این منظر، یکی از مهم‌ترین موضوعاتی که در روز ملی کیفیت باید مورد توجه سیاست‌گذاران و مدیران صنعت برق قرار گیرد، ضرورت تحول در ساختار تولید انرژی کشور و حرکت به سمت الگوهای جدید تولید برق با بهره‌وری بالاتر است. اقتصاد انرژی ایران برای عبور از چالش‌های موجود، نیازمند آن است که علاوه بر توسعه ظرفیت تولید، کیفیت و بازدهی ظرفیت‌های موجود را نیز ارتقا دهد و از وابستگی بیش از اندازه به الگوهای سنتی تولید برق فاصله بگیرد.

بنابراین یکی از مسائل مهم در زمینه کاهش وابستگی به نیروگاه‌های مرکزی و همچنین تنوع بخشیدن به سبد تولید برق کشور که منجر به بهبود کیفیت تولید انرژی در کشور خواهد شد؛ توسعه نیروگاه‌های سقفی خورشیدی در هر خانه است که منجر به تبدیل شدن هر خانه به یک نیروگاه خورشیدی فعال خواهد شد و بهره‌وری شبکه برق را نیز افزایش خواهد داد.

ارتقای بهره‌وری و کیفیت تولید برق

مهدی هاشم‌زاده، کارشناس انرژی در ابتدای صحبت‌های خود با اشاره به اهمیت تنوع بخشیدن به سبد تولید برق کشور به صمت گفت: در حال حاضر بخش قابل توجهی از تولید برق کشور بر عهده نیروگاه‌های بزرگ و متمرکزی است که عمدتا با استفاده از سوخت‌های فسیلی فعالیت می‌کنند. این نیروگاه‌ها اگرچه نقش مهمی در تأمین برق پایدار کشور دارند، اما وابستگی بالای ساختار تولید برق به آنها، چالش‌های متعددی را در زمینه تأمین سوخت، هزینه‌های بهره‌برداری، محدودیت‌های زیست‌محیطی و آسیب‌پذیری زیرساختی ایجاد کرده است. در چنین ساختاری، افزایش تقاضای برق در دوره‌های اوج مصرف، به‌ویژه در فصل تابستان، فشار مضاعفی بر نیروگاه‌ها و شبکه انتقال و توزیع وارد می‌کند.

وی افزود: از سوی دیگر، محدودیت تأمین گاز در فصل زمستان و ضرورت اختصاص بخشی از سوخت مایع به نیروگاه‌ها، نشان می‌دهد که تداوم اتکا به یک الگوی متمرکز و سوخت‌محور نمی‌تواند به‌تنهایی پاسخگوی نیازهای بلندمدت صنعت برق کشور باشد. بنابراین، ارتقای کیفیت تولید برق مستلزم ایجاد تغییرات ساختاری در سبد تولید انرژی و استفاده از ظرفیت‌های متنوع و مکمل در کنار نیروگاه‌های بزرگ است.

تغییر نگاه به مصرف‌کنندگان برق

کارشناس انرژی ادامه داد: یکی از راهبردهای اساسی برای تحقق این تحول، توسعه تولید پراکنده برق و گسترش نیروگاه‌های خورشیدی پشت‌بامی در سطح منازل مسکونی، واحدهای تجاری، ساختمان‌های اداری و مجموعه‌های صنعتی است. این رویکرد به معنای تغییر نگاه به مصرف‌کنندگان برق و تبدیل آنها به مشارکت‌کنندگان فعال در فرآیند تولید انرژی است. در الگوی سنتی، خانوارها صرفا مصرف‌کننده برق تولیدشده در نیروگاه‌های بزرگ هستند، اما در الگوی جدید، هر خانه می‌تواند با نصب پنل‌های خورشیدی بر روی پشت‌بام خود، بخشی از برق مورد نیازش را تولید کند و در ساعات دارای تولید مازاد، برق اضافی را به شبکه سراسری تزریق کند. به این ترتیب، مفهوم جدیدی از مشارکت عمومی در تولید انرژی شکل می‌گیرد که در آن هزاران و حتی میلیون‌ها واحد مسکونی به واحدهای کوچک تولید برق تبدیل می‌شوند. تحقق چنین الگویی می‌تواند ظرفیت تولید برق کشور را از حالت متمرکز و محدود به تعداد مشخصی نیروگاه، به ساختاری گسترده، متنوع و توزیع‌شده تبدیل کند.

هاشم‌زاده با بیان اهمیت این موضوع از منظر کیفیت تولید برق اظهار کرد: اهمیت این روند زمانی بیشتر مشخص می‌شود که به مسئله بهره‌وری و بازدهی در صنعت برق توجه کنیم. در نیروگاه‌های حرارتی، بخشی از انرژی موجود در سوخت مصرفی در فرآیند تبدیل انرژی شیمیایی به انرژی الکتریکی به شکل حرارت تلف می‌شود. بنابراین، حتی در صورت افزایش میزان سوخت مصرفی، تمام انرژی اولیه به برق قابل استفاده تبدیل نخواهد شد. در مقابل، نیروگاه‌های خورشیدی با استفاده مستقیم از تابش خورشید، امکان تولید برق بدون نیاز به مصرف سوخت فسیلی در مرحله بهره‌برداری را فراهم می‌کنند. البته باید توجه داشت که پنل‌های خورشیدی نیز دارای محدودیت‌های راندمانی هستند و میزان تولید آنها به عواملی مانند شدت تابش، دمای محیط، زاویه نصب، کیفیت تجهیزات و شرایط نگهداری بستگی دارد؛ با این حال، استفاده از انرژی خورشیدی موجب کاهش مصرف سوخت نیروگاه‌های حرارتی و آزاد شدن بخشی از ظرفیت سوخت برای مصارف دیگر می‌شود. از این منظر، توسعه نیروگاه‌های خورشیدی خانگی نه‌تنها به افزایش ظرفیت تولید برق کمک می‌کند، بلکه ترکیب منابع انرژی را نیز به سمت استفاده کارآمدتر از منابع طبیعی و کاهش وابستگی به سوخت‌های فسیلی سوق می‌دهد.

ساختار متمرکز تولید برق

هاشم‌زاده در ادامه خاطرنشان کرد: نکته مهم دیگر آن است که توسعه نیروگاه‌های خورشیدی پشت‌بامی می‌تواند موجب افزایش بهره‌وری شبکه انتقال و توزیع برق شود. در ساختار متمرکز تولید برق، انرژی تولیدشده در نیروگاه‌های بزرگ باید از طریق خطوط انتقال و شبکه‌های توزیع به مناطق مختلف کشور منتقل شود. این فرآیند، به‌ویژه در مسیرهای طولانی و در شرایط افزایش بار شبکه، با تلفات انرژی همراه است. در مقابل، زمانی که برق در نزدیکی محل مصرف تولید شود، نیاز به انتقال حجم بالایی از انرژی در مسافت‌های طولانی کاهش پیدا می‌کند و بخشی از فشار واردشده بر شبکه‌های انتقال و توزیع کاسته می‌شود. به بیان دیگر، تولید برق در محل مصرف می‌تواند فاصله میان تولیدکننده و مصرف‌کننده را کاهش دهد و زمینه استفاده بهینه‌تر از زیرساخت‌های موجود را فراهم کند. البته میزان کاهش تلفات به محل استقرار نیروگاه‌های خورشیدی، ظرفیت اتصال آنها، الگوی مصرف منطقه و وضعیت شبکه توزیع بستگی دارد و نیازمند برنامه‌ریزی فنی دقیق است. با این وجود، توسعه اصولی تولید پراکنده یکی از راهکارهای مهم برای ارتقای کارایی شبکه برق و کاهش هزینه‌های ناشی از انتقال انرژی محسوب می‌شود.

کارشناس حوزه انرژی در پایان گفت: گذار از الگوی متمرکز تولید برق به تولید پراکنده و توسعه نیروگاه‌های خورشیدی خانگی، یکی از مهم‌ترین مسیرهای ارتقای کیفیت تولید انرژی، افزایش بازدهی شبکه برق و تقویت تاب‌آوری زیرساخت‌های حیاتی کشور است. در شرایطی که ناترازی انرژی، افزایش مصرف برق، محدودیت منابع سوخت فسیلی و آسیب‌پذیری نیروگاه‌های بزرگ متمرکز، ضرورت بازنگری در الگوی تولید و توزیع برق را دوچندان کرده است، تبدیل هر خانه به یک نیروگاه خورشیدی فعال می‌تواند به‌عنوان راهبردی بنیادین برای ارتقای کیفیت نظام تولید برق کشور مورد توجه قرار گیرد.

بهبود کیفیت تولید برق راهکار دارد

حسین حیدریان، کارشناس انرژی نیز درباره اهمیت تحقق مسئله بهبود کیفیت تولید برق با محوریت خانه‌های تولیدکننده برق به صمت گفت: پیام اصلی روز ملی کیفیت برای صنعت برق کشور باید فراتر رفتن از نگاه سنتی مبتنی بر افزایش ظرفیت اسمی نیروگاه‌ها و حرکت به سمت ارتقای بازدهی، بهره‌وری و کیفیت واقعی تولید انرژی باشد. کیفیت در صنعت برق زمانی ارتقا پیدا می‌کند که انرژی با اتلاف کمتر، هزینه مناسب‌تر، پایداری بیشتر و وابستگی پایین‌تر به منابع محدود سوخت فسیلی تولید و به مصرف‌کننده تحویل داده شود. توسعه نیروگاه‌های خورشیدی پشت‌بامی و تبدیل خانه‌ها به واحدهای فعال تولید برق، یکی از مهم‌ترین مسیرهای تحقق این هدف است؛ مسیری که علاوه بر کمک به مدیریت ناترازی برق، می‌تواند ساختار تولید انرژی کشور را متنوع‌تر، مردمی‌تر و تاب‌آورتر کند. بنابراین، روز ملی کیفیت باید به فرصتی برای تسریع این تحول تبدیل شود تا ارتقای کیفیت تولید برق نه صرفا در قالب یک شعار، بلکه در چارچوب برنامه‌ای عملیاتی برای افزایش بهره‌وری، کاهش تلفات و ایجاد آینده‌ای پایدارتر برای صنعت انرژی کشور دنبال شود.

وی ادامه داد: از منظر مدیریت اوج مصرف نیز نیروگاه‌های خورشیدی خانگی از ظرفیت قابل‌توجهی برخوردار هستند. یکی از مشکلات ساختاری صنعت برق کشور، افزایش شدید تقاضا در ساعات گرم روز و فصل تابستان است؛ زمانی که استفاده گسترده از تجهیزات سرمایشی، بار قابل توجهی را به شبکه تحمیل می‌کند. اتفاقاً در بخش مهمی از این ساعات، تابش خورشید نیز در سطح بالایی قرار دارد و نیروگاه‌های خورشیدی می‌توانند برق قابل توجهی تولید کنند. به همین دلیل، میان زمان تولید برق خورشیدی و بخشی از ساعات اوج مصرف تابستانی هم‌زمانی مناسبی وجود دارد. این ویژگی به نیروگاه‌های خورشیدی خانگی اجازه می‌دهد در زمان‌هایی که فشار بر شبکه افزایش می‌یابد، بخشی از برق مورد نیاز مصرف‌کنندگان را تأمین کنند و از ضرورت افزایش تولید نیروگاه‌های حرارتی در شرایط اوج بار بکاهند. البته برای پوشش کامل ساعات اوج مصرف عصرگاهی و شبانه، توسعه ذخیره‌سازهای انرژی و مدیریت هوشمند مصرف نیز ضروری است. ترکیب پنل‌های خورشیدی، باتری‌های ذخیره‌ساز و سامانه‌های مدیریت هوشمند انرژی می‌تواند امکان استفاده مؤثرتر از برق تولیدشده را فراهم کند و نقش تولید پراکنده را در پایداری شبکه افزایش دهد.

اهمیت تنوع بخشیدن به سبد تولید برق

حیدریان با اشاره به اهمیت تنوع بخشیدن به سبد تولید برق با محوریت تبدیل شدن هر خانه به یک نیروگاه تولید برق خورشیدی در مسئله افزایش تاب‌آوری و امنیت زیرساخت‌های انرژی کشور خاطرنشان کرد: موضوع دیگری که توسعه نیروگاه‌های خورشیدی خانگی را به یک ضرورت راهبردی تبدیل می‌کند، مسئله افزایش تاب‌آوری و امنیت زیرساخت‌های انرژی کشور است. اتکای بیش از اندازه به نیروگاه‌های بزرگ و متمرکز، شبکه برق را در برابر اختلالات گسترده، حوادث طبیعی، مشکلات فنی و آسیب‌های احتمالی به زیرساخت‌های حیاتی آسیب‌پذیرتر می‌کند. هنگامی که بخش عمده تولید برق در تعداد محدودی از مراکز بزرگ متمرکز باشد، بروز اختلال در هر یک از این مراکز می‌تواند تأثیر قابل توجهی بر تأمین برق مناطق مختلف داشته باشد. در مقابل، پراکندگی ظرفیت تولید برق در سطح شهرها، روستاها و ساختمان‌های مسکونی، ساختار شبکه را متنوع‌تر می‌کند و وابستگی تأمین انرژی به تعداد محدودی از تأسیسات را کاهش می‌دهد. البته نیروگاه‌های خورشیدی متصل به شبکه در صورت قطع برق سراسری، به دلایل ایمنی معمولا به‌صورت خودکار از شبکه جدا می‌شوند و نمی‌توانند به‌تنهایی برق ساختمان را تأمین کنند؛ بنابراین، برای برخورداری از قابلیت برق‌رسانی مستقل در زمان خاموشی، استفاده از تجهیزات مناسب ذخیره‌سازی و سامانه‌های پشتیبان ضروری است. با این حال، توسعه زیرساخت‌های تولید پراکنده همراه با ذخیره‌سازها می‌تواند در بلندمدت به ایجاد شبکه‌ای مقاوم‌تر و منعطف‌تر در برابر تهدیدات و اختلالات کمک کند.

وی ادامه داد: از سوی دیگر، تبدیل هر خانه به یک نیروگاه خورشیدی فعال می‌تواند نقش مهمی در اصلاح رابطه میان دولت، صنعت برق و مردم ایفا کند. در شرایط فعلی، بخش قابل توجهی از مسئولیت تأمین برق بر عهده دولت و شرکت‌های تولید و توزیع برق قرار دارد و خانوارها عمدتا در جایگاه مصرف‌کننده نهایی تعریف می‌شوند. اما با توسعه نیروگاه‌های خورشیدی خانگی، مردم می‌توانند از جایگاه مصرف‌کننده صرف خارج شوند و به تولیدکنندگان مشارکت‌کننده در شبکه تبدیل شوند. چنین تغییری علاوه بر افزایش ظرفیت تولید انرژی، زمینه‌ساز شکل‌گیری فرهنگ جدیدی در زمینه مصرف بهینه برق و مسئولیت‌پذیری عمومی نسبت به منابع انرژی خواهد بود. خانواری که بخشی از برق مورد نیاز خود را تولید می‌کند، درک ملموس‌تری از هزینه تولید انرژی، اهمیت مدیریت مصرف و ارزش منابع طبیعی خواهد داشت. همچنین امکان فروش برق مازاد به شبکه، در صورت وجود سازوکارهای مناسب خرید تضمینی و تسویه منظم، می‌تواند انگیزه اقتصادی لازم را برای مشارکت خانوارها ایجاد کند و سرمایه‌های خرد مردمی را به سمت توسعه زیرساخت‌های تولید انرژی هدایت کند.

این کارشناس انرژی درباره اهمیت ایجاد سازوکار مناسب تامین مالی این تحول در شبکه تولید برق کشور اظهار کرد: در این میان، یکی از مهم‌ترین الزامات موفقیت سیاست توسعه نیروگاه‌های خورشیدی خانگی، طراحی سازوکارهای اقتصادی و مالی مناسب برای تسهیل سرمایه‌گذاری خانوارهاست. هزینه اولیه خرید پنل‌های خورشیدی، اینورتر، تجهیزات حفاظتی، نصب و در صورت نیاز باتری‌های ذخیره‌ساز، ممکن است برای بخش قابل‌توجهی از خانوارها مانع ورود به این حوزه باشد. بنابراین، دولت و وزارت نیرو باید با استفاده از ظرفیت شبکه بانکی، شرکت‌های تأمین مالی، صندوق‌های تخصصی انرژی و مشارکت بخش خصوصی، مدل‌های متنوعی برای تأمین مالی این طرح طراحی کنند. ارائه تسهیلات بلندمدت، فروش اقساطی تجهیزات، قراردادهای مشارکت در تولید برق و مدل‌های اجاره تجهیزات خورشیدی می‌تواند امکان بهره‌مندی خانوارهای بیشتری از این ظرفیت را فراهم کند. همچنین باید میان سیاست‌های حمایتی برای خانوارهای کم‌درآمد و مدل‌های سرمایه‌گذاری تجاری برای ساختمان‌ها و واحدهای پردرآمد تفاوت قائل شد تا توسعه انرژی خورشیدی صرفا به گروه محدودی از خانوارها اختصاص پیدا نکند. هدف اصلی باید ایجاد امکان مشارکت گسترده مردم در تولید انرژی و توزیع عادلانه منافع حاصل از توسعه زیرساخت‌های تجدیدپذیر باشد.