چکیده

در کتاب طراحی سیستم برق خورشیدی مقیاس بزرگ، ضمن شناخت اجزاء سیستم های خورشیدی، در زمینه طراحی سامانه های خورشیدی مطالبی ارائه می گردد.                       

فصل اول : فناوری سامانه ی برق خورشیدی

مقدمه

ساختار الکترونیکی سلول خورشیدی

فناوری ساخت و بسته بندی سلول های خورشیدی

سلول های سیلیکونی مونو کریستال و پلی کریستال

ساخت سلول خورشیدی فتوولتاییک

فناوری های متمرکز کننده

فناوری سلول خورشیدی فیلم نازک

دستیابی به توان هزینه بین برق سراسری و برق خورشیدی

فناوری های خورشیدی مجتمع

سلول های خورشیدی BIPV سفارشی

سلول های خورشیدی فتوولتاییک چند کریستالی

سلول های خورشیدی فتوولتاییک غیرمتبلور

فناوری سلول تلورید کادمیوم فیلم نازک

فناوری سلول گالیوم-آرسنید

سلول های خورشیدی حساس به رنگ

بهبود فناوری سلول خورشیدی حساس به رنگ

سلول های فتوولتاییک چند پیوندی

فناوری سلول چند پیوندی

ساختمان سلول خورشیدی چند پیوندی

فناوری سلول چند پیوندی

سلول های خورشیدی پلیمری

تحلیل مقایسه ای

نوار رسانش پرانرژی

مولدهای بیونانو

سیستم های فتوولتاییک متمرکز کننده

عدسی های متمرکز کننده

چرا تمرکز؟

مروری بر کاربردهای سیستم برق خورشیدی

طبقه بندی و چپیکر بندی سیستم برق خورشیدی

---

فصل دوم : خواص فیزیکی برق خورشیدی و اثرات تغییر پارامتر های محیطی

مقدمه

پیشینه فیزیک سلول خورشیدی

خواص فیزیکی فوتون

ویژگی های عملکردی ماژول فتوولتاییک

ولتاژ مدار باز  VOC

جریان اتصال کوتاه  ISC

جدا کردن حامل بار الکتریکی

فناوری سلول خورشیدی با پیوند  PN

اتصال سلول خورشیدی به بار خارجی

مدار معادل سلول خورشیدی

معادله مشخصه های سلول خورشیدی

مقاومت سری

مقاومت شنت

جریان اشباع معکوس

ضریب مطلوبیت

راندمان تبدیل انرژی

دمای سلول

پاسخ دمایی ماژول  PV

حد راندمان ترمودینامیکی

فیل فاکتور

تجزیه و تحلیل مقایسه ای راندمان های تبدیل انرژی سلول خورشیدی

اثرات اقلیمی و جوی روی ماژول های فتوولتاییک

اثرات جو روی تشعشعات خورشیدی

توده عظیم هوا (اتمسفر)

ساعات پیک خورشید

خورشید دهی

وسایل اندازه گیری تشعشعات خورشیدی

پرتو سنج(پیرانومتر)

پرتو سنج(پیرهلیومتر)

سلول های مرجع

جهت یابی شبکه خورشیدی

فیزیک شدت نور خورشید

زاویه آزیموس شبکه خورشید

خورشید دهی

---

فصل سوم : قطعات سامانه برق فتوولتاییک

مقدمه

اینورترها

فرایند فیلتر کردن یا شکل گیری موج

رله های حفاظتی

توزیع برق ورودی و خروجی

انواع اینورترهای فتوولتاییک

مکانیزم سوئیچ کردن از منبع DC به منبع  AC

اینورترهایی با کموتاسیون خط

اینورترهایی با کموتاسیون خودبخودی

اینورترهای موج مربعی

قطع و وصل شکل موج با فرکانس کم وزیاد

سامانه زمین کردن اینورتر

شرایط محدود کردن تولید برق

کلیدهای قطع برق سمت مصرف کننده و ترانس های ایروله

ظرفیت تولید برق  PV

توانایی پایداری اینورتر در مقابل رعد و برق

جدول ثبت تعمیرات و تست های سامانه  PV

مثالی از یک اینورتر  UL1741

فناوری باتری

انواع باتری

طول عمر باتری

توان خروجی باتری

نصب و نگهداری باتری

اصول ایمنی در نصب باتری

نصب قفسه باتری

کابل باتری

کنترل کننده شارژر باتری

نصب قفسه باتری

کابل باتری

کنترل کننده شارژ باتری

فیوز های  DC

حفاظت در مقابل رعد و برق

اثر رعد و برق در تجهیزات بیرونی

سامانه گزارش گیری و نظارت مرکزی

نرم افزار نظارت بر سرور خورشید و نمایش

تاسیسات ماژول های  PV  زمینی و سازه های نگهدارنده آنها

تاسیسات نصب شده بر پشت بام

ساختمان هایی با سقف چوبی

سقف های بتونی سبک

پایه ستون سلول فتوولتاییک و زاویه ی شیب سازه ی آن

سیستم تعقیب کننده ی  خورشید

ردیاب های قطبی

ردیاب هایی با محور افقی

ردیاب هایی با محور عمودی

---

فصل چهارم : مطالعه امکان سنجی برق فتوولتاییک

مقدمه

مطالعه امکان سنجی

بررسی و نقشه برداری از سایت

نوع A : بررسی سایت برای نصب سیستم های قابل نصب بر پشت (BIPV)

نوع B : فرم بررسی سایت جهت نصب سیستم های برق خورشیدی روی پارکینگ های باز

نوع C : فرم بررسی سایت برای سیستم برق خورشیدی زمینی

نکات قابل توجه در طراحی مقدماتی سامانه برق خورشیدی

بررسی سایه اندازی و دستگاه تقویت کننده عملکرد انرژی خورشیدی

دستگاه اندازه گیری سایه (SUNEYE)

 کاربرد SUNEYE در طراحی و نصب صفحه های خورشیدی

SUNEYE و طراحی خانه های خورشیدی اثرپذیر و معماری سبز

SUNEYE و بازرسی زمین و ساختمان

طرز کار SUNEYE

 نمایش اطلاعات توسط  SUNEYE

 استفاده از داده های SUNEYE

 اطلاعات هواشناسی

نکات لازم برای طراحی سازه

برآورد توان و ابعاد سیستم برق خورشیدی

 برآورد توان و ابعاد سیستم خورشیدی با استفاده از نرم افزار محاسباتی || PV Watts

 پارامتر های سفارشی نرم افزار  || PV Watts

 تهیه گزارش مطالعات امکان سنجی

خلاصه موارد اجرایی

ساختار گزارش

گزارش چکیده ی موارد اجرایی

پارامتر های آب و هوایی

طراحی سایت، وضعیت و مساحت سکوی خورشیدی

معیار طراحی و فرضیات موجود

ارزیابی مختصری از پروژه

ظرفیت خروجی برق خورشیدی طراحی شده

نتیجه گیری

---

فصل پنجم : تجزیه و تحلیل هزینه سیستم برق خورشیدی

مقدمه

حسابگر اولیه برق کالیفرنیا

نرم افزار تحلیل هزینه برق خورشیدی

مدل مشاوره های خورشیدی (SAM)

داده های هزینه سیستم

داده هزینه فتوولتاییک

 راهنمای استفاده از مدل مشاوره خورشیدی(ASM)

بیمه و مالیات

کاهش قیمت دولتی

سیستم دریافت هزینه افزایشی اصلاح شده (MACRS)

 کاهش هزینه ها از طریق گروه بندی کردن

استهلاک سریع فدرال برای سیستم های برق خورشیدی

روش های استهلاک

سیستم استهلاک تناوبی

معافیت از مالیات سرمایه در کالیفرنیا

هزینه های مستقیم سرمایه (DCC)

هزینه تعمیر و نگهداری و بهره برداری

عملکرد سالانه سیستم

بررسی دقیق هزینه های خاص

عوامل دیگر هزینه

افزایش هزینه انرژی الکتریکی

هزینه های بهره برداری و تعمیرات سیستم

اعتبارات مالیاتی دولتی برای استفاده تجاری

مشوق های خاص پروژه های خورشیدی تجاری

اعتبار مالیاتی سی درصدی سرمایه گذاری دولتی (ITC)

استفاده از اعتبار انرژی تجدیدپذیر دولتی با دیگر برنامه های تشویقی

اثر  ITC  روی محاسبات هزینه استهلاک

برگشت سرمایه (ROI)

سرمایه گذاری روی پروژه

توافقنامه خرید برق (PPAS)

 سرمایه گذاری ویژه برای مدارس دولتی و استیجاری

---

قصل ششم : طراحی سامانه برق خورشیدی

مقدمه

مستند سازی سامانه برق خورشیدی

لیست مدارک

الزامات برچسب زدن به تجهیزات برق خورشیدی

ES-2) نقشه های محل احداث و حومه آن

ES-3) نقشه تک خطی برق

ES-4)نقشه جانمایی شبکه خورشیدی

دیاگرام جانمایی کلی شبکه خورشیدی

الزامات خاص برای نصب سیستم خورشیدی در پشت بام

مرور مدارک سازمان آتشنشانی

علائم اخطار و برچسب های تجهیزات

حداکثر مساحت یک مجموعه 

الزامات فاصله از لبه پشت بام

هادی های جریان مستقیم (DC)

دیاگرام جزئیات نصب تجهیزات

ES-5) برنامه زمان بندی فیدر سیستم برق خورشیدی

A) مشخصات فنی ماژول PV

B) ضریب تصحیح هادی

C) تعیین اندازه هادی رشته

D) محاسبات تقسیمات فیدر جعبه تقسیم

E) محاسبات زمان بندی فیدر در جعبه تقسیم

F) محاسبه اندازه کاندوئیت و کابل فیدراینورتر

راهنمایی سیم کشی برق خورشیدی

زمین کردن تجهیزات

زمین کردن سکوی سیستم برق خورشیدی نصب شده در روی زمین

نکات مهم برای انشعاب از شبکه های خورشیدی متصل به شبکه

حفاظت اتصال زمین سیستم فتوولتاییک

ES-7) مشخصات فنی تجهیزات برق خورشیدی

ES-8) مشخصلا فنی تابلو ایمنی تجهیزات سیستم

SS-1) نقشه های سازه سیستم pv

---

فصل هفتم : ساخت سامانه برق خورشیدی مقیاس بزرگ

مقدمه

مطالعه و ارزیابی اسناد و نقشه های نهندسی

وظایف مدیر پروژه

مقررات و دستورالعمل های ایمنی تجهیز

نظارت بر ساخت

دستورالعمل تست عملکزد تجهیزات و پذیرش نهایی

اجتناب از مسامحه در ساخت

سیم های DC زنجیر خورشیدی حفاظت نشده و در معرض تابش خورشید

تست و راه اندازی سیستم برق خورشیدی

راه اندازی و پذیرش نهایی

اندازه گیری برق خروجی لحظه ای

ارزیابی ضرایب کاهش دامنه ی تغییرات

اندازه گیری جریان اتصال کوتاه زنجیره ی PV

اندازه گیری برق خروجی و تست و تست های پذیرش و راه اندازی

اهداف راه اندازی سامانه ی برق خورشیدی

سلسله مراتب تست راع اندازی اینورتر

دستگاه اندازه گیری تجهیز

برنامه آموزش مشتری

بررسی خطرات ایمنی سیستم برق خورشیدی

خطرات سیستم برق خورشیدی

کاهش خطر

پیشگیری از صدمه به سیستم برق خورشیدی

---

فصل هشتم : سیستم فتوولتاییک متمرکز کننده

مقدمه

فناوری های فتوولتاییک متمرکز کننده

مزایای فناوری های CPV در مقایسه با PV معمولی

طراحی متمرکز کننده ها برای ماژول های خنک شونده ثابت

مزایای جدید فناوری های CPV

سیستم های خورشیدی CPV آمونیکس

فعالیت اولیه

نصب تجهیز و کارایی آن

همکاری با آزمایشگاه های انرژی های تجدید پذیر ملی(NREL)

طراحی متمرکر کننده های مگا نوع PV با استفاده ار آمونیکس متمرکز شده

جزئیات چیدمان سیستم

طراحی مدولار کلی سیستم

تولید برق

مزایای سیستم های برق خورشیدی CPV آمونیکس

عوامل محیطی و طول عمر مفید سیستم

هزینه و ساخت

بهره برداری و تعمیرات

دستورالعمل نصب تجهیز

فناوری Concentrix Flatcon CPV

تست و بهره برداری آزمایشی از تجهیز

فناوری فتوولتاییک متمرکر کننده Solfocus

طراحی سیستم Solfocus CPV

ابزار نوری انعکاسی

سلول های فتوولتاییک چند پیوندی راندمان بالا

پنل های  Solfocus CPV

 فناوری ردیابی

بالاترین عملکرد انرژی در آب و هوای گرم

تولید بیشترین میزان انرژی بر حسب مگا وات نصب شده

نمودار CPV و قابلیت پایداری محیط

---

فصل نهم : مدیریت پروژه سیستم برق خورشیدی

مقدمه

مراحل توسعه پروژه

مدیریت پروژه زنجیره حیاتی

موضوعات قرار داد

موضوعات فنی

تجزیه پیمانکار

قراردادهای خرید برق(PPA)

ساختار قرار داد خرید برق برای سیستم های برق خورشیدی

ارزیابی پیشنهاد

برنامه زمان بندی اجرای پروژه

شرح هزینه های سیستم برق خورشیدی

برنامه آموزشی مدیریت پروژه

---

فصل دهم : شبکه هوشمند

مقدمه

شبکه هوشمند یکپارچه ایالات متحده

سیستم های هوشمند بین المللی

چشم انداز سیستم های شبکه هوشمند و ویژگی های آن

شبکه فوق هوشمند

کنترل برق شبکه و مدیریت برق مازاد

حوزه فعالیت شبکه هوشمند

انواع شبکه های برق

عملکرد و وظیفه اصلی سیستم های شبکه هوشمند

کنترل پیک مصرف برق

تاثیر شبکه هوشمند یر تولید انرژی تجدیدپذیر

همزمانی اتصالات شبکه

دستگاه ها و خدمات پیشرفته شبکه هوشمند

کلید های کنترل بار

هادی های شبکه

شبکه هوشمند و تغییرات آب و هوایی

ذخیره سازی انرژی

راندمان شبکه

یکپارچه سازی انرژی تجدیدپذیر

تاثیر شبکه هوشمند روی خودرو های الکتریکی

---

فصل یازدهم : برق حرارتی خورشیدی

مزایای فناوری های متمرکز کننده خورشیدی حرارتی

فناوری های سیستم گرمایشی تشتک سهمی شکل

انواع کلکتورهای تشتک

فناوری برج خورشیدی

فناوری دیش های خورشیدی

نمونه ای از توسعه فناوری دیش خورشیدی

موتور استرلینگ گل آفتابگردانی

رفلکتورهای متمرکز کننده خطی فرزنل

سیستم های برق حرارتی خورشیدی آزمایشی

سیستم های برق خورشیدی ترموالکتریک

مسائل توسعه و هزینه برق حرارتی خورشیدی

هزینه در برار ارزش

مزایای سیستم های حرارتی خورشیدی

آینده فناوری های برق حرارتی خورشیدی

خلاصه