تبریز و آذربایجان شرقی از نظر تابش، منطقهٔ خوبی برای برق خورشیدی است، اما اقلیم آن با مرکز و جنوب ایران فرق دارد و همین تفاوت، طراحی سیستم را عوض میکند: زمستان سرد ولتاژ پنل را بالا میبرد، برف زاویهٔ شیب و بار استراکچر را تعیین میکند، و اختلاف تابش تابستان و زمستان در اینجا بیشتر از میانگین کشور است. این راهنما همان نکاتی را جمع کرده که در طراحی یک سیستم برای این منطقه واقعاً تفاوت ایجاد میکند.
اقلیم آذربایجان شرقی با یک سیستم خورشیدی چه میکند
سرمای زمستان ولتاژ پنل را بالا میبرد
رایج‌ترین اشتباه طراحی در مناطق سرد همین‌جاست. ولتاژ مدار باز (Voc) یک ماژول با کاهش دما بالا می‌رود؛ ضریب دمایی Voc در ماژول‌های سیلیکونی معمولاً حدود منفی ۰٫۲۵ تا منفی ۰٫۳۵ درصد بر درجهٔ سانتی‌گراد است. یعنی در یک صبح صاف زمستانی با دمای منفی ۱۵ تا منفی ۲۰ درجه، ولتاژ رشته می‌تواند حدود ۱۰ تا ۱۵ درصد بالاتر از عدد شرایط استاندارد آزمون (STC) برود. عدد دقیق در دیتاشیت همان مدل نوشته شده است.
نتیجه روشن است: تعداد ماژول‌های هر رشته باید بر مبنای سردترین دمای مورد انتظار سایت بسته شود، نه دمای ۲۵ درجهٔ آزمون. اگر این کار انجام نشود، اینورتر یا شارژ کنترلر در سرمای دی‌ماه از سقف ولتاژ ورودی خود عبور میکند و همان لحظه‌ای که بیشترین نیاز به برق هست، از مدار خارج می‌شود یا آسیب می‌بیند. این تله در تبریز و شهرهای مرتفع استان جدی‌تر از بیشتر نقاط کشور است.
برف، زاویهٔ شیب و بار استراکچر
برف در این منطقه دو اثر جدا دارد. اثر اول مکانیکی است: بار برف روی ماژول و استراکچر باید در طراحی دیده شود. بسیاری از ماژول‌های تجاری برای بار سطح جلو تا حدود ۵۴۰۰ پاسکال گواهی می‌شوند، اما این عدد فقط وقتی معتبر است که گیره‌ها در محدودهٔ مجاز دیتاشیت بسته شده باشند؛ بستن گیره در نقطهٔ اشتباه، ظرفیت باربری را کم میکند.
اثر دوم عملکردی است: برف نشسته روی شیشه، تولید را عملاً صفر میکند. شیب تندتر کمک میکند برف خودش سُر بخورد. عرض جغرافیایی تبریز نزدیک ۳۸ درجهٔ شمالی است و در حالی که شیب نزدیک عرض جغرافیایی بیشترین تولید سالانه را می‌دهد، در سیستم‌هایی که زمستان برایشان بحرانی است شیب تندتر — در محدودهٔ حدود ۴۰ تا ۵۰ درجه — هم برف را بهتر می‌ریزد و هم سهم تولید زمستان را بالا میبرد. لبهٔ پایینی آرایه هم باید از سطح بام فاصله داشته باشد تا برف انباشته زیر ماژول گیر نکند.
گرد و غبار و گردهٔ بهاری
در این استان دو فصل آلودگی سطح داریم: گردهٔ درختان در بهار و غبار در اواخر تابستان. هر دو لایه‌ای می‌سازند که با باران به‌تنهایی کاملاً پاک نمی‌شود. فاصلهٔ شست‌وشو را به جای تقویم، بر اساس افت تولید تنظیم کنید؛ در عمل بازهٔ یک تا سه ماه در فصول آلوده برای بیشتر سایت‌ها منطقی است. شست‌وشو در ساعت خنک روز و با آب و برس نرم انجام شود؛ پاشیدن آب سرد روی شیشهٔ داغ ظهر تابستان ریسک شوک حرارتی دارد.
ساعت اوج تابش (PSH) در آذربایجان شرقی
ساعت اوج تابش، همان عددی است که تولید روزانه را تعیین میکند. میانگین سالانه در این منطقه به‌طور تقریبی حدود ۴٫۵ تا ۵ ساعت است، اما میانگین سالانه برای طراحی سیستم آف‌گرید کافی نیست؛ آنچه اهمیت دارد نوسان فصلی است. جدول زیر ارقام نشانه‌ای است و جای داده‌های سایت را نمی‌گیرد:
| فصل | PSH روزانه (نشانه‌ای) | نکتهٔ طراحی |
|---|---|---|
| زمستان (دی و بهمن) | حدود ۲٫۵ تا ۳٫۵ ساعت | ماه بحرانی؛ مبنای طراحی آف‌گرید |
| بهار | حدود ۵ تا ۶ ساعت | فصل گرده؛ شست‌وشو مهم می‌شود |
| تابستان | حدود ۶ تا ۷ ساعت | بیشترین تولید، اما افت دمایی توان |
| پاییز | حدود ۳٫۵ تا ۴٫۵ ساعت | کاهش سریع؛ آماده‌سازی برای زمستان |
مقدار دقیق به سایت، زاویهٔ نصب، افق و سایه‌اندازی بستگی دارد و باید با دادهٔ همان محل بررسی شود. تعریف کامل این شاخص در توضیح ساعت اوج تابش (PSH) آمده و برای برآورد اولیهٔ اندازهٔ سیستم می‌توانید از ماشین‌حساب برآورد سیستم خورشیدی استفاده کنید.
طراحی برای بدترین ماه، نه برای میانگین
در یک سیستم آف‌گرید، اگر آرایه را با PSH میانگین سالانه ببندید، سیستم در دی‌ماه کم می‌آورد. مبنای درست، ماه بحرانی است: نسبت PSH زمستان به تابستان در این منطقه می‌تواند نزدیک به نصف باشد، پس آرایه‌ای که تابستان کافی است، زمستان تنها بخشی از نیاز را تأمین میکند. راه‌های معمول، بزرگ‌تر گرفتن آرایه بر مبنای زمستان، شیب زمستان‌محور، یا پذیرفتن یک منبع پشتیبان است.
سرما با باتری هم کار دارد. ظرفیت قابل استفادهٔ باتری‌های سرب‌اسیدی در دمای پایین به‌روشنی کم می‌شود، و در باتری‌های لیتیوم LiFePO4 نکتهٔ مهم‌تری وجود دارد: شارژ در دمای زیر صفر به سلول آسیب میزند و به همین دلیل BMS استاندارد در دمای زیر صفر شارژ را قطع میکند. دشارژ در سرما معمولاً مجاز است، اما شارژ نه. برای همین در این اقلیم، محل باتری باید عایق و بالای صفر نگه داشته شود، یا از مدل‌های دارای هیتر داخلی استفاده شود. بدون این کار، سیستم در صبح‌های سرد زمستان شارژ نمی‌گیرد.
آن گرید یا آف گرید برای این منطقه
در شهرها و حاشیهٔ تبریز که شبکهٔ برق پایدار در دسترس است، سیستم آن‌گرید معمولاً منطقی‌ترین گزینه است، چون باتری — گران‌ترین و کوتاه‌عمرترین بخش سیستم آف‌گرید — حذف می‌شود و مازاد تولید از مسیر تعریف‌شدهٔ اتصال به شبکه با اداره برق تسویه می‌شود. اگر نگرانی اصلی، قطعی برق است، سیستم هیبرید که در قطعی، بارهای حیاتی را نگه می‌دارد گزینهٔ میانی است.
آف‌گرید در این استان بیشتر برای مصارف دور از شبکه معنا پیدا میکند: چاه و پمپ کشاورزی، کارگاه یا واحد دامداری خارج از پوشش شبکه، و سایت‌های مخابراتی. تفاوت این سه معماری در مقایسهٔ اینورتر آن گرید، آف گرید و هیبرید باز شده است.
استراکچر: سقف شیروانی یا بام تخت
در بافت مسکونی حاشیهٔ تبریز و روستاهای استان، سقف شیروانی با پوشش فلزی یا سفال رایج است. در این حالت آرایه با قلاب یا پایهٔ مخصوص روی چوب‌بست یا خرپا مهار می‌شود و نقطهٔ حساس، آب‌بندی محل نفوذ پیچ است؛ نشتی سقف در این اقلیم با ذوب و یخ‌زدگی مکرر خیلی زود خودش را نشان می‌دهد. جزئیات اجرا در آموزش نصب پنل روی سقف شیب‌دار آمده است.
روی بام تخت واحدهای تجاری و صنعتی، استراکچر مثلثی با زاویهٔ رو به جنوب اجرا می‌شود و سه نکته تعیین‌کننده است: نیروی بالابرندهٔ باد و روش مهار یا وزنه‌گذاری، ظرفیت باربری سقف در کنار بار برف، و فاصلهٔ ردیف‌ها. فاصلهٔ ردیف در این عرض جغرافیایی بیشتر از شهرهای جنوبی لازم است، چون ارتفاع خورشید در ظهر روزهای پایانی آذر حدود ۲۸ تا ۲۹ درجه است و سایهٔ ردیف جلویی در زمستان بلندتر می‌افتد. نمونه‌های اجراشده را می‌توانید در پروژه‌های اجراشده ببینید.
خرید و نصب در تبریز
دفتر و انبار نورا تجدیدپذیران در سردرود تبریز است و همین نزدیکی، برای خریدار محلی دو مزیت عملی دارد: دیدن کالا پیش از خرید و کوتاه‌تر بودن مسیر خدمات پس از فروش و تعویض قطعه. برای هماهنگی بازدید یا پرسش فنی از مسیر تماس با ما اقدام کنید.
برای نصب، سراغ کسی بروید که کار مشابه در همین اقلیم انجام داده باشد و بتواند محاسبهٔ ولتاژ رشته در سردترین دما، بار برف استراکچر و مسیر ارت و حفاظت را نشان دهد. فهرست همکاران فعال در استان در شبکهٔ نمایندگان و همکاران فروش آمده است؛ اگر خودتان فروشنده یا مجری فعال در آذربایجان شرقی هستید، مسیر همکاری از طریق فرم درخواست نمایندگی است.
پرسش‌های پرتکرار
آیا سرمای تبریز به پنل خورشیدی آسیب میزند؟
سرما به خود ماژول آسیبی نمیزند و حتی راندمان سلول را کمی بهتر میکند. مشکل جای دیگری است: سرما ولتاژ مدار باز را بالا میبرد و اگر تعداد ماژول هر رشته بر مبنای دمای استاندارد بسته شده باشد، اینورتر یا شارژ کنترلر ممکن است از سقف ولتاژ ورودی عبور کند. طراحی رشته باید بر مبنای سردترین دمای مورد انتظار سایت انجام شود.
برف روی پنل خورشیدی را چه کنیم؟
بهترین راهحل، پیشگیری با شیب مناسب است؛ در شیب تندتر برف خودش سُر میخورد و لبهٔ پایینی آرایه هم نباید به سطح بام بچسبد. برای پاککردن هرگز از ابزار فلزی یا آب داغ استفاده نکنید؛ برس نرم مخصوص یا کاردک پلاستیکی مناسب است. بالا رفتن از بام برفی خودش خطر جدی دارد و بهتر است به فرد آموزشدیده سپرده شود.
در تبریز چند ساعت تابش مفید داریم؟
میانگین سالانهٔ ساعت اوج تابش در آذربایجان شرقی تقریباً حدود ۴٫۵ تا ۵ ساعت در روز است، اما این عدد بین زمستان و تابستان نوسان زیادی دارد و در دی و بهمن به‌مراتب کمتر می‌شود. برای سیستم متصل به شبکه، میانگین سالانه مبنای خوبی است؛ برای آف‌گرید باید ماه بحرانی زمستان مبنا قرار گیرد. عدد دقیق به سایت و زاویهٔ نصب بستگی دارد.
باتری لیتیوم در زمستان تبریز کار میکند؟
دشارژ باتری LiFePO4 در سرما معمولاً مجاز است، اما شارژ در دمای زیر صفر به سلول آسیب میزند و BMS استاندارد آن را قطع میکند. راهحل عملی، قرار دادن باتری در فضای عایق و بالای صفر یا استفاده از مدل دارای هیتر داخلی است. بدون این تمهید، سیستم در صبح‌های سرد زمستان شارژ نمی‌گیرد.
محصولات مرتبط
همهٔ محصولات «پنل خورشیدی»
اینورتر هایبرید خورشیدی مدال پاور ۶ کیلووات
