در سال‌های اخیر، ناترازی برق و افزایش مصرف انرژی، ضرورت توسعه منابع جدید تولید برق را بیش از گذشته مطرح کرده است. در این میان، انرژی خورشیدی به دلیل امکان تولید برق در محل مصرف و قابلیت استفاده از فضاهای موجود، به یکی از گزینه‌های مهم برای توسعه ظرفیت تولید برق کشور تبدیل شده است.
حالا مدارس نیز وارد این مسیر شده‌اند. بر اساس برنامه اعلام‌شده از سوی سازمان انرژی‌های تجدیدپذیر و بهره‌وری انرژی برق (ساتبا)، ۱۲ هزار مدرسه در سراسر کشور به نیروگاه خورشیدی مجهز شوند؛ طرحی با ظرفیت مجموع ۶۰ مگاوات که به‌طور میانگین برای هر مدرسه، سامانه‌ای حدود ۵ کیلوواتی در نظر گرفته است.
اجرای طرح خورشیدی در ۱۲ هزار مدرسه کشور
طرح نصب نیروگاه خورشیدی در مدارس در سال ۱۴۰۵ وارد مرحله اجرایی شده است. محسن طرزطلب، معاون وزیر نیرو و رئیس ساتبا، در مهرماه ۱۴۰۵ اعلام کرد تجهیزات موردنیاز پروژه‌های مربوط به ۱۲ هزار مدرسه در هر ۳۱ استان کشور توزیع شده و پیمانکاران اجرای آن‌ها را آغاز کرده‌اند.
همچنین در آبان ۱۴۰۵، معاون سرمایه‌گذاری و توسعه ساتبا از اختصاص ۲.۵ همت اعتبار برای اجرای این طرح خبر داد.
بنابراین، اعداد اصلی برنامه فعلی عبارت‌اند از:
- ۱۲ هزار مدرسه؛ تعداد مدارس هدف طرح
- ۶ مگاوات؛ ظرفیت مجموع نیروگاه‌های پیش‌بینی‌شده
- ۵ کیلووات؛ ظرفیت متوسط هر سامانه در این طرح
چرا مدارس برای نصب پنل خورشیدی مناسب هستند؟
بخش زیادی از فعالیت مدارس در ساعات روز انجام می‌شود؛ یعنی زمانی که پنل‌های خورشیدی امکان تولید برق دارند. از طرف دیگر، پشت‌بام بسیاری از مدارس می‌تواند برای نصب این تجهیزات مورد استفاده قرار گیرد.
اجرای چنین پروژه‌هایی علاوه بر افزایش تولید برق تجدیدپذیر، می‌تواند به کاهش بخشی از هزینه‌های انرژی، استفاده بهتر از فضای ساختمان‌ها و آشنایی دانش‌آموزان با فناوری‌های پاک کمک کند.
یک نیروگاه ۵ کیلوواتی چه تجهیزاتی نیاز دارد؟
یک سامانه خورشیدی کوچک از چند بخش اصلی تشکیل می‌شود که انتخاب صحیح آن‌ها بر بازدهی و ایمنی سیستم تأثیر مستقیم دارد.
پنل خورشیدی: پنل‌ها نور خورشید را به برق جریان مستقیم (DC) تبدیل می‌کنند. تعداد پنل‌های موردنیاز به توان هر پنل و ظرفیت نهایی نیروگاه بستگی دارد. بررسی مشخصات فنی و قیمت پنل خورشیدی پیش از اجرای پروژه، یکی از مراحل مهم انتخاب تجهیزات است.
اینورتر خورشیدی: برق تولیدشده توسط پنل‌ها برای استفاده در تجهیزات مدرسه باید به برق متناوب (AC) تبدیل شود. این وظیفه بر عهده اینورتر است. در سیستم‌های متصل به شبکه از اینورتر آنگرید و در برخی سامانه‌های دارای باتری از سانورتر خورشیدی یا اینورتر استفاده می‌شود.
استراکچر و تجهیزات حفاظتی: سازه نگهدارنده باید متناسب با نوع سقف و شرایط محیطی انتخاب شود. کابل‌ها، فیوزها، کلیدهای حفاظتی و سیستم ارت نیز برای عملکرد ایمن نیروگاه ضروری هستند.
انتخاب تجهیزات نیروگاه خورشیدی باید با توجه به ظرفیت سیستم، شرایط محل نصب و نوع اتصال به شبکه انجام شود.
کابل‌های DC و AC، فیوزها، کلیدهای حفاظتی، تجهیزات حفاظت در برابر اضافه‌ولتاژ و سیستم ارت، بخش مهمی از تجهیزات جانبی نیروگاه هستند.
استفاده از تجهیزات استاندارد و اجرای صحیح اتصالات، برای جلوگیری از آسیب به تجهیزات و افزایش ایمنی ساختمان ضروری است.
باتری؛ آیا برای همه مدارس لازم است؟
خیر. اگر هدف، تولید برق و استفاده از آن در یک سیستم متصل به شبکه باشد، الزاماً نیازی به باتری نیست. اما اگر قرار باشد مدرسه هنگام قطعی برق نیز از انرژی خورشیدی استفاده کند، باید سیستم با قابلیت برق پشتیبان طراحی شود که در این حالت استفاده از اینورتر هیبریدی و باتری قابل بررسی است.
بنابراین نصب پنل خورشیدی به‌تنهایی به معنای تأمین برق مدرسه هنگام خاموشی نیست و نوع طراحی سیستم اهمیت زیادی دارد.
نمونه‌های اجرایی در خراسان جنوبی و خراسان رضوی
در خراسان جنوبی، فاز نخست طرح «مدرسه میناب» با احداث ۹۰ نیروگاه خورشیدی ۵ کیلوواتی آغاز شده است. ظرفیت مجموع این نیروگاه‌ها به ۴۵۰ کیلووات می‌رسد. طبق گزارش منتشرشده در شهریور ۱۴۰۵، تجهیزات این مرحله توسط ساتبا تأمین و به استان تحویل شده بود.
در خراسان رضوی نیز ۸۷۷ مدرسه برای اجرای سامانه خورشیدی واجد شرایط معرفی شده‌اند. با در نظر گرفتن میانگین ظرفیت ۵ کیلووات برای هر مدرسه، ظرفیت مجموع این پروژه حدود ۴۳۸۵ کیلووات، معادل نزدیک به ۴.۴ مگاوات خواهد بود.
همچنین در آبان ۱۴۰۵ اعلام شد سهم خراسان جنوبی از طرح خورشیدی مدارس ۳۱۳ مدرسه است که در مرحله نخست، ۹۰ مدرسه برای اجرای پروژه انتخاب شده‌اند.
این نمونه‌ها نشان می‌دهند اجرای طرح ملی مدارس به‌صورت مرحله‌ای و متناسب با شرایط استان‌ها در حال پیگیری است.
آیا نصب نیروگاه خورشیدی هزینه برق مدارس را کاهش می‌دهد؟
میزان صرفه‌جویی به ظرفیت نیروگاه، میزان تابش خورشید، زاویه نصب پنل‌ها، سایه‌اندازی و الگوی مصرف برق مدرسه بستگی دارد. همچنین در برخی مدل‌های اجرایی، امکان تزریق برق تولیدشده به شبکه و کسب درآمد وجود دارد.
به همین دلیل نمی‌توان برای تمام مدارس کشور رقم ثابتی از میزان درآمد یا صرفه‌جویی اعلام کرد؛ محاسبه اقتصادی هر پروژه باید بر اساس شرایط واقعی همان محل انجام شود.
نیروگاه خورشیدی؛ فرصتی برای آموزش نسل آینده
اهمیت نصب پنل‌های خورشیدی در مدارس فقط به تولید برق محدود نمی‌شود. دانش‌آموزان می‌توانند از نزدیک با نحوه تبدیل نور خورشید به انرژی الکتریکی، عملکرد پنل‌ها و نقش اینورتر آشنا شوند.
نمایش میزان تولید روزانه برق در محیط مدرسه نیز می‌تواند فرصتی برای آموزش مفاهیمی مانند انرژی، توان، مصرف برق و حفاظت از محیط‌زیست فراهم کند. به این ترتیب، نیروگاه خورشیدی می‌تواند به یک آزمایشگاه عملی برای آشنایی با انرژی‌های تجدیدپذیر تبدیل شود.
ایرمان انرژی؛ بستری برای تأمین تجهیزات انرژی خورشیدی
با گسترش طرح‌های نصب نیروگاه خورشیدی در مدارس و سایر مراکز، دسترسی به تجهیزات مناسب و بررسی مشخصات فنی محصولات اهمیت بیشتری پیدا می‌کند.
ایرمان انرژی در حوزه تجهیزات برق خورشیدی، امکان بررسی و انتخاب محصولاتی مانند پنل‌های خورشیدی، اینورتر، سانورتر و سایر تجهیزات مرتبط با سیستم‌های خورشیدی را فراهم کرده است.
برای پروژه‌هایی مانند نیروگاه مدارس، انتخاب تجهیزات باید بر اساس ظرفیت نهایی سیستم، نوع اتصال، شرایط محل نصب و هدف پروژه انجام شود. بنابراین پیش از خرید، بررسی مشخصات فنی محصولات و تطبیق آن‌ها با طراحی نیروگاه اهمیت زیادی دارد.
آینده مدارس ایران؛ از مصرف‌کننده برق تا تولیدکننده انرژی
طرح تجهیز ۱۲ هزار مدرسه به نیروگاه‌های خورشیدی با ظرفیت مجموع ۶۰ مگاوات را می‌توان یکی از نمونه‌های مهم توسعه انرژی خورشیدی در مقیاس پراکنده کشور دانست.
این پروژه علاوه بر ظرفیت تولید برق، یک پیام مهم نیز دارد: ساختمان‌های عمومی می‌توانند از مصرف‌کننده صرف انرژی به بخشی از زنجیره تولید انرژی پاک تبدیل شوند.
تجربه اجرای نیروگاه‌های ۵ کیلوواتی در مدارس استان‌هایی مانند خراسان جنوبی و خراسان رضوی نیز نشان می‌دهد که توسعه این فناوری می‌تواند به‌صورت مرحله‌ای و متناسب با شرایط هر منطقه انجام شود.
اگر این روند ادامه پیدا کند، در سال‌های آینده احتمالاً شاهد گسترش بیشتر پنل‌های خورشیدی روی پشت‌بام مدارس، دانشگاه‌ها، ساختمان‌های اداری و سایر مراکز عمومی خواهیم بود؛ مسیری که می‌تواند هم به توسعه انرژی‌های تجدیدپذیر کمک کند و هم نسل جدید را با یکی از مهم‌ترین فناوری‌های انرژی آینده آشنا سازد.