توضیحات و نکات دانستنی احداث نیروگاه خورشیدی

نیروگاه‌های خورشیدی یکی از بهترین روش‌های تولید انرژی پاک و تجدیدپذیر هستند که با استفاده از پنل‌های خورشیدی، نور خورشید را به برق تبدیل می‌کنند. این نوع نیروگاه‌ها به دلیل کاهش وابستگی به سوخت‌های فسیلی، کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای و کاهش هزینه‌های انرژی به‌سرعت در حال گسترش هستند.

مراحل احداث نیروگاه خورشیدی

احداث یک نیروگاه خورشیدی شامل مراحل گوناگونی است که هر کدام نیازمند دقت و برنامه‌ریزی است. از مطالعات اولیه تا بهره‌برداری نهایی، هر مرحله نقش کلیدی در موفقیت پروژه دارد.

• مطالعات اولیه و امکان‌سنجی: این مرحله شامل بررسی دقیق پتانسیل منطقه از نظر تابش خورشیدی، شرایط آب و هوایی، و دسترسی به شبکه برق است. داده‌های تابش خورشیدی معمولاً از منابع معتبری مانند NASA SSE یا GlobalSolarAtlas جمع‌آوری می‌شوند. برای مثال، ایران به طور میانگین دارای 300 روز آفتابی در سال و میانگین تابش خورشیدی 4.5-5.5 کیلووات ساعت بر متر مربع در روز است. مطالعات امکان‌سنجی همچنین شامل بررسی زمین از نظر توپوگرافی، استحکام خاک، و مسائل زیست‌محیطی می‌شود.
• محاسبات فنی و طراحی: در این مرحله، مهندسان با توجه به ظرفیت مورد نظر نیروگاه و شرایط محیطی، به انتخاب تجهیزات مناسب می‌پردازند. نرم‌افزارهای تخصصی مانند PVsyst و SolarGIS برای شبیه‌سازی عملکرد سیستم و بهینه‌سازی طراحی مورد استفاده قرار می‌گیرند. طراحی شامل تعیین تعداد و آرایش پنل‌ها، انتخاب اینورتر مناسب، سیستم‌های حفاظتی، و کابل‌کشی است. راندمان پنل‌ها، زاویه نصب بهینه، و سایه‌اندازی از جمله عوامل مهم در طراحی فنی هستند.
• محاسبات مالی و اقتصادی: این بخش شامل برآورد دقیق هزینه‌های سرمایه‌گذاری اولیه (CAPEX) و هزینه‌های بهره‌برداری و نگهداری (OPEX) است. هزینه‌های CAPEX شامل خرید پنل‌ها، اینورترها، سازه‌های نگهدارنده، کابل‌ها، هزینه‌های نصب و راه‌اندازی، و هزینه‌های اتصال به شبکه است. هزینه‌های OPEX شامل هزینه‌های نگهداری دوره‌ای، بیمه، و نیروی انسانی می‌شود. تحلیل‌های مالی مانند نرخ بازگشت داخلی (IRR)، دوره بازگشت سرمایه (Payback Period)، و ارزش فعلی خالص (NPV) برای ارزیابی جذابیت اقتصادی پروژه انجام می‌گیرند.
• تأمین مالی و اخذ مجوزها: پس از تأیید فنی و اقتصادی طرح، مرحله تأمین مالی آغاز می‌شود. منابع مالی می‌توانند شامل سرمایه‌گذاری شخصی، وام‌های بانکی، یا جذب سرمایه‌گذار باشند. همزمان، اخذ مجوزهای لازم از سازمان‌های مربوطه مانند سازمان انرژی‌های تجدیدپذیر و بهره‌وری انرژی برق ( ساتبا )، شرکت توزیع نیروی برق، و سازمان حفاظت محیط زیست ضروری است. فرآیند اخذ مجوزها ممکن است زمان‌بر باشد و نیازمند ارائه مستندات فنی و زیست‌محیطی دقیق است.
• خرید تجهیزات و اجرا: پس از تأمین مالی و اخذ مجوزها، مرحله خرید تجهیزات و اجرای پروژه آغاز می‌شود. انتخاب پیمانکاران مجرب و تأمین‌کنندگان معتبر تجهیزات از اهمیت بالایی برخوردار است. اجرای پروژه شامل آماده‌سازی سایت، نصب سازه‌های نگهدارنده، نصب پنل‌ها، نصب اینورترها و تجهیزات الکتریکی، کابل‌کشی، و تست و راه‌اندازی سیستم است. نظارت دقیق بر اجرای پروژه و رعایت استانداردهای فنی و ایمنی ضروری است.
• بهره‌برداری و نگهداری: پس از اتمام نصب و راه‌اندازی، نیروگاه خورشیدی وارد مرحله بهره‌برداری می‌شود. بهره‌برداری شامل تولید برق، نظارت بر عملکرد سیستم، و ثبت داده‌های تولید است. نگهداری دوره‌ای و پیشگیرانه برای حفظ راندمان و طول عمر نیروگاه ضروری است. نگهداری شامل تمیز کردن پنل‌ها، بررسی اتصالات الکتریکی، بازدید از اینورترها و سایر تجهیزات، و انجام تعمیرات لازم است. قراردادهای نگهداری بلندمدت با شرکت‌های متخصص می‌تواند به بهبود عملکرد و کاهش downtime نیروگاه کمک کند.

بهترین تکنولوژی پنل‌های خورشیدی

انتخاب تکنولوژی مناسب برای پنل‌های خورشیدی تأثیر زیادی بر بازده، هزینه و طول عمر نیروگاه دارد. در حال حاضر، پنل‌های سیلیکون کریستالی (مونوکریستالین و پلی‌کریستالین) و پنل‌های لایه نازک (Thin-Film) رایج‌ترین تکنولوژی‌ها هستند.

• پنل‌های مونوکریستالین (Monocrystalline):

  این پنل‌ها از سیلیکون خالص ساخته می‌شوند و دارای ساختار کریستالی منظم هستند. راندمان آن‌ها معمولاً بین 17% تا 24% است و بالاترین بازده را در بین پنل‌های تجاری موجود دارند. پنل‌های مونوکریستالین به دلیل ظاهر یکدست و رنگ تیره، از نظر زیبایی‌شناسی نیز مورد توجه هستند و در فضاهای کوچک، بازدهی بالاتری ارائه می‌دهند. ضریب دمایی آن‌ها معمولاً بهتر از پلی‌کریستالین است، به این معنی که در دماهای بالا، افت عملکرد کمتری دارند. طول عمر مفید این پنل‌ها معمولاً 25 سال یا بیشتر است.

  مزایا: راندمان بالا، عملکرد خوب در نور کم، طول عمر بالا، ظاهر زیبا.

  معایب: هزینه تولید بالاتر نسبت به پلی‌کریستالین.

  برندهای معروف مونوکریستالین:

  1. LG: www.lg.com/global/business/ess
  2. AE Solar: www.ae-solar.com
  3. REC Group: www.recgroup.com
  4. Longi: www.longi.com/en/products/modules
  5. Silfab Solar: www.silfabsolar.com
  6. Hanwha Q CELLS: www.q-cells.com
  7. Jinko Solar: www.jinkosolar.com
  8. Adani Solar: www.adanisolar.com
  9. Canadian Solar: www.canadiansolar.com
  10. Trina Solar: www.trinasolar.com
• پنل‌های پلی‌کریستالین (Polycrystalline):

  این پنل‌ها از قطعات سیلیکون مذاب ساخته می‌شوند که ساختار کریستالی نامنظم‌تری دارند. راندمان آن‌ها معمولاً بین 15% تا 18% است، که کمی پایین‌تر از مونوکریستالین است. پنل‌های پلی‌کریستالین به دلیل فرآیند تولید ساده‌تر، قیمت پایین‌تری دارند و برای پروژه‌های بزرگ با محدودیت بودجه، گزینه مناسبی هستند. ظاهر آن‌ها معمولاً آبی رنگ و با ساختار دانه‌دار است. عملکرد آن‌ها در دماهای بالا کمی ضعیف‌تر از مونوکریستالین است.

  مزایا: قیمت پایین‌تر، تولید انبوه آسان‌تر.

  معایب: راندمان پایین‌تر نسبت به مونوکریستالین، عملکرد کمی ضعیف‌تر در دماهای بالا.

  برندهای معروف پلی‌کریستالین:

  1. JA Solar: www.jasolar.com
  2. Trina Solar: www.trinasolar.com
  3. Canadian Solar: www.canadiansolar.com
  4. Risen Energy: www.risenenergy.com
  5. ZNShine Solar: znshinesolar.com
  6. GCL System Integration (GCL SI): www.gclsi.com
  7. Talesun Solar: www.talesun.com
  8. ET Solar: www.etsolar.com
  9. Seraphim Solar: www.seraphim-energy.com
  10. Astronergy (Chint Solar): www.astronergy.com
• پنل‌های لایه نازک (Thin-Film):

  این پنل‌ها با رسوب لایه‌های بسیار نازک مواد نیمه‌رسانا مانند تلورید کادمیوم (CdTe)، سیلنید مس ایندیوم گالیوم (CIGS)، یا سیلیکون آمورف (a-Si) بر روی یک زیرلایه مانند شیشه یا پلاستیک ساخته می‌شوند. راندمان آن‌ها معمولاً بین 10% تا 13% است، که از پنل‌های کریستالی پایین‌تر است. پنل‌های لایه نازک انعطاف‌پذیرتر و سبک‌تر هستند و در شرایط نور کم و سایه، عملکرد بهتری دارند. همچنین، در دماهای بالا، افت عملکرد کمتری نسبت به پنل‌های سیلیکون کریستالی دارند. هزینه تولید آن‌ها می‌تواند پایین‌تر باشد، اما به دلیل راندمان پایین‌تر، برای دستیابی به توان مشابه، به سطح بیشتری نیاز دارند.

  مزایا: هزینه تولید پایین‌تر، انعطاف‌پذیری، عملکرد بهتر در نور کم و دماهای بالا.

  معایب: راندمان پایین‌تر، نیاز به سطح بیشتر برای توان مشابه، طول عمر معمولاً کوتاه‌تر از پنل‌های کریستالی (اگرچه در حال بهبود است).

  برندهای معروف لایه نازک:

  1. First Solar (CdTe): www.firstsolar.com
  2. MiaSolé (CIGS): www.miasole.com
  3. Sharp (a-Si): global.sharp/solar
  4. Solar Frontier (CIS): www.solar-frontier.com
  5. HelioVolt (CIGS, acquired by First Solar): www.heliovolt.com
  6. Kaneka Solar (a-Si): www.kanekaenergysolutions.com
  7. Ascent Solar (CIGS Flexible): www.ascentsolar.com

برای نیروگاه‌های صنعتی بزرگ و پروژه‌هایی که به حداکثر بازده در فضای محدود نیاز دارند، پنل‌های مونوکریستالین به دلیل راندمان بالا و طول عمر بیشتر معمولاً انتخاب بهتری هستند. پنل‌های پلی‌کریستالین گزینه مقرون‌به‌صرفه‌تری برای پروژه‌های بزرگ‌تر با بودجه محدود هستند. پنل‌های لایه نازک برای کاربردهای خاص مانند نیروگاه‌های یکپارچه با ساختمان (BIPV) یا مناطقی با شرایط نوری خاص مناسب می‌باشند.

راندمان پنل‌های ثابت، تک محوره و دو محوره:

پنل‌های ثابت: پنل‌های ثابت معمول‌ترین نوع پنل‌های خورشیدی هستند که در زاویه ثابت و بدون تغییر در طول روز یا سال نصب می‌شوند. راندمان تولید انرژی آن‌ها بهینه نیست زیرا زاویه تابش خورشید در طول روز و فصول مختلف تغییر می‌کند. به طور متوسط، پنل‌های ثابت حدود 15-18% از انرژی خورشیدی تابیده شده را به برق تبدیل می‌کنند. با این حال، به دلیل هزینه کمتر نصب و نگهداری، برای بسیاری از کاربردها همچنان مقرون‌به‌صرفه هستند. برای بهینه‌سازی راندمان پنل‌های ثابت، زاویه نصب باید با توجه به عرض جغرافیایی و فصل‌های مختلف منطقه تنظیم شود. به طور معمول، زاویه‌ای نزدیک به عرض جغرافیایی منطقه بهترین عملکرد سالانه را ارائه می‌دهد.

پنل‌های تک محوره: پنل‌های تک محوره دارای سیستم ردیابی هستند که پنل‌ها را در طول یک محور (معمولاً محور افقی یا عمودی) به دنبال خورشید می‌چرخاند. این سیستم‌ها می‌توانند تا حدود 25-35% تولید انرژی را نسبت به پنل‌های ثابت افزایش دهند. راندمان واقعی افزایش تولید بستگی به موقعیت جغرافیایی، شرایط آب و هوایی، و دقت سیستم ردیابی دارد. پنل‌های تک محوره افقی (Horizontal Single-Axis Trackers - HSAT) معمولاً برای عرض‌های جغرافیایی پایین و متوسط مناسب‌تر هستند و بیشتر افزایش تولید را در فصول بهار و تابستان ارائه می‌دهند. پنل‌های تک محوره عمودی (Vertical Single-Axis Trackers - VSAT) برای عرض‌های جغرافیایی بالاتر و مناطقی با آسمان ابری مناسب‌تر هستند و تولید انرژی یکنواخت‌تری در طول سال ارائه می‌دهند.

پنل‌های دو محوره: پنل‌های دو محوره پیشرفته‌ترین نوع سیستم‌های ردیابی هستند که پنل‌ها را هم در محور افقی و هم در محور عمودی به دنبال خورشید می‌چرخانند. این سیستم‌ها حداکثر میزان نور خورشید را در طول روز و سال جذب می‌کنند و می‌توانند تا 40-45% تولید انرژی را نسبت به پنل‌های ثابت افزایش دهند. راندمان پنل‌های دو محوره به طور قابل توجهی بالاتر از پنل‌های ثابت و تک محوره است، اما هزینه نصب و نگهداری آن‌ها نیز بیشتر است. سیستم‌های ردیابی دو محوره برای نیروگاه‌های بزرگ و مناطقی که به حداکثر تولید انرژی در فضای محدود نیاز دارند، مناسب هستند. همچنین، در مناطقی با تابش مستقیم خورشید بالا، استفاده از سیستم‌های دو محوره می‌تواند بازگشت سرمایه را تسریع کند.

راندمان و کیفیت اینورترها

اینورترها قلب سیستم خورشیدی هستند که برق DC تولیدی پنل‌ها را به برق AC قابل‌استفاده تبدیل می‌کنند. راندمان و کیفیت اینورتر تأثیر بسزایی در عملکرد کلی و بازدهی اقتصادی نیروگاه دارد. اینورترها بر اساس توپولوژی، نوع کاربرد، و ویژگی‌های حفاظتی دسته‌بندی می‌شوند.

• راندمان اینورتر: راندمان اینورتر به معنای نسبت توان AC خروجی به توان DC ورودی است. اینورترهای مدرن معمولاً دارای راندمان تبدیل بین 95% تا 99% هستند. راندمان بالاتر به معنای اتلاف انرژی کمتر و تولید برق بیشتر است. راندمان اینورترها در شرایط مختلف بار و دما تغییر می‌کند. راندمان حداکثر (Peak Efficiency) و راندمان متوسط (CEC Efficiency یا European Efficiency) از جمله شاخص‌های مهم برای مقایسه اینورترها هستند. اینورترهای با راندمان بالا در طول عمر نیروگاه، صرفه‌جویی قابل توجهی در هزینه‌های انرژی ایجاد می‌کنند.
• کیفیت اینورتر: کیفیت اینورتر شامل ویژگی‌های فنی، طول عمر، قابلیت اطمینان، و خدمات پس از فروش است. اینورترهای با کیفیت باید دارای ویژگی‌های زیر باشند:
  • تحمل دمای بالا و شرایط محیطی سخت: اینورترها باید قادر به کارکرد در محدوده دمایی وسیع و شرایط آب و هوایی مختلف باشند. استانداردهای حفاظتی مانند IP65 یا IP67 نشان‌دهنده مقاومت اینورتر در برابر گرد و غبار و رطوبت هستند.
  • پشتیبانی از MPPT (Maximum Power Point Tracking): فناوری MPPT به اینورتر امکان می‌دهد تا در هر لحظه، نقطه حداکثر توان پنل‌های خورشیدی را ردیابی کرده و حداکثر انرژی را از آن‌ها استخراج کند. این ویژگی به ویژه در شرایط تغییرات تابش و دما بسیار مهم است. اینورترهای مدرن معمولاً دارای چند MPPT (Multi-MPPT) هستند که امکان بهینه‌سازی عملکرد سیستم را در شرایط سایه‌اندازی جزئی یا آرایش‌های پیچیده پنل‌ها فراهم می‌کنند.
  • حفاظت‌های الکتریکی و ایمنی: اینورترها باید دارای حفاظت‌های مختلفی مانند حفاظت در برابر اضافه جریان، اضافه ولتاژ، اتصال کوتاه، و جزیره‌سازی (Anti-Islanding) باشند. حفاظت جزیره‌سازی از تزریق ناخواسته برق به شبکه در زمان قطعی برق جلوگیری می‌کند و ایمنی سیستم را تضمین می‌کند. استانداردهای ایمنی مانند IEC 62109 و UL 1741 برای اینورترهای خورشیدی از اهمیت بالایی برخوردارند.
  • مانیتورینگ و ارتباطات: اینورترهای مدرن معمولاً دارای سیستم‌های مانیتورینگ داخلی و قابلیت ارتباطی از طریق Wi-Fi، Ethernet، یا GPRS هستند. این امکانات به کاربران اجازه می‌دهند تا عملکرد نیروگاه را به صورت آنلاین نظارت کنند، داده‌های تولید را ثبت کنند، و مشکلات احتمالی را به سرعت شناسایی کنند. برخی اینورترها قابلیت یکپارچه‌سازی با سیستم‌های مدیریت انرژی و شبکه‌های هوشمند را نیز دارند.
  • گارانتی معتبر و خدمات پس از فروش: انتخاب اینورتر از برندهای معتبر با گارانتی طولانی‌مدت (معمولاً 5 تا 10 سال) و خدمات پس از فروش قوی، اطمینان از عملکرد پایدار و بلندمدت سیستم را افزایش می‌دهد. خدمات پس از فروش شامل پشتیبانی فنی، تعمیرات، و تعویض قطعات در صورت نیاز است.
• انتخاب نوع اینورتر: نوع اینورتر باید بر اساس اندازه نیروگاه، نوع کاربرد، و شرایط محیطی انتخاب شود:
  • اینورتر متمرکز (Central Inverter): اینورترهای متمرکز برای نیروگاه‌های خورشیدی بزرگ مقیاس (مگاواتی) مناسب هستند. آن‌ها دارای توان بالا، هزینه کمتر به ازای هر وات، و نگهداری متمرکز هستند. این نوع اینورترها معمولاً در اتاق‌های اینورتر نصب می‌شوند و نیاز به سیستم‌های خنک‌کننده و تهویه مطبوع دارند. برندهای معروفی مانند SMA و Sungrow اینورترهای متمرکز با کیفیت بالا ارائه می‌دهند.
  • اینورترهای رشته‌ای (String Inverter): اینورترهای رشته‌ای برای سیستم‌های متوسط و کوچک (کیلوواتی تا چند صد کیلوواتی) و نیروگاه‌های تجاری و صنعتی مناسب هستند. آن‌ها به صورت غیرمتمرکز نصب می‌شوند و هر رشته از پنل‌ها به یک اینورتر متصل می‌شود. اینورترهای رشته‌ای انعطاف‌پذیری بیشتری در طراحی سیستم و مدیریت سایه‌اندازی جزئی ارائه می‌دهند. برندهای معروفی مانند Fronius، Huawei، و SolarEdge اینورترهای رشته‌ای با راندمان و قابلیت اطمینان بالا تولید می‌کنند.
  • اینورترهای میکرو (Micro Inverter): اینورترهای میکرو برای سیستم‌های کوچک خانگی و تجاری و همچنین برای شرایط سایه‌اندازی شدید مناسب هستند. آن‌ها به صورت تکی به هر پنل خورشیدی متصل می‌شوند و برق DC تولیدی هر پنل را مستقیماً به AC تبدیل می‌کنند. اینورترهای میکرو حداکثر استقلال عملکرد پنل‌ها را فراهم می‌کنند و تأثیر سایه‌اندازی و عدم تطابق پنل‌ها را به حداقل می‌رسانند. برندهای معروفی مانند Enphase Energy و APsystems در زمینه اینورترهای میکرو پیشرو هستند.

برندهای معروف اینورترهای خورشیدی:

1. SMA: www.sma.de/en.html (آلمان، تولید کننده انواع اینورترهای مرکزی و رشته‌ای)
2. Fronius: www.fronius.com/en/ (اتریش، تولید کننده اینورترهای رشته‌ای با کیفیت بالا)
3. Huawei: solar.huawei.com (چین، تولید کننده اینورترهای رشته‌ای با فناوری پیشرفته)
4. Kaco: kaco-newenergy.com (آلمان، تولید کننده اینورتر با فناوری پیشرفته)
5. SolarEdge: www.solaredge.com (، تولید کننده اینورترهای رشته‌ای با بهینه‌ساز توان)
6. Sungrow: en.sungrowpower.com (چین، تولید کننده انواع اینورترهای مرکزی و رشته‌ای)
7. ABB (FIMER): www.fimer.com/en (ایتالیا/فنلاند, FIMER acquired ABB’s solar inverter business)
8. Delta Electronics: www.deltaww.com (تایوان، تولید کننده اینورترهای رشته‌ای و مرکزی)
9. Growatt: www.growatt.com (چین، تولید کننده اینورترهای رشته‌ای برای مصارف خانگی و تجاری)
10. GoodWe: en.goodwe.com (چین، تولید کننده اینورترهای رشته‌ای و ذخیره‌ساز انرژی)
11. Ginlong Solis: www.ginlong.com/global/ (چین، تولید کننده اینورترهای رشته‌ای اقتصادی)

راندمان و کیفیت کابل‌های DC و AC

کابل‌ها نقش حیاتی در انتقال برق تولیدی از پنل‌ها به اینورتر (کابل‌های DC) و از اینورتر به شبکه یا مصرف‌کننده (کابل‌های AC) دارند. انتخاب کابل‌های مناسب با کیفیت و مشخصات فنی صحیح، از اتلاف انرژی، کاهش افت ولتاژ، و افزایش ایمنی و طول عمر سیستم اطمینان حاصل می‌کند.

• کابل‌های DC: کابل‌های DC برق جریان مستقیم تولیدی پنل‌های خورشیدی را با ولتاژ بالا (تا 1500 ولت DC در سیستم‌های جدید) و جریان متغیر منتقل می‌کنند. کیفیت و مشخصات این کابل‌ها به دلیل شرایط کاری خاص (قرار گرفتن در معرض نور خورشید، دماهای بالا، رطوبت، و اشعه UV) اهمیت ویژه‌ای دارد.
  • جنس عایق: عایق کابل‌های DC باید از مواد مقاوم در برابر اشعه UV، حرارت، رطوبت، و مواد شیمیایی باشد. مواد رایج عایق شامل XLPE (پلی‌اتیلن کراس‌لینک شده) و EPR (لاستیک اتیلن پروپیلن) هستند که دارای طول عمر بالا و پایداری حرارتی مناسب هستند.
  • جنس هادی: هادی کابل‌های DC معمولاً از مس قلع‌اندود یا آلومینیوم با خلوص بالا ساخته می‌شود. مس به دلیل رسانایی الکتریکی بالا و مقاومت در برابر خوردگی، انتخاب ارجح است. قلع‌اندود کردن مس، مقاومت آن را در برابر خوردگی و اکسیداسیون افزایش می‌دهد.
  • سطح مقطع مناسب: انتخاب سطح مقطع کابل DC باید بر اساس جریان حداکثر، طول مسیر کابل‌کشی، و افت ولتاژ مجاز انجام شود. افت ولتاژ در کابل‌های DC نباید از 1-3% تجاوز کند. استانداردهای IEC 60364-7-712 و NEC Article 690 راهنمایی‌های لازم برای تعیین سطح مقطع مناسب کابل‌های DC را ارائه می‌دهند. استفاده از نرم‌افزارهای تخصصی طراحی سیستم‌های فتوولتائیک نیز می‌تواند در انتخاب بهینه کابل‌ها کمک کند.
  • استانداردها و گواهینامه‌ها: کابل‌های DC باید مطابق با استانداردهای بین‌المللی مانند EN 50618 (اروپا) و UL 4703 (آمریکا) تولید شوند. این استانداردها مشخصات فنی، روش‌های آزمون، و الزامات ایمنی کابل‌های DC را تعیین می‌کنند. گواهینامه‌های معتبر مانند TÜV Rheinland و VDE نشان‌دهنده کیفیت و انطباق کابل‌ها با استانداردها هستند.
• کابل‌های AC: کابل‌های AC برق جریان متناوب تولیدی اینورتر را به شبکه یا مصرف‌کننده منتقل می‌کنند. مشخصات کابل‌های AC بر اساس ولتاژ AC (معمولاً 230/400 ولت)، جریان، و شرایط نصب تعیین می‌شود.
  • جنس عایق و روکش: عایق کابل‌های AC معمولاً از PVC (پلی‌وینیل کلراید) یا XLPE ساخته می‌شود. روکش کابل باید مقاوم در برابر سایش، روغن، و مواد شیمیایی باشد. برای کابل‌کشی خارجی، روکش مقاوم در برابر اشعه UV نیز ضروری است.
  • جنس هادی: هادی کابل‌های AC معمولاً از مس یا آلومینیوم ساخته می‌شود. انتخاب جنس هادی بر اساس جریان، طول مسیر، و ملاحظات اقتصادی انجام می‌گیرد. مس به دلیل رسانایی بالاتر، افت ولتاژ کمتری ایجاد می‌کند، اما آلومینیوم سبک‌تر و ارزان‌تر است.
  • سطح مقطع مناسب: سطح مقطع کابل AC باید بر اساس جریان حداکثر، طول مسیر، افت ولتاژ مجاز (معمولاً 3-5%)، و روش نصب (زمینی، هوایی، داخل کانال) تعیین شود. استانداردهای IEC 60364 و NEC راهنمایی‌های لازم برای انتخاب کابل‌های AC را ارائه می‌دهند.
  • نوع کابل: انواع مختلفی از کابل‌های AC برای کاربردهای نیروگاهی خورشیدی وجود دارد، از جمله کابل‌های قدرت چند رشته‌ای، کابل‌های زره‌دار (Armored Cable) برای حفاظت مکانیکی، و کابل‌های مقاوم در برابر آتش (Fire-Resistant Cable) برای افزایش ایمنی در شرایط اضطراری. انتخاب نوع کابل باید بر اساس شرایط نصب و الزامات پروژه انجام شود.
• نکات مهم در انتخاب و نصب کابل‌ها:
  • افت ولتاژ: مجموع افت ولتاژ در کابل‌های DC و AC باید در محدوده مجاز (حداکثر 5-7%) باشد تا راندمان سیستم کاهش نیابد. محاسبه دقیق افت ولتاژ با استفاده از نرم‌افزارهای طراحی و جداول مشخصات کابل‌ها ضروری است.
  • جریان نامی کابل: جریان نامی کابل باید بیشتر از جریان حداکثر مدار باشد تا از گرم شدن بیش از حد و آسیب دیدن کابل جلوگیری شود. ضرایب اطمینان مناسب برای جریان نامی کابل باید در نظر گرفته شود.
  • روش نصب صحیح: نصب صحیح کابل‌ها با رعایت شعاع خمش مجاز، استفاده از بست‌ها و ساپورت‌های مناسب، و جلوگیری از آسیب دیدن عایق کابل در حین نصب، از اهمیت بالایی برخوردار است. کابل‌کشی باید مطابق با نقشه‌های طراحی و استانداردهای نصب انجام شود.
  • اتصالات و سرکابل‌ها: اتصالات کابل‌ها باید با استفاده از کانکتورها و سرکابل‌های استاندارد و با کیفیت انجام شود. اتصالات ضعیف و نامناسب می‌تواند باعث افزایش مقاومت، گرم شدن اتصالات، و ایجاد خطر آتش‌سوزی شود. اتصالات کابل‌های DC باید از نوع کانکتورهای MC4 یا مشابه باشند که دارای قفل ایمنی و درجه حفاظت IP67 یا بالاتر هستند.
  • برندهای معتبر کابل: استفاده از کابل‌های تولید شده توسط برندهای معتبر و شناخته شده، اطمینان از کیفیت و عملکرد مطلوب کابل‌ها را افزایش می‌دهد. برندهای معروفی مانند Lapp Kabel، Prysmian Group، و Nexans کابل‌های با کیفیت و استاندارد برای کاربردهای خورشیدی ارائه می‌دهند.

برندهای معروف کابل‌های خورشیدی:

1. Lapp Kabel: www.lappkabel.com (آلمان، تولید کننده کابل‌های ÖLFLEX® Solar و کابل‌های صنعتی با کیفیت)
2. Prysmian Group: www.prysmiangroup.com (ایتالیا، تولید کننده انواع کابل‌های برق و مخابراتی، از جمله کابل‌های خورشیدی)
3. Nexans: www.nexans.com (فرانسه، تولید کننده کابل‌های برق، دیتا، و سیستم‌های کابل‌کشی، با محصولات ویژه برای انرژی‌های تجدیدپذیر)
4. HELUKABEL: www.helukabel.com (آلمان، تولید کننده انواع کابل و سیم، از جمله کابل‌های خورشیدی SOLARFLEX®)
5. General Cable (Prysmian Group): (Now part of Prysmian Group, www.prysmiangroup.com)
6. Draka (Prysmian Group): (Now part of Prysmian Group, www.prysmiangroup.com)
7. Top Cable: www.topcable.com/en/ (اسپانیا، تولید کننده کابل‌های برق و کابل‌های خورشیدی)
8. Eland Cables: www.elandcables.com (انگلستان، توزیع‌کننده کابل‌های برق با برندهای مختلف، ارائه دهنده کابل‌های خورشیدی)
9. SAB Bröckskes: www.sab-kabel.de/en/ (آلمان، تولید کننده کابل‌های ویژه و کابل‌های خورشیدی)

نگهداری و تمیز کردن پنل‌ها

نگهداری منظم و تمیز کردن دوره‌ای پنل‌های خورشیدی برای حفظ راندمان تولید انرژی و افزایش طول عمر نیروگاه ضروری است. آلودگی‌های سطحی مانند گرد و غبار، خاک، فضولات پرندگان، برگ درختان، و برف می‌توانند باعث کاهش جذب نور خورشید و افت قابل توجه راندمان پنل‌ها شوند. مطالعات نشان داده‌اند که آلودگی می‌تواند بازدهی پنل‌ها را تا 20-30% کاهش دهد.

• تمیز کردن دستی: تمیز کردن دستی پنل‌ها روش ساده و مقرون‌به‌صرفه برای نیروگاه‌های کوچک و متوسط است. این روش معمولاً با استفاده از آب و پارچه‌های نرم یا برس‌های غیرساینده انجام می‌شود.
  • زمان تمیز کردن: بهترین زمان برای تمیز کردن پنل‌ها صبح زود یا عصرها است که سطح پنل‌ها خنک‌تر است و از تبخیر سریع آب و ایجاد لکه‌های آب جلوگیری می‌شود. تمیز کردن پنل‌ها در روزهای ابری نیز مناسب است.
  • مواد شوینده: استفاده از آب خالص یا آب مقطر برای تمیز کردن پنل‌ها توصیه می‌شود. در صورت نیاز به مواد شوینده، از شوینده‌های ملایم و غیر یونی که pH خنثی دارند و به سطح پنل آسیب نمی‌رسانند، استفاده شود. از استفاده از مواد شیمیایی قوی, حلال‌ها، و شوینده‌های اسیدی یا قلیایی خودداری شود.
  • ابزار تمیز کردن: برای تمیز کردن پنل‌ها از پارچه‌های نرم میکروفایبر، برس‌های نرم با دسته تلسکوپی، و اسفنج‌های غیرساینده استفاده شود. از استفاده از برس‌های زبر, سیم ظرفشویی، و ابزارهای تیز که ممکن است سطح شیشه پنل را خراش دهند، خودداری شود.
  • فشار آب: در صورت استفاده از آب پرفشار، فشار آب باید ملایم و مناسب باشد تا به پنل‌ها و اتصالات آن‌ها آسیب نرسد. فشار آب نباید از 100 بار تجاوز کند و نازل آب باید با زاویه مناسب و فاصله کافی از سطح پنل تنظیم شود.
  • ایمنی: رعایت نکات ایمنی در هنگام تمیز کردن پنل‌ها ضروری است. از ایستادن روی پنل‌ها یا سازه‌های نگهدارنده خودداری شود. از نردبان‌های ایمن و تجهیزات حفاظتی فردی مانند دستکش و عینک استفاده شود. در صورت تمیز کردن پنل‌های روی پشت بام، رعایت نکات ایمنی کار در ارتفاع و استفاده از کمربند ایمنی ضروری است.
• سیستم‌های تمیز کردن خودکار و نیمه‌خودکار: برای نیروگاه‌های بزرگ و مناطقی با آلودگی زیاد، استفاده از سیستم‌های تمیز کردن خودکار یا نیمه‌خودکار می‌تواند کارآمدتر و مقرون‌به‌صرفه‌تر باشد. این سیستم‌ها می‌توانند زمان و هزینه‌های نگهداری را کاهش دهند و راندمان نیروگاه را به طور مداوم حفظ کنند.
  • ربات‌های تمیزکننده: ربات‌های تمیزکننده پنل خورشیدی به صورت خودکار بر روی سطح پنل‌ها حرکت کرده و با استفاده از برس‌های نرم یا سیستم‌های مکش، گرد و غبار و آلودگی‌ها را تمیز می‌کنند. ربات‌ها می‌توانند به صورت دوره‌ای یا بر اساس برنامه‌ریزی زمانی تمیزکاری را انجام دهند. استفاده از ربات‌ها به ویژه برای نیروگاه‌های بزرگ روی پشت بام‌ها یا زمین‌های وسیع که دسترسی به آن‌ها دشوار است، بسیار مناسب است. برندهای معروفی مانند Ecoppia و Serbot AG ربات‌های تمیزکننده خورشیدی ارائه می‌دهند.
  • سیستم‌های شستشوی آب اتوماتیک: این سیستم‌ها شامل لوله‌کشی ثابت با نازل‌های پاشش آب بر روی پنل‌ها هستند. سیستم‌های شستشوی آب می‌توانند به صورت دوره‌ای و با برنامه‌ریزی زمانی، سطح پنل‌ها را با آب شستشو دهند. استفاده از آب تصفیه‌شده یا آب مقطر برای جلوگیری از رسوب‌گذاری و ایجاد لکه‌های آب توصیه می‌شود. سیستم‌های شستشوی آب می‌توانند به صورت مدار باز (مصرف آب زیاد) یا مدار بسته (بازیافت آب) طراحی شوند.
  • سیستم‌های تمیزکننده بادی (Air Blower): سیستم‌های تمیزکننده بادی با استفاده از جریان هوای پرفشار، گرد و غبار و ذرات سبک را از سطح پنل‌ها پاک می‌کنند. این سیستم‌ها برای مناطقی با آلودگی کم و گرد و غبار خشک مناسب هستند و نیاز به آب ندارند. سیستم‌های تمیزکننده بادی معمولاً به صورت دوره‌ای و با برنامه‌ریزی زمانی فعال می‌شوند.
  • پوشش‌های ضد آلودگی (Anti-Soiling Coatings): استفاده از پوشش‌های نانویی ضد آلودگی بر روی سطح پنل‌ها می‌تواند میزان چسبندگی گرد و غبار و آلودگی‌ها را کاهش دهد و نیاز به تمیز کردن مکرر را کمتر کند. این پوشش‌ها معمولاً آب‌گریز و خودتمیزشونده هستند و می‌توانند راندمان پنل‌ها را در شرایط آلودگی بهبود بخشند.
• زمان‌بندی تمیز کردن: فاصله زمانی بین دوره‌های تمیز کردن پنل‌ها بستگی به میزان آلودگی محیط و شرایط آب و هوایی دارد. در مناطق خشک و پر گرد و غبار، تمیز کردن ماهانه یا هر دو ماه یک‌بار توصیه می‌شود. در مناطق مرطوب و با آلودگی کمتر، تمیز کردن فصلی (هر 3-4 ماه یک‌بار) کافی است. بررسی دوره‌ای پنل‌ها و نظارت بر عملکرد سیستم می‌تواند به تعیین زمان مناسب برای تمیز کردن کمک کند. کاهش محسوس در تولید انرژی می‌تواند نشان‌دهنده نیاز به تمیز کردن پنل‌ها باشد.

برندهای معروف سیستم‌های تمیز کننده پنل خورشیدی:

1. Ecoppia: www.ecoppia.com (، تولید کننده ربات‌های تمیز کننده بدون آب برای نیروگاه‌های بزرگ)
2. Serbot AG: www.serbot.ch/en/ (سوئیس، تولید کننده ربات‌های تمیز کننده برای انواع مختلف پنل‌ها و سطوح)
3. SunBrush® mobil: www.sunbrushmobil.com/en/ (آلمان، تولید کننده سیستم‌های برس چرخشی برای تمیز کردن پنل‌ها با تراکتور یا ماشین)
4. Kärcher: www.kaercher.com (آلمان، تولید کننده سیستم‌های شستشوی فشار قوی و تجهیزات تمیزکاری)

ابعاد زمین موردنیاز برای نیروگاه خورشیدی

مساحت زمین موردنیاز برای احداث نیروگاه خورشیدی به عوامل مختلفی مانند ظرفیت نیروگاه، نوع پنل‌های خورشیدی، نوع سیستم نصب (ثابت یا ردیاب)، و توپوگرافی زمین بستگی دارد. به طور کلی، برای هر مگاوات ظرفیت نیروگاه خورشیدی، به حدود 1.2 تا 2.2 هکتار زمین نیاز است.

• تراکم توان (Power Density): تراکم توان نیروگاه خورشیدی معمولاً بین 0.4 تا 0.6 مگاوات بر هکتار (MW/ha) است. این بدان معناست که برای تولید 1 مگاوات برق، به 1.27 تا 2.2 هکتار زمین نیاز است. تراکم توان به راندمان پنل‌ها، فاصله بین ردیف‌های پنل‌ها، و فضای موردنیاز برای دسترسی و نگهداری بستگی دارد. پنل‌های با راندمان بالاتر و سیستم‌های نصب متراکم‌تر می‌توانند تراکم توان را افزایش دهند و مساحت زمین موردنیاز را کاهش دهند.
• نوع پنل و راندمان: پنل‌های مونوکریستالین با راندمان بالاتر نسبت به پنل‌های پلی‌کریستالین یا لایه نازک، به مساحت کمتری برای تولید توان مشابه نیاز دارند. استفاده از پنل‌های با راندمان 20% به جای پنل‌های 15% می‌تواند مساحت زمین موردنیاز را حدود 25% کاهش دهد.
• سیستم ردیابی خورشیدی: سیستم‌های ردیابی خورشیدی (تک محوره و دو محوره) به دلیل افزایش تولید انرژی، می‌توانند مساحت زمین موردنیاز به ازای هر واحد توان را کاهش دهند. اگرچه سیستم‌های ردیابی به فضای بیشتری بین ردیف‌های پنل برای حرکت نیاز دارند، اما افزایش تولید انرژی سالانه آن‌ها معمولاً بیشتر از افزایش فضای موردنیاز است. نیروگاه‌های خورشیدی با سیستم ردیابی تک محوره معمولاً به 1.7 تا 2 هکتار زمین به ازای هر مگاوات ظرفیت نیاز دارند.
• زاویه نصب و فاصله ردیف‌ها: زاویه نصب بهینه پنل‌ها و فاصله ردیف‌های پنل‌ها برای جلوگیری از سایه‌اندازی و بهینه‌سازی جذب نور خورشید، بر مساحت زمین موردنیاز تأثیر می‌گذارد. در عرض‌های جغرافیایی بالاتر، زاویه نصب بیشتر و فاصله بین ردیف‌ها بزرگتر است که باعث افزایش مساحت زمین موردنیاز می‌شود. نرم‌افزارهای شبیه‌سازی سایه‌اندازی و بهینه‌سازی آرایش پنل‌ها برای تعیین فاصله و زاویه مناسب پنل‌ها و کاهش مساحت زمین موردنیاز استفاده می‌شوند.
• توپوگرافی و شرایط زمین: زمین‌های صاف و هموار با شیب کم برای احداث نیروگاه خورشیدی ایده‌آل هستند و مساحت کمتری موردنیاز است. زمین‌های ناهموار و شیب‌دار نیاز به تسطیح و آماده‌سازی بیشتری دارند که ممکن است مساحت قابل استفاده را کاهش دهد و هزینه‌های پروژه را افزایش دهد. همچنین، زمین‌های با پوشش گیاهی متراکم یا جنگلی نیاز به پاکسازی و آماده‌سازی بیشتری دارند.
• دسترسی و زیرساخت‌ها: مساحت زمین موردنیاز باید شامل فضای کافی برای دسترسی جاده‌ها، ساختمان‌های بهره‌برداری و نگهداری، ایستگاه‌های ترانسفورماتور، و سایر زیرساخت‌های نیروگاه باشد. فضای موردنیاز برای این زیرساخت‌ها معمولاً حدود 5-10% از کل مساحت نیروگاه است.
• مثال‌ها:
  • نیروگاه خورشیدی 1 مگاواتی با پنل‌های ثابت و راندمان متوسط، به حدود 1.2 تا 2.2 هکتار زمین نیاز دارد.
  • نیروگاه خورشیدی 1 مگاواتی با پنل‌های مونوکریستالین با راندمان بالا و سیستم ردیابی تک محوره، ممکن است به 1.7 تا 1.8 هکتار زمین نیاز داشته باشد، اما تولید انرژی سالانه آن به طور قابل توجهی بیشتر خواهد بود.

انتخاب زمین مناسب برای نیروگاه خورشیدی نیازمند بررسی دقیق عوامل فنی، اقتصادی، و زیست‌محیطی است. زمین باید دارای تابش خورشیدی مناسب، دسترسی به شبکه برق، فاصله مناسب از مناطق مسکونی و حفاظت شده، و حداقل تعارضات کاربری زمین باشد.

تأثیر گرما و رطوبت هوا بر عملکرد نیروگاه

شرایط محیطی مانند دما، رطوبت، باد، و آلودگی هوا تأثیر قابل توجهی بر عملکرد و طول عمر نیروگاه‌های خورشیدی دارند. دما و رطوبت از جمله مهم‌ترین عوامل محیطی هستند که باید در طراحی و بهره‌برداری نیروگاه‌های خورشیدی در نظر گرفته شوند.

• گرما (دما): افزایش دما تأثیر منفی بر عملکرد پنل‌های خورشیدی دارد. پنل‌های خورشیدی در شرایط استاندارد تست (STC) در دمای 25 درجه سانتیگراد راندمان نامی خود را ارائه می‌دهند. با افزایش دما، راندمان پنل‌ها کاهش می‌یابد. این پدیده به دلیل افزایش مقاومت داخلی سلول‌های خورشیدی و کاهش ولتاژ مدار باز (Voc) اتفاق می‌افتد.
  • ضریب دمایی (Temperature Coefficient): ضریب دمایی پنل‌های خورشیدی نشان‌دهنده میزان افت راندمان به ازای هر درجه سانتیگراد افزایش دما است. ضریب دمایی معمولاً به صورت درصد بر درجه سانتیگراد (%/°C) بیان می‌شود و برای پنل‌های سیلیکون کریستالی معمولاً بین -0.3% تا -0.5% در هر درجه سانتیگراد است. به عنوان مثال، اگر ضریب دمایی یک پنل -0.4%/°C باشد، به ازای هر درجه سانتیگراد افزایش دما از 25 درجه سانتیگراد، راندمان آن 0.4% کاهش می‌یابد.
  • دمای کارکرد سلول (Cell Temperature): دمای کارکرد سلول‌های خورشیدی معمولاً بالاتر از دمای محیط است. دمای پنل‌ها به تابش خورشید، دمای محیط، سرعت باد، و نوع نصب بستگی دارد. در روزهای گرم و آفتابی، دمای سلول‌های خورشیدی می‌تواند به 50-70 درجه سانتیگراد یا بیشتر برسد. برای کاهش اثرات منفی دما، استفاده از پنل‌های با ضریب دمایی پایین‌تر، تهویه مناسب پشت پنل‌ها، و سیستم‌های خنک‌کننده (در موارد خاص) توصیه می‌شود.
  • تأثیر بر اینورترها و سایر تجهیزات: دما همچنین بر عملکرد اینورترها و سایر تجهیزات الکتریکی نیروگاه تأثیر دارد. اینورترها نیز دارای محدوده دمای کارکرد مشخصی هستند و راندمان آن‌ها در دماهای بالا کاهش می‌یابد. افزایش دما می‌تواند باعث کاهش طول عمر قطعات الکترونیکی و افزایش احتمال خرابی تجهیزات شود. تهویه مناسب اتاق‌های اینورتر و استفاده از تجهیزات مقاوم در برابر دما برای حفظ عملکرد و طول عمر سیستم ضروری است.
• رطوبت هوا: رطوبت بالا نیز می‌تواند تأثیرات منفی بر عملکرد و طول عمر نیروگاه خورشیدی داشته باشد.
  • خوردگی و زنگ‌زدگی: رطوبت بالا و به ویژه رطوبت همراه با آلودگی‌های صنعتی و نمک‌های دریایی می‌تواند باعث خوردگی و زنگ‌زدگی قطعات فلزی سازه‌ها، اتصالات، و کابل‌ها شود. استفاده از مواد مقاوم در برابر خوردگی، پوشش‌های محافظ، و بازرسی دوره‌ای برای جلوگیری از خوردگی و زنگ‌زدگی ضروری است.
  • نفوذ رطوبت به پنل‌ها و تجهیزات: رطوبت می‌تواند از طریق درزها و آب‌بندی‌های نامناسب به داخل پنل‌ها، جعبه‌های تقسیم (Junction Box)، و اینورترها نفوذ کند و باعث آسیب دیدن قطعات الکترونیکی، کاهش عایق‌بندی، و ایجاد اتصال کوتاه شود. پنل‌ها و تجهیزات باید دارای درجه حفاظت IP مناسب (حداقل IP65 برای محیط‌های خارجی) باشند تا در برابر نفوذ گرد و غبار و آب مقاوم باشند.
  • تشکیل شبنم و یخ: در مناطق با رطوبت بالا و تغییرات دمایی زیاد، تشکیل شبنم بر روی سطح پنل‌ها در شب و یخ‌زدگی در زمستان می‌تواند باعث کاهش جذب نور خورشید و افت راندمان شود. همچنین، یخ‌زدگی می‌تواند به پنل‌ها و سازه‌ها آسیب برساند. استفاده از پنل‌های با پوشش آب‌گریز و طراحی سازه‌ها برای جلوگیری از تجمع آب و یخ می‌تواند به کاهش این مشکلات کمک کند.
  • افزایش رسانایی سطح پنل‌ها: در شرایط رطوبت بالا و آلودگی، لایه‌ای از آلودگی و رطوبت بر روی سطح پنل‌ها تشکیل می‌شود که می‌تواند رسانایی سطح را افزایش دهد و باعث ایجاد جریان نشتی و کاهش راندمان شود. تمیز کردن منظم پنل‌ها در مناطق با رطوبت بالا و آلودگی ضروری است.

استفاده از زمین زیر پنل‌ها برای بهره‌برداری بیشتر (Agrivoltaics)

در نیروگاه‌های خورشیدی، فضای زیر پنل‌ها می‌تواند به طور همزمان برای کاربردهای کشاورزی یا دامپروری مورد استفاده قرار گیرد. این رویکرد که به عنوان "کشاورزی خورشیدی" یا "Agrivoltaics" شناخته می‌شود، مزایای متعددی از جمله افزایش بهره‌وری زمین، کاهش تبخیر آب از خاک، و ایجاد سایه برای گیاهان و دام‌ها دارد.

• کاشت محصولات کشاورزی سایه‌دوست: برخی از گیاهان مانند سبزیجات برگی (اسفناج، کاهو)، گیاهان دارویی، و برخی از انواع توت‌ها به سایه جزئی مقاوم هستند و می‌توانند در فضای زیر پنل‌های خورشیدی به خوبی رشد کنند. پنل‌های خورشیدی سایه موردنیاز برای این گیاهان را فراهم می‌کنند و از تبخیر بیش از حد آب از خاک جلوگیری می‌کنند. انتخاب نوع محصول کشاورزی باید با توجه به شرایط آب و هوایی منطقه، میزان سایه‌اندازی پنل‌ها، و نیازهای بازار محلی انجام شود. مطالعات نشان داده‌اند که کشاورزی خورشیدی می‌تواند تولید محصولات کشاورزی را در برخی موارد حتی افزایش دهد، زیرا سایه پنل‌ها می‌تواند گیاهان را در برابر تنش گرمایی و خشکی محافظت کند.
• دامپروری و چرای دام: فضای زیر پنل‌های خورشیدی می‌تواند برای چرای دام مانند گوسفند، بز، یا مرغ مورد استفاده قرار گیرد. پنل‌ها سایه مناسبی برای دام‌ها در روزهای گرم فراهم می‌کنند و از استرس گرمایی آن‌ها جلوگیری می‌کنند. دام‌ها نیز می‌توانند به کنترل علف‌های هرز در زیر پنل‌ها کمک کنند و نیاز به علف‌کش‌ها را کاهش دهند. انتخاب نوع دام و تعداد دام‌ها باید با توجه به نوع پوشش گیاهی، مساحت زمین، و نوع سازه‌های نگهدارنده پنل‌ها انجام شود. مطالعات اولیه نشان داده‌اند که دامپروری در نیروگاه‌های خورشیدی می‌تواند همزیستی مفیدی برای هر دو بخش ایجاد کند.
• زراعت علوفه و گیاهان مرتعی: کاشت علوفه و گیاهان مرتعی در زیر پنل‌های خورشیدی می‌تواند منبع تغذیه برای دام‌ها فراهم کند و به بهبود کیفیت خاک و حفظ تنوع زیستی کمک کند. گیاهان مرتعی می‌توانند به تثبیت خاک، جلوگیری از فرسایش، و جذب کربن دی‌اکسید از هوا کمک کنند. انتخاب گونه‌های گیاهی بومی و مقاوم به شرایط سایه‌اندازی و کم‌آبی می‌تواند موفقیت این روش را افزایش دهد.
• پرورش زنبور عسل: فضای زیر نیروگاه‌های خورشیدی می‌تواند به عنوان محیطی مناسب برای پرورش زنبور عسل مورد استفاده قرار گیرد. کاشت گیاهان گلدار و شهددار در اطراف و زیر پنل‌ها می‌تواند منبع تغذیه برای زنبورها فراهم کند و به گرده‌افشانی گیاهان کشاورزی در مناطق مجاور کمک کند. زنبورداری در نیروگاه‌های خورشیدی می‌تواند به افزایش تنوع زیستی و تولید عسل و سایر محصولات زنبور عسل منجر شود.
• مزایای کشاورزی خورشیدی:
  • افزایش بهره‌وری زمین: استفاده همزمان از زمین برای تولید انرژی خورشیدی و کشاورزی یا دامپروری، بهره‌وری کلی زمین را افزایش می‌دهد و به کاهش تعارضات کاربری زمین کمک می‌کند.
  • کاهش تبخیر آب و صرفه‌جویی در مصرف آب: سایه پنل‌ها می‌تواند تبخیر آب از خاک را کاهش دهد و نیاز به آبیاری را کمتر کند. این مزیت به ویژه در مناطق خشک و نیمه‌خشک با کمبود آب اهمیت دارد.
  • بهبود شرایط میکروکلیما: سایه پنل‌ها می‌تواند دمای خاک و گیاهان را در روزهای گرم کاهش دهد و شرایط میکروکلیما را برای رشد گیاهان و آسایش دام‌ها بهبود بخشد.
  • تنوع درآمد: کشاورزی خورشیدی می‌تواند منابع درآمدی نیروگاه‌های خورشیدی را متنوع‌تر کند و به ایجاد مشاغل جدید در بخش کشاورزی و انرژی‌های تجدیدپذیر کمک کند.
  • حمایت از تنوع زیستی: ایجاد زیستگاه‌های جدید برای گیاهان، حشرات، و جانوران در نیروگاه‌های خورشیدی می‌تواند به حفظ و افزایش تنوع زیستی در مناطق کشاورزی کمک کند.

کشاورزی خورشیدی یک رویکرد نوآورانه و پایدار است که می‌تواند به بهینه‌سازی استفاده از زمین، افزایش تولید مواد غذایی و انرژی پاک، و ایجاد هم‌افزینی بین بخش‌های کشاورزی و انرژی کمک کند. توسعه و گسترش کشاورزی خورشیدی نیازمند تحقیقات بیشتر، سیاست‌گذاری مناسب، و همکاری بین بخش‌های مختلف است.