معیار میزان تابش خورشید در شهرهای مختلف چیست؟

انرژی خورشیدی یکی از مهم ترین منابع انرژی های تجدیدپذیر است. میزان نور خورشید در نقاط مختلف جهان متفاوت است و در کمربند خورشیدی زمین بیشترین مقدار را دارد. کشور ایران نیز در مناطق پرتابش قرار دارد و بررسی ها نشان می دهد که استفاده از تجهیزات برق خورشیدی در ایران مناسب است و می تواند بخشی از انرژی مورد نیاز کشور را تامین کند. ایران کشوری است که به گفته کارشناسان این حوزه، با وجود 300 روز آفتابی و بیش از دو سوم و میانگین تابش بالای 5 کیلووات ساعت بر متر مربع، به عنوان یکی از کشورهای با پتانسیل بالا در زمینه انرژی خورشیدی معرفی می شود.

شار خورشیدی به تغییرات زیاد فصلی و ساعتی در ظاهر خورشید و طول روز اشاره دارد. زیرا زمین به دور خود می چرخد ​​و در یک مسیر دایره ای به دور خورشید می چرخد. موقعیت نسبی خورشید عامل مهمی در عملکرد حرارتی ساختمان ها و عملکرد سیستم های انرژی خورشیدی است. آگاهی از موقعیت مکانی دقیق مسیر خورشیدی و شرایط آب و هوایی برای تصمیم گیری اقتصادی در مورد  مساحت کلکتورهای ،خورشیدی جهت ،گیری محوطه سازی سایه اندازی در تابستان و استفاده مقرون به صرفه از جمع کنندههای نور خورشید لازم است.

نقشه تابش خورشید در ایران

در تصویر کشور ایران که در ادامه ارائه‌شده، با توجه به رنگ هر منطقه می‌توانید پتانسیل تابشی میزان ساعات تابش خورشید (Peak Sun Hours)PSH را تعیین کرد. برای مثال پتانسیل خانه ای در تهران حدود 5.4 است. برای شهرهای شمالی این میزان کمتر و برای شهرهایی مانند کرمان، فارس و… بیشتر است. نکته ای که باید به آن توجه داشت این است که این پارامتر حداکثر تابش روزانه را نشان می دهد. البته نور خورشید در طول روز از طلوع فجر تا غروب وجود دارد، اما حداکثر نیست. در صبح و عصر کاهش می یابد و در ظهر به حداکثر می رسد. PSH نشان می دهد که اگر به طور متوسط ​​9 ساعت در روز در یک سال آفتاب باشد، این مقدار معادل 5.4 ساعت حداکثر تابش است.

میزان تابش خورشید در ایران

میزان تابش خورشید در ایران سالانه 1800 تا 2200 کیلووات ساعت بر متر مربع برآورد می شود. این قطعا بالاتر از میانگین جهانی است. (4.5 تا 5.5) کیلووات ساعت انرژی خورشیدی در هر متر مربع در روز به دست می آید.

تعداد روز آفتابی در ایران

به طور متوسط ​​بین 280 تا 300 روز آفتابی در سال برای تقریباً 10 ماه وجود دارد.

انرژی مورد نیاز تا سال 2050

محققان تخمین می زنند که تا سال 2050، انسان به 30 تراوات انرژی نیاز خواهد داشت.

انرژی تابشی در ایران

در برخی مناطق ایران 7 تا 8 ساعت در متر مربع اندازه گیری شده است.

مساحت ایران تقریبا 2^1600000km است که با این مساحت میزان تابش روزانه انرژی خورشیدی برابر با 12^10*5.5*1.6

مجموع تابش روزانه خورشید در ایران تقریباً 9 میلیارد مگاوات ساعت است. انرژی حاصل از یک ساعت تابش نور خورشید معادل مصرف یک سال برق در جهان است.

معیار میزان تابش خورشید در شهرهای مختلف

تخمین تولید انرژی خورشیدی با استفاده از متغیر (ساعت اوج خورشیدی (PSH)) انجام می شود. PSH ساعات تابش خورشید در طول روز از طلوع تا غروب خورشید نیست، بلکه میانگین تابش خورشیدی دریافتی توسط یک مکان خاص در طول روز است.واحد آن kwh/m2 در روز است. یک قیاس ممکن است به شما در درک این موضوع کمک کند. تصور کنید که باید نور خورشید را در سطل هایی با اندازه یک متر مربع و هر کدام ۱۰۰۰ وات ساعت انرژی خورشیدی ذخیره کنید. سریع ترین پر شدن این سطل ها در نیمه روز تابستان، زمانی که خورشید در حال تابش است، رخ می دهد. سپس می توانید یک سطل 1000 وات ساعتی را در یک ساعت (یک کیلو وات در ساعت) پر کنید. با این حال، در هر زمان معینی از روز، بیش از یک ساعت طول می‌کشد تا یک سطل، معادل “یک Peak Sun-Hour” تهیه شود.

PSH به عنوان یک ساعت در روز تعریف می شود که میانگین شدت نور خورشید به 1000 W/m2 برسد. به عنوان مثال، منطقه ای با PSH 5 کیلووات ساعت در متر مربع به این معنی است که این منطقه زمانی 5 ساعت انرژی خورشیدی دریافت می کند که شدت متوسط ​​خورشید 1000 وات بر متر مربع باشد.

مثال

اکنون مثالی از محاسبه انرژی سیستم خورشیدی با استفاده از PSH را در مورد بررسی قرار میدهیم. فرض می کنیم یک سیستم فتوولتاییک 5 کیلووات در منطقه ای با PSH میانگین سالانه 5 داریم. دانستن قدرت سیستم و PSH میزان انرژی تولیدی سیستم در سال را به شما می دهد.

جهت سادگی، این اعداد شامل تلفات،استهلاک و کاهش بازده نشده اند. مثلاً در تهران میانگین psh بین 5 تا 5.5 است. در طول سال، مقدار psh بسته به زاویه پنل خورشیدی تغییر می کند. سیستمی با زاویه 35 درجه در منطقه ای با psh میانگین 3.8 در دی ماه،در تیرماه تا 5.7 بالا می رود و در ادامه کم خواهد شد. میانگین سالانه مقدار psh برای این منطقه 5 خواهد بود. مقدار Psh همچنین به زاویه پانل ها نسبت به خورشید بستگی دارد. به عنوان مثال، سیستمی با میانگین psh سالانه 4.8 در سقف رو به جنوب با زاویه 50 درجه در ناحیه ای که در برابر میانگین psh سالانه 5 و زاویه 35 درجه اندازه گیری می شود. این به این دلیل است که خورشید در تابستان در آسمان بالاتر است.

جهت دریافت نقشه های بروز تابش، از سراسر جهان می توانید به وبسایت SolarGIS مراجعه نمایید

بر اساس مطالعات DLR آلمان، بیش از 60000 مگاوات نیروگاه حرارتی خورشیدی را می توان در مساحتی بیش از 2000 کیلومتر مربع نصب کرد. اگر 100×100 کیلومتر مربع زمین را برای احداث نیروگاه خورشیدی فتوولتائیک اختصاص دهیم، برق تولیدی از آن برابر با کل برق تولیدی کشور در سال 1389 خواهد بود.