همه چیز درباره سیستم فتوولتائیک و انواع آن

سیستم فتوولتائیک (PV) یکی از فناوری‌های نوین در حوزه انرژی‌های تجدیدپذیر است که با استفاده از پنل‌های خورشیدی، نور خورشید را مستقیماً به برق تبدیل می‌کند. این سیستم‌ها بدون ایجاد آلودگی و با عملکردی بی‌صدا، نقش مهمی در تأمین برق پاک و پایدار ایفا می‌کنند. انواع سیستم فتوولتائیک شامل سه دسته اصلی هستند: سیستم‌های متصل به شبکه (On-grid)، سیستم‌های مستقل از شبکه (Off-grid) و سیستم‌های هیبریدی که ترکیبی از پنل خورشیدی، باتری و شبکه برق هستند. انتخاب نوع سیستم بسته به شرایط محل، نیاز مصرف‌کننده و دسترسی به شبکه برق صورت می‌گیرد.

انرژی خورشیدی چیست و چرا اهمیت دارد؟

انرژی خورشیدی یکی از پاک‌ترین و فراوان‌ترین منابع طبیعی است که از تابش خورشید به زمین ناشی می‌شود. این انرژی قابلیت تولید گرما، انجام واکنش‌های شیمیایی و تبدیل به برق را دارد. میزان انرژی خورشیدی که روزانه به سطح زمین می‌رسد، چندین برابر کل نیاز انرژی بشر در حال حاضر و آینده است. در صورت بهره‌برداری اصولی و بهینه، انرژی خورشیدی می‌تواند به‌عنوان یک راهکار پایدار برای تأمین انرژی جهانی مطرح شود.

در قرن بیست‌ویکم، با افزایش نگرانی‌ها درباره تغییرات اقلیمی و پایان‌پذیری منابع فسیلی، توجه به انرژی‌های تجدیدپذیر به‌ویژه انرژی خورشیدی به‌طور چشم‌گیری افزایش یافته است. خورشید، برخلاف منابعی مانند نفت، زغال‌سنگ و گاز طبیعی، منبعی پایان‌ناپذیر و بدون آلودگی زیست‌محیطی محسوب می‌شود که همین ویژگی‌ها آن را به گزینه‌ای ایده‌آل برای آینده تبدیل کرده است.

نقش انرژی خورشیدی در طبیعت و زندگی بشر

با وجود اینکه بخشی از تابش خورشید توسط جو و ابرها بازتاب یا پراکنده می‌شود، مقدار قابل‌توجهی از آن به سطح زمین می‌رسد. این انرژی شامل نور مرئی، پرتو مادون قرمز و میزان کمی از پرتو فرابنفش است. نور خورشید عامل اصلی بسیاری از فرایندهای طبیعی در کره زمین است؛ از جمله فتوسنتز در گیاهان، تبخیر آب، تنظیم دمای محیط و ایجاد باد. این فرایندها نه تنها برای پایداری اکوسیستم‌ها ضروری‌اند، بلکه به‌طور مستقیم بر زندگی انسان‌ها نیز تأثیر می‌گذارند.

خورشید، علی‌رغم فاصله بسیار زیاد از زمین، بزرگ‌ترین منبع انرژی دریافتی سیاره ما به‌شمار می‌آید. با این حال، شدت تابش در سطح زمین به دلیل پراکندگی شعاعی انرژی و تضعیف توسط جو، نسبتاً پایین است. از این رو، بهره‌برداری مؤثر از انرژی خورشیدی نیازمند فناوری‌های خاصی برای جمع‌آوری، تبدیل و ذخیره‌سازی است.

پتانسیل و چالش‌های استفاده از انرژی خورشیدی

زمین روزانه نزدیک به ۲۰۰,۰۰۰ برابر ظرفیت تولید برق کل جهان را به شکل انرژی خورشیدی دریافت می‌کند. این پتانسیل عظیم نشان‌دهنده فرصتی بی‌نظیر برای توسعه منابع انرژی پایدار است. انرژی خورشیدی می‌تواند به دو صورت اصلی مورد استفاده قرار گیرد: تبدیل به انرژی حرارتی (گرما) و تبدیل به انرژی الکتریکی (برق). از میان این دو، تولید حرارت فرآیندی ساده‌تر و اقتصادی‌تر است، در حالی که تولید برق با استفاده از سلول‌های فتوولتائیک نیازمند سرمایه‌گذاری اولیه بالاتر است.

با وجود رایگان بودن تابش خورشید، چالش‌هایی مانند هزینه بالای تجهیزات، نیاز به فضای مناسب، و ذخیره‌سازی انرژی در زمان‌های بدون آفتاب (مانند شب یا هوای ابری) همچنان موانعی برای توسعه فراگیر این فناوری محسوب می‌شوند. با این حال، پیشرفت‌های فناوری و حمایت‌های سیاست‌گذاری در بسیاری از کشورها نوید آینده‌ای روشن برای انرژی خورشیدی را می‌دهند.

مزایا و معایب استفاده از انرژی خورشیدی

مزایای انرژی خورشیدی به شرح زیر است:

• تجدیدپذیر و پایان‌ناپذیر: تا زمانی که خورشید بتابد، این منبع در دسترس است.

• پاک و بدون آلودگی: تولید انرژی بدون انتشار گازهای گلخانه‌ای یا آلاینده‌ها.

• کاهش هزینه‌های انرژی: پس از نصب اولیه، هزینه‌های جاری بسیار پایین است.

• نصب آسان و مقیاس‌پذیر: از پنل‌های کوچک خانگی تا نیروگاه‌های بزرگ قابل اجراست.

• مناسب برای مناطق دورافتاده: نیاز به اتصال به شبکه برق ندارد.

 معایب انرژی خورشیدی به شرح زیر است:

• هزینه بالای اولیه: نصب پنل‌ها و تجهیزات ذخیره‌سازی نیازمند سرمایه‌گذاری زیاد است.

• وابستگی به شرایط جوی: تولید برق در روزهای ابری یا شب محدود است.

• نیاز به فضای زیاد: برای تولید مقادیر زیاد انرژی، سطح وسیعی مورد نیاز است.

• کارایی پایین در برخی مناطق جغرافیایی: مناطق با آفتاب کم بهره‌وری پایین‌تری دارند.

انواع سیستم‌های انرژی خورشیدی

انرژی خورشیدی از جمله منابع تجدیدپذیر و پاک محسوب می‌شود که به دو روش اصلی قابل بهره‌برداری است: سیستم‌های خورشیدی حرارتی و سیستم‌های فتوولتائیک (PV). هر یک از این سیستم‌ها دارای ویژگی‌ها، ساختار و کاربردهای خاص خود هستند که در ادامه به معرفی آن‌ها پرداخته می‌شود.

1. سیستم‌های خورشیدی حرارتی (Solar Thermal Systems)

این سیستم‌ها با جذب گرمای خورشید، آن را برای گرم کردن آب یا هوا در مصارف خانگی، صنعتی یا تفریحی به‌کار می‌گیرند. از جمله کاربردهای رایج می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• گرم کردن آب مصرفی منازل
• گرمایش استخرها و فضاهای داخلی (مانند گرمایش تابشی)
• استفاده در کلکتورهای هوایی برای تهویه یا گرمایش محیط
• پیش‌گرمایش آب ورودی به دیگ‌های بخار صنعتی
• تولید بخار برای نیروگاه‌های حرارتی خورشیدی (Solar Thermal Electric Plants)

2. سیستم‌های فتوولتائیک (Photovoltaic – PV Systems)

سیستم‌های فتوولتائیک با استفاده از سلول‌های خورشیدی، انرژی نور خورشید را مستقیماً به برق (جریان مستقیمDC ) تبدیل می‌کنند. این برق با کمک اینورتر به جریان متناوب (AC) تبدیل شده و قابل استفاده در تجهیزات خانگی یا صنعتی خواهد بود.

با توجه به نیاز مصرف‌کننده و شرایط محیطی، می‌توان نوع مناسب سیستم خورشیدی را انتخاب کرد تا هم در کاهش هزینه‌ها و هم در بهینه‌سازی مصرف انرژی مؤثر واقع شود

در این مقاله می خواهیم با سیستم های فتوولتائیک (PV Systems) و انواع آن آشنا شویم.

سیستم فتوولتائیک (PV) چیست؟

کلمه‌ی “فتوولتائیک” از دو بخش تشکیل شده است: “فتو” به معنی نور و “ولتائیک” که به تولید برق اشاره دارد. و این دقیقاً کاری است که سیستم‌های فتوولتائیک انجام می‌دهند — تبدیل نور به برق!

نور مستقیم یا پراکنده (که معمولاً نور خورشید است) وقتی بر سلول‌های خورشیدی بتابد، اثر فتوولتائیک را القا می‌کند و برق مستقیم (DC) تولید می‌شود. این برق DC می‌تواند مستقیماً استفاده شود، در باتری ذخیره شود، یا به یک اینورتر فرستاده شود که جریان DC را به جریان متناوب (AC) تبدیل می‌کند تا بتوان آن را بدون تأثیر منفی بر کیفیت برق، به یکی از تابلوهای توزیع برق متناوب ساختمان (ACDB) وارد کرد.

نکته‌ی مهم این است که ما با محتوای گرمایی نور خورشید کاری نداریم؛ سلول‌ها و ماژول‌های فتوولتائیک فقط از نور استفاده می‌کنند، نه گرما. زمانی که منبع نور خورشید نباشد، سلول فتوولتائیک به عنوان یک آشکارساز نوری (photo detector) به کار می‌رود. نمونه‌ای از این آشکارسازها، حسگرهای مادون قرمز هستند.

اجزای اصلی یک سیستم تولید انرژی خورشیدی (فتوولتائیک) عبارت‌اند از:

• پنل‌های خورشیدی برای جذب نور خورشید
• اینورتر برای تبدیل جریان مستقیم (DC) به جریان متناوب (AC)
• مجموعه‌ای از باتری‌ها و کنترل‌کننده شارژ برای سیستم‌های مستقل از شبکه
• سایر اجزای سیستم (سازه نصب، کابل‌ها و تابلو برق)

تمام اجزای سیستم، به‌جز ماژول‌های فتوولتائیک، به‌عنوان اجزای تعادلی سیستم یا اجزای BOS (Balance of System) شناخته می‌شوند.

در پروژه‌های بزرگ، استفاده از ردیاب خورشیدی (Solar Tracker) برای دنبال کردن حرکت خورشید، باعث افزایش راندمان تولید برق نسبت به سیستم‌های ثابت می‌شود. برخلاف فناوری‌هایی مانند گرمایش خورشیدی یا سیستم‌های خورشیدی متمرکز (CSP) که برای تولید حرارت کاربرد دارند، سیستم‌های PV مستقیماً از نور برای تولید برق استفاده می‌کنند.

سیستم‌های PV در مقیاس‌های متنوعی اجرا می‌شوند: از نصب‌های کوچک روی پشت‌بام منازل تا نیروگاه‌های عظیم خورشیدی در سطح چندصد مگاوات. این سیستم‌ها بدون آلودگی، بی‌صدا و بدون قطعات متحرک هستند و امروزه به‌عنوان یکی از مقرون‌به‌صرفه‌ترین منابع انرژی تجدیدپذیر شناخته می‌شوند.

با پیشرفت فناوری و کاهش قیمت‌ها، هزینه پنل‌های خورشیدی نسبت به گذشته کاهش یافته و بخش بزرگی از هزینه‌ها مربوط به نصب، مجوزها و تجهیزات جانبی می‌باشد. این روند موجب شده تا سیستم‌های PV نه تنها در مناطق فاقد شبکه برق، بلکه در شهرها و مناطق صنعتی نیز به‌صورت گسترده مورد استفاده قرار گیرند.

معرفی انواع سیستم فتوولتائیک یا خورشیدی

در تصویر زیر دیاگرام انواع سیستم های خورشیدی نمایش داده شده است، همان طور که مشاهده می‌کنید دو دسته اصلی برای سیستم‌های فتوولتائیک وجود دارد:

1. سیستم‌های متصل به شبکه (Grid-Connected PV Systems)
2. سیستم‌های مستقل از شبکه (Stand-alone PV Systems)

در این مقاله می­خواهیم راجب انواع اصلی سیستم های فتوولتائیک صحبت کنیم.

۱. سیستم‌های متصل به شبکه (On-Grid/Grid-Tie Systems)

سیستم­های متصل به شبکه خود به دو نوع تقسیم می‌شوند:

• سیستم‌های متصل مستقیم به شبکه (Directly connected to Utility)
• سیستم‌های دوحالته (Bimodal PV Systems)

سیستم‌های متصل مستقیم به شبکه (Directly connected to Utility)

در یک سیستم فتوولتائیک متصل به شبکه (Grid-connected)، آرایه‌ی خورشیدی مستقیماً به اینورتر متصل به شبکه وصل می‌شود بدون استفاده از باتری ذخیره‌سازی. اگر سیستم خورشیدی شما برق کافی تولید کند، نیازی به دریافت برق از شرکت برق نخواهد بود. در صورتی که تولید برق از مصرف شما بیشتر باشد، برق مازاد به شبکه سراسری منتقل شده و کنتور برق شما به عقب می‌چرخد.

در زمان‌هایی که سیستم PV برق تولید نمی‌کند (مانند شب‌ها)، شبکه برق عمومی تأمین‌کننده‌ی کل نیاز ساختمان خواهد بود. شرکت برق در مقابل، با توجه به میزان برق تولیدشده توسط سیستم خورشیدی، اعتبار انرژی (Energy Credit) به شما اعطا می‌کند. به این فرآیند “نت‌مترینگ” (Net Metering) گفته می‌شود، که طی آن، تبادل انرژی از طریق یک کنتور واحد انجام می‌گیرد.

سیستم‌های فتوولتائیک متصل به شبکه (Grid-Connected) ساده‌ترین و مقرون‌به‌صرفه‌ترین روش برای اتصال ماژول‌های خورشیدی به برق شهری هستند. اگر برق شبکه در منطقه‌ای قابل‌اعتماد و پایدار باشد و ذخیره‌سازی انرژی اولویت نداشته باشد، نیازی به باتری وجود ندارد. با این حال، در صورت قطع برق شبکه، حتی اگر تابش خورشید وجود داشته باشد، سیستم خورشیدی برای حفظ ایمنی کارکنان شرکت برق به‌طور خودکار خاموش می‌شود.

کاربرد اصلی سیستم‌های متصل به شبکه در مناطق شهری است، جایی که شبکه برق سراسری به‌خوبی گسترش یافته است. این سیستم‌ها معمولاً بر روی پشت‌بام ساختمان‌ها نصب می‌شوند یا با خود ساختمان یکپارچه می‌گردند که در این صورت با عنوان سیستم فتوولتائیک یکپارچه با ساختمان (BIPV) شناخته می‌شوند. در سیستم‌های BIPV، ماژول خورشیدی جایگزین یکی از اجزای سازه‌ای ساختمان (مانند شیشه پنجره یا پوشش سقف و دیوار) می‌شود و علاوه بر تولید برق، کاربرد سازه‌ای نیز دارد که باعث صرفه‌جویی در هزینه‌ها می‌شود. همچنین در صورت نبود محدودیت زمین، می‌توان این سیستم‌ها را روی زمین نیز نصب کرد.

مزایای سیستم­های متصل به شبکه

• هزینه اولیه نصب پایین‌تر.
• راندمان بالا و استفاده حداکثری از انرژی خورشیدی.
• کاهش هزینه‌های برق و امکان کسب درآمد از طریق Net Metering.

معایب سیستم­های متصل به شبکه

• وابستگی کامل به شبکه برق.
• عدم تأمین برق در زمان قطعی شبکه.

سیستم‌های دوحالته متصل به شبکه (Bimodal Grid-Tied PV Systems)

سیستم‌های فتوولتائیک دوحالته (Bimodal) نوعی از سیستم‌های متصل به شبکه برق (Grid-Tied) هستند که در کنار اتصال به شبکه، به یک باتری ذخیره‌سازی انرژی نیز مجهز هستند. این سیستم‌ها می‌توانند به‌صورت هوشمند بین دو حالت کارکرد جابجا شوند:

حالت اول: عملکرد در حضور برق شبکه

• برق تولیدشده توسط پنل‌های خورشیدی، مستقیماً به شبکه برق یا مصرف‌کننده داخلی وارد می‌شود.
• اگر تولید بیشتر از مصرف باشد، مازاد به شبکه منتقل می‌شود (Net Metering).
• اگر مصرف بیشتر باشد، برق اضافی از شبکه تأمین می‌شود.
• باتری‌ها در این حالت معمولاً شارژ شده و آماده هستند.

حالت دوم: عملکرد هنگام قطع برق شبکه

• در صورت قطع برق سراسری، سیستم به‌طور خودکار به حالت عملکرد مستقل (شبیه به سیستم Off-grid) تغییر وضعیت می‌دهد.
• انرژی مورد نیاز از باتری‌ها تأمین می‌شود.
• در این حالت، معمولاً فقط مصرف‌کننده‌های حیاتی یا اضطراری فعال می‌مانند.

مزایای سیستم دوحالته

• تأمین انرژی پایدار در صورت قطع برق.
• امکان استفاده از انرژی خورشیدی بدون وابستگی کامل به شبکه.
• مناسب برای ساختمان‌های شهری با مصرف حساس (مانند بیمارستان‌ها، دیتاسنترها یا خانه‌های هوشمند).
• صرفه‌جویی اقتصادی با فروش برق مازاد به شبکه.

۲. سیستم‌های مستقل از شبکه (Off-Grid/Stand-Alone Systems)

این سیستم‌ها نیز به سه دسته تقسیم می‌شوند:

• سیستم‌های بدون باتری (Direct-Coupled)
• سیستم‌های دارای باتری
• سیستم‌های هیبرید (Hybrid PV Systems)

سیستم‌های مستقل از شبکه بدون باتری (Direct-Coupled Off-Grid PV Systems)

سیستم‌های فتوولتائیک مستقل از شبکه و بدون باتری که با نام Direct-Coupled PV Systems نیز شناخته می‌شوند، ساده‌ترین نوع سیستم‌های خورشیدی هستند که مستقیم از پنل خورشیدی به مصرف‌کننده انرژی می‌دهند و هیچ گونه ذخیره‌سازی (باتری) در آن‌ها استفاده نمی‌شود.

نحوه عملکرد

• در این سیستم، برق تولید شده توسط پنل خورشیدی (به‌صورت DC) مستقیماً به مصرف‌کننده یا تجهیز الکتریکی متصل می‌شود.
• هیچ باتری یا اینورتر در ساختار اصلی سیستم وجود ندارد.
• سیستم فقط در هنگام تابش آفتاب و تولید برق کار می‌کند و در غیاب نور خورشید (مثلاً شب) کاملاً خاموش است.

کاربردهای رایج

• پمپ‌های آب خورشیدی (Solar Water Pumps)
• پنکه‌ها یا هواکش‌های گلخانه‌ای
• سیستم‌های تهویه ساده
• شارژرهای کوچک DC
  این موارد اغلب در مناطق روستایی یا کشاورزی و برای اهدافی استفاده می‌شوند که نیاز به مصرف انرژی فقط در ساعات روز دارند.

مزایا سیستم مستقل از شبکه بدون باتری

• ساختار بسیار ساده و کم‌هزینه
• نگهداری پایین به دلیل عدم استفاده از باتری
• مناسب برای مصرف‌کننده‌های کم‌مصرف در ساعات روشنایی

معایب سیستم مستقل از شبکه بدون باتری

• کاملاً وابسته به تابش خورشید است.
• هیچ ذخیره‌سازی انرژی ندارد؛ در نبود آفتاب، برق هم وجود ندارد.
• کاربرد آن محدود به مصارف خاص (غیر حیاتی) است.

این نوع سیستم‌ها بیشتر به‌درد کسانی می‌خورند که می‌خواهند با هزینه کم، در طول روز از انرژی خورشید برای کارکرد مستقیم تجهیزات ساده استفاده کنند.

سیستم‌های مستقل از شبکه دارای باتری

سیستم‌های مستقل از شبکه به‌هیچ‌وجه به برق سراسری متصل نیستند. این سیستم‌ها به‌صورت خودکار در طول روز انرژی خورشیدی را دریافت کرده و آن را برای استفاده در شب یا زمان‌های بدون نور خورشید در باتری‌ها ذخیره می‌کنند. معمولاً از باتری‌های سیکل عمیق (Deep Cycle) برای این منظور استفاده می‌شود؛ این باتری‌ها نه‌تنها قابل شارژ مجدد هستند، بلکه به‌گونه‌ای طراحی شده‌اند که می‌توانند تقریباً تا تخلیه کامل نیز استفاده شوند.

برای مدیریت جریان برق بین پنل‌های خورشیدی و باتری‌ها، از کنترل‌کننده شارژ (Charge Controller) استفاده می‌شود که وظیفه دارد شارژ باتری را بدون خطر بیش‌شارژ یا آسیب انجام دهد. همچنین، برای استفاده از برق تولیدی در وسایل برقی متداول، یک اینورتر لازم است تا برق مستقیم (DC) را به برق متناوب (AC) تبدیل کند.

سیستم‌های Off-Grid برای مناطق روستایی، دورافتاده یا مناطق دریایی که فاقد دسترسی به شبکه برق هستند بسیار مناسب‌اند. در چنین شرایطی، استفاده از سیستم خورشیدی مستقل، به‌مراتب مقرون‌به‌صرفه‌تر از توسعه خطوط برق از سوی شرکت‌های توزیع خواهد بود.

مزایای سیستم‌های مستقل از شبکه دارای باتری

• تأمین کامل نیاز برقی ساختمان
• عدم وابستگی به شبکه برق شهری
• مناسب برای مناطق دورافتاده و فاقد زیرساخت
• مصونیت در برابر قطعی برق

معایب سیستم‌های مستقل از شبکه دارای باتری

• هزینه اولیه بالاتر به دلیل وجود باتری.
• نیاز به نگهداری و تعویض دوره‌ای باتری‌ها.
• محدودیت در میزان برق قابل تأمین به دلیل محدودیت ظرفیت باتری‌ها.

 

۳. سیستم‌های هیبریدی (Hybrid Systems)

سیستم هیبریدی خورشیدی ترکیبی از پنل‌های خورشیدی، باتری ذخیره‌ساز انرژی و اتصال به شبکه برق شهری است. این سیستم‌ها علاوه بر پنل خورشیدی، از منابع انرژی دیگر مانند توربین بادی، توربین آبی، دیزل ژنراتور، پیل سوختی یا سایر منابع نیز بهره می‌برند.

این سیستم به‌گونه‌ای طراحی شده که بتواند:

1. از انرژی خورشید برای تولید برق استفاده کند،
2. مازاد برق تولیدی را در باتری‌ها ذخیره کند،
3. در صورت نیاز (مثلاً شب یا قطع برق)، از باتری استفاده کند،
4. و در صورت تمام شدن باتری، برق را از شبکه شهری تأمین کند.

از دیگر مزایای سیستم‌های هیبرید، امکان شارژ باتری‌ها با برق ارزان ساعات کم‌مصرف (مانند نیمه‌شب تا صبح) است.

هنگامی که باتری‌ها پر می‌شوند و نیازی به مصرف آنی برق نیست، انرژی اضافی می‌تواند به شبکه برق صادر شود.  درواقع امکان بهره‌مندی از Net Metering و کسب درآمد از فروش برق به شبکه فراهم می­شود همچنین در صورت خالی بودن باتری و عدم تابش خورشید، سیستم به‌طور خودکار به مصرف برق از شبکه عمومی سوییچ می‌کند.

مزایای سیستم هیبریدی

• تأمین برق حتی در زمان قطع برق شهری
• کاهش هزینه قبض برق با استفاده از انرژی خورشیدی و باتری
• امکان فروش برق مازاد به شبکه (در برخی کشورها)
• شارژ باتری با برق ارزان (در ساعات کم‌باری)

 معایب سیستم هیبریدی

• هزینه اولیه بالاتر نسبت به سیستم‌های On-Grid به دلیل وجود باتری.
• پیچیدگی بیشتر در طراحی و نصب.

کاربردهای سیستم هیبریدی

• مناطقی با شبکه برق ناپایدار
• ساختمان‌هایی که نیاز به تأمین برق بدون وقفه دارند (مانند بیمارستان‌ها و مراکز داده)
• کاربردهایی که نیاز به انعطاف‌پذیری بالا در تأمین برق دارند.

تفاوت سیستم‌های فتوولتائیک هیبریدی و دوحالته (Bimodal)

در دنیای انرژی‌های تجدیدپذیر، سیستم‌های خورشیدی به اشکال مختلفی طراحی و پیاده‌سازی می‌شوند تا نیازهای متنوع مصرف‌کنندگان را برآورده کنند. دو نوع رایج از این سیستم‌ها، سیستم‌های هیبریدی (Hybrid PV Systems) و سیستم‌های دوحالته یا بای‌مودال (Bimodal PV Systems) هستند. اگرچه هر دو می‌توانند در شرایط مختلف برق مورد نیاز را تأمین کنند، اما از نظر ساختار و عملکرد تفاوت‌های مهمی دارند.

سیستم هیبریدی ترکیبی از منابع مختلف انرژی است که معمولاً شامل پنل‌های خورشیدی، باتری برای ذخیره‌سازی انرژی، و یک منبع کمکی دیگر مانند ژنراتور دیزلی یا حتی شبکه برق می‌باشد. این سیستم‌ها برای پایداری بالا و تأمین مداوم انرژی طراحی شده‌اند، به‌ویژه در مناطقی که شبکه برق ناپایدار است یا دسترسی به آن محدود می‌باشد.

سیستم‌های فتوولتائیک دو حالته به‌طور معمول به شبکه برق متصل هستند و در شرایط عادی انرژی را به شبکه تزریق می‌کنند یا از آن تغذیه می‌شوند. اما در مواقع قطعی برق، سیستم به‌صورت خودکار به حالت مستقل (Off-Grid) تغییر می‌کند و از انرژی ذخیره‌شده در باتری‌ها استفاده می‌کند.

در جدول زیر تفاوت سیستم های هیبریدی و دو حالته متصل به شبکه را بصورت خلاصه شرح می‌دهیم:

در نتیجه، انتخاب بین سیستم هیبریدی و دوحالته به شرایط محیطی، نیاز انرژی و اهداف بهره‌برداری بستگی دارد. سیستم هیبریدی برای پایداری کامل و استقلال بالا طراحی شده، در حالی که سیستم دوحالته بیشتر به عنوان راهکاری برای برق اضطراری در محیط‌های متصل به شبکه کاربرد دارد.

سخن پایانی

سیستم‌های فتوولتائیک به‌عنوان یکی از مهم‌ترین فناوری‌های انرژی‌های تجدیدپذیر، نقش مؤثری در کاهش وابستگی به منابع فسیلی و مقابله با تغییرات اقلیمی دارند. با پیشرفت‌های فناورانه در زمینه ساخت سلول‌های خورشیدی، بهبود طراحی و افزایش راندمان تبدیل انرژی، این سیستم‌ها به گزینه‌ای اقتصادی، قابل اعتماد و سازگار با محیط زیست برای تولید برق تبدیل شده‌اند. انواع مختلفی از سیستم‌های فتوولتائیک وجود دارد که هر یک متناسب با نیاز و شرایط پروژه کاربرد خاص خود را دارند. انتخاب صحیح از میان انواع سیستم‌های فتوولتائیک نقش تعیین‌کننده‌ای در دستیابی به حداکثر بهره‌وری انرژی خورشیدی متناسب با شرایط هر پروژه دارد.