آیا راندمان نیروگاههای خورشیدی کشور ۲۰ درصد است؟ در پاسخ به این پرسش، چنانچه منظور از این ادعا، راندمان سلولهای خورشیدی باشد، باید به این نکته توجه داشت که راندمان سلول، بیانگر نسبت انرژی الکتریکی تولیدشده به انرژی تابشی خورشید است. این شاخص در واقع یک ویژگی ذاتی در فناوری سلولهای خورشیدی محسوب میشود و نباید آن را با میزان بهرهبرداری یا عملکرد اقتصادی یک نیروگاه یکسان دانست. از منظر علمی، بازده تبدیل انرژی در سلولهای خورشیدی دارای یک سقف نظری است که با عنوان حد شاکلی–کوایسر (Shockley–Queisser Limit) شناخته میشود. بر اساس این نظریه، حداکثر راندمان قابل دستیابی برای یک سلول تکپیوندی در شرایط استاندارد حدود ۳۳ درصد است؛ بنابراین دستیابی به راندمانهای ۱۰۰ درصدی اساساً از نظر فیزیکی امکانپذیر نیست. سلولهای تجاری که امروزه در نیروگاههای خورشیدی مورد استفاده قرار میگیرند، معمولاً راندمانی در حدود ۲۰ تا ۲۴ درصد دارند که این ارقام کاملاً منطبق بر فناوری روز دنیاست. از این رو، راندمان حدود ۲۰ درصد به هیچ عنوان به معنای ضعف عملکرد یا پایین بودن کیفیت نیروگاه نیست، بلکه بیانگر استفاده از فناوری متداول و اقتصادی صنعت خورشیدی در جهان است.
همچنین باید در نظر داشت که مقایسه مستقیم راندمان نیروگاههای خورشیدی با نیروگاههای حرارتی، مقایسهای نادرست است؛ چرا که اساساً مکانیزم تولید برق در این دو فناوری با یکدیگر تفاوت دارد. در نیروگاههای حرارتی، انرژی شیمیایی سوخت طی چندین مرحله به برق تبدیل میشود، در حالی که در نیروگاههای خورشیدی، انرژی نور خورشید به طور مستقیم و بدون مصرف سوخت به انرژی الکتریکی تبدیل میگردد. بنابراین، معیار اصلی برای ارزیابی یک نیروگاه خورشیدی، شاخصهایی نظیر هزینه تولید برق، طول عمر، هزینه بهرهبرداری، عدم مصرف سوخت و آثار زیستمحیطی آن است، نه صرفاً راندمان تبدیل انرژی.
در صورتی که منظور از «۲۰ درصد»، ضریب تولید یا ضریب ظرفیت نیروگاه باشد، باید دانست که این شاخص مفهوم متفاوتی دارد. ضریب ظرفیت نشان میدهد که یک نیروگاه در طول سال چه میزان از ظرفیت نامی خود انرژی تولید کرده است و این شاخص عمدتاً به عواملی همچون میزان تابش خورشید، تعداد ساعات آفتابی، شرایط اقلیمی، فصل، موقعیت جغرافیایی و طراحی نیروگاه وابسته است و ارتباطی به کیفیت تجهیزات ندارد. همچنین اگر منظور، نسبت توان تولیدی لحظهای به توان نامی نیروگاه باشد، این مقدار در هر لحظه تابع شدت تابش خورشید، دمای محیط و بهویژه دمای سلولهای خورشیدی است. به طور طبیعی با افزایش دمای سلول، توان خروجی اندکی کاهش مییابد و این نسبت در ساعات مختلف روز و فصول مختلف سال تغییر میکند. بنابراین، مشاهده تولیدی کمتر از ظرفیت نامی در بسیاری از ساعات، یک رفتار کاملاً طبیعی و پیشبینیشده در طراحی نیروگاههای خورشیدی است و به هیچ عنوان نشانه عملکرد نامناسب نیروگاه محسوب نمیشود. این متن در قالب سلسله پاسخهای ساتبا به ابهامات و سوالات این حوزه منتشر شده است.




