دلیل این استقبال امکان اجرای نیروگاه‌های فتوولتائیک با هر ظرفیت و در هر منطقه است. در این بخش از گزارش‌های مرتبط با فتوولتائیک با دسته‌بندی و کاربرد‌ها نیروگاه‌های فتوولتائیک آشنا خواهیم شد.

 دسترسی بهتر به شبکه برق

نیروگاه‌های فتوولتائیک را به صورت عمده و براساس نوع کاربری آنها می‌توان به دو دسته مستقل از شبکه و متصل به شبکه تقسیم کرد. نیروگاه‌های مستقل از شبکه: این نوع نیروگاه‌ها در مناطقی احداث می‌شوند که دسترسی به شبکه برق امکان‌پذیر نیست. این نیروگاه‌ها در زمان تابش خورشید و بسته به شدت تابش تولید برق خواهند داشت و در زمان‌هایی که تابش خورشید وجود ندارد بدون تولید باقی خواهند ماند. اگر کاربر نیازی به استفاده از برق تولیدی این سامانه‌ها در شرایط بدون تابش نداشته باشد، می‌تواند مستقیم از خروجی این سامانه‌ها استفاده کند. اما چنانچه کاربر نیاز داشته باشد در شرایط بدون تابش (مانند شب) از برق استفاده کند لازم است سامانه فتوولتائیک به باتری مجهز شود. این باتری در طول مدت‌زمان تابش خورشید برق تولیدی اضافه بر مصرف را در باتری ذخیره می‌کند و در شرایط عدم تابش (شب یا در شرایط ابری) امکان تامین برق را فراهم می‌کند.

در مناطقی که مصرف برق شبانه بیش از میزان ظرفیت تولیدی توسط نیروگاه فتوولتائیک است، در کنار این نیروگاه از نیروگاه‌های بادی یا دیزلی نیز می‌توان برای شارژ باتری استفاده کرد. این نوع نیروگاه‌ها را نیروگاه‌های هیبریدی می‌نامند. نیروگاه‌های مستقل از شبکه به دلیل ماهیت تولید برق توسط پنل‌های فتوولتائیک، که جریان برق DC تولید می‌کنند را می‌توان برای تجهیزاتی که نیاز به جریان DC دارند به صورت مستقل مورد استفاده قرار داد. به‌عنوان مثال، لامپ‌های LED را می‌توان به صورت مستقل با خروجی سامانه‌های خورشیدی مورد استفاده قرار داد. اما بسیاری از مصارف انرژی الکتریکی، صرفا با جریان متناوب یا AC کار می‌کنند. این سیستم‌ها نیازمند تبدیل جریان مستقیم به متناوب هستند. بنابرین بخشی از سیستم‌های مستقل از شبکه با استفاده از تجهیزی به نام اینورتر مصتقل از شبکه، توان خروجی خود را به جریان AC تبدیل می‌کنند تا برای کاربرد‌های عادی قابل استفاده باشد.

نیروگاه‌های متصل به شبکه: چنانچه دسترسی به شبکه برق امکان‌پذیر باشد می‌توان نیروگاه‌های فتوولتائیک را به شبکه برق متصل کرد. این دسته از نیروگاه‌های فتوولتائیک را متصل به شبکه یا On grid می‌نامند. برای اتصال نیروگاه‌های فتوولتائیک به شبکه برق، لازم است دامنه، فرکانس و فاز ولتاژ و جریان تولیدی نیروگاه‌ها دقیقا برابر با دامنه، فرکانس و فاز ولتاژ شبکه باشد. علاوه بر این، نیروگاه باید به صورت اتوماتیک در صورت قطع برق شبکه سراسری، تولید خود را متوقف کند. هماهنگی فرکانس، فاز و دامنه ولتاژ و همچنین جلوگیری از تولید برق در شرایط قطع شبکه که اصطلاحا «ضد جزیره‌ای شدن» نامیده می‌شود، توسط تجهیزی که اینورتر متصل به شبکه نامیده می‌شود تامین می‌شود.

مصرف بهینه برق

نیروگاه‌های فتوولتائیک می‌توانند به دو روش به شبکه برق سراسری متصل شوند. این دو روش با عناوین Net Metering و Feed In Tariff شناخته می‌شوند. در روش تزریق خالص شبکه یا Net Metering تولید نیروگاه فتوولتائیک ابتدا به مصرف داخلی مصرف‌کننده میرسد و مازاد آن به شبکه برق فروخته می‌شود. این روش اتصال برای حالتی مناسب است که نرخ برق مصرفی مشترکان شبکه سراسری در زمان‌های تولید برق خورشیدی، بالا‌‌ باشد. در این حالت مصرف برق تولیدی نیروگاه در محل مصرف می‌تواند به‌صرفه باشد.

در روش تعرفه تزریق به شبکه یا Feed In Tariff، نرخ مناسبی برای خرید برق تزریقی به شبکه تعیین می‌شود. در این شرایط تمام تولید نیروگاه فتوولتائیک به شبکه برق تزریق و فروخته می‌شود و مصرف مورد نیاز مصرف‌کننده نیز با استفاده از کنتور مستقل از شبکه برق خریداری می‌شود. این روش اتصال به شبکه برای حالتی مناسب است که نرخ برق مصرفی مشمول یارانه بوده و ارزان باشد. در این شرایط منطقی است مصرف‌کننده تمام تولید برق خود را به شبکه بفروشد و مصرف مورد نیاز خود را با نرخ ارزان از شبکه برق تهیه کند.