شرایط زمین برای احداث نیروگاه خورشیدی

انتخاب زمین مناسب، یکی از مهم‌ترین مراحل پیش از احداث نیروگاه خورشیدی است. زمین فقط باید مساحت کافی داشته باشد؛ عواملی مانند میزان تابش، شیب، وضعیت خاک، سایه‌اندازی، دسترسی به جاده، فاصله تا شبکه برق و شرایط قانونی نیز روی امکان اجرا و هزینه نهایی پروژه تاثیر می‌گذارند.

برای مثال، ممکن است زمینی ارزان و بزرگ باشد، اما فاصله زیاد آن از شبکه برق یا شیب نامناسب باعث شود هزینه اتصال و آماده‌سازی آن افزایش پیدا کند. به همین دلیل، پیش از خرید یا اجاره زمین باید آن را از نظر فنی، اقتصادی و حقوقی بررسی کرد.

در این مقاله، مهم‌ترین معیارهای انتخاب زمین برای نیروگاه خورشیدی را بررسی می‌کنیم و توضیح می‌دهیم برای ظرفیت‌های مختلف چه مقدار زمین نیاز است و هنگام خرید یا اجاره زمین باید به چه نکاتی توجه داشت.

شرایط زمین برای احداث نیروگاه خورشیدی چیست؟

زمین مناسب برای نیروگاه خورشیدی باید مجموعه‌ای از ویژگی‌های فیزیکی، اقلیمی و زیرساختی را داشته باشد. مهم‌ترین معیارها عبارت‌اند از:

• تابش خورشیدی مناسب و بدون سایه‌اندازی قابل توجه
• شیب کم و توپوگرافی مناسب
• خاک پایدار و مناسب برای نصب سازه
• مساحت کافی متناسب با ظرفیت نیروگاه
• دسترسی مناسب برای حمل تجهیزات
• فاصله منطقی از شبکه و پست برق
• وضعیت مالکیت و کاربری مشخص
• نبود محدودیت‌های جدی محیط زیستی یا قانونی
• امکان تامین آب یا استفاده از روش مناسب شست‌وشو و نظافت پنل‌ها، به خصوص در مناطق گردوغبارخیز

در واقع، صرفا بزرگ بودن زمین به معنی مناسب بودن آن نیست. برای مثال، ممکن است دو زمین با مساحت یکسان داشته باشیم، اما یکی به پست برق نزدیک باشد و دیگری چندین کیلومتر با شبکه فاصله داشته باشد. در چنین شرایطی زمین دوم ممکن است به دلیل هزینه بالای اتصال، گزینه اقتصادی ضعیف‌تری باشد.

از طرف دیگر، شکل زمین نیز اهمیت دارد. یک زمین مستطیلی و منظم معمولا امکان جانمایی بهتر پنل‌ها، مسیرهای دسترسی و تجهیزات را فراهم می‌کند؛ در حالی که زمین‌های بسیار نامنظم ممکن است بخشی از مساحت خود را به دلیل محدودیت در چیدمان از دست بدهند. NREL نیز در برآوردهای مربوط به زمین نیروگاه‌های خورشیدی، عواملی مانند آرایش پنل‌ها و فضای لازم برای تجهیزات و زیرساخت‌های داخلی را در مساحت مورد نیاز لحاظ می‌کند.

برای تهیه و خرید پنل خورشیدی کلیک کنید.

مساحت مورد نیاز برای نیروگاه خورشیدی

مقدار زمین مورد نیاز به ظرفیت نیروگاه، نوع پنل، نحوه چیدمان، نوع سازه و فاصله بین ردیف‌ها بستگی دارد. برای نیروگاه‌های فتوولتائیک زمینی، حدود ۱.۵ تا ۲ هکتار به ازای هر مگاوات را می‌توان به عنوان یک برآورد اولیه در نظر گرفت، اما این عدد ثابت نیست و طراحی پروژه می‌تواند نیاز زمین را کمتر یا بیشتر کند.

برای مقایسه، IRENA میانگین جهانی استفاده از زمین برای نیروگاه‌های خورشیدی فتوولتائیک مقیاس نیروگاهی را در سال ۲۰۲۱ حدود ۱.۹۴ هکتار به ازای هر مگاوات گزارش کرده است. NREL نیز برای نیروگاه‌های زمینی مقیاس بزرگ، بسته به نوع سیستم و شرایط پروژه، مقادیر متفاوتی را گزارش کرده است. بنابراین بهتر است اعداد جدول زیر صرفا برای برآورد اولیه استفاده شوند.

ظرفیت نیروگاه	زمین تقریبی مورد نیاز
۱۰ کیلووات	۱۵۰ تا ۲۰۰ مترمربع
۲۰ کیلووات	۳۰۰ تا ۴۰۰ مترمربع
۵۰ کیلووات	۷۵۰ تا ۱۰۰۰ مترمربع
۱۰۰ کیلووات	۱۵۰۰ تا ۲۰۰۰ مترمربع
۵۰۰ کیلووات	حدود ۰.۷۵ تا ۱ هکتار
۱ مگاوات	حدود ۱.۵ تا ۲ هکتار
۵ مگاوات	حدود ۷.۵ تا ۱۰ هکتار
۱۰ مگاوات	حدود ۱۵ تا ۲۰ هکتار
۲۰ مگاوات	حدود ۳۰ تا ۴۰ هکتار

این اعداد برای برآورد اولیه هستند و در طراحی نهایی باید فضای مورد نیاز برای پست، ترانسفورماتور، جاده‌های داخلی، فاصله ردیف‌ها، تجهیزات جانبی و محدودیت‌های ساختگاه نیز محاسبه شود. NREL نیز تاکید می‌کند که مساحت کل پروژه فقط به سطح اشغال مستقیم پنل‌ها محدود نیست و فضاهای بین ردیف‌ها، مسیرهای دسترسی و سایر زیرساخت‌ها نیز در مساحت کل سایت نقش دارند.

مهم‌ترین شرایط زمین نیروگاه خورشیدی

شیب زمین

زمین صاف یا دارای شیب ملایم معمولا گزینه مناسب‌تری برای احداث نیروگاه خورشیدی است. شیب زیاد می‌تواند هزینه تسطیح، اجرای فونداسیون و نصب سازه را افزایش دهد و طراحی ردیف‌های پنل و مسیر حرکت آب باران روی زمین را پیچیده‌تر کند. در زمین‌های شیب‌دار، آب باران می‌تواند با سرعت بیشتری به سمت نقاط پایین‌تر حرکت کند و در صورت مدیریت نامناسب، باعث فرسایش خاک یا تجمع آب شود. بنابراین شیب زمین، نحوه حرکت آب باران و وضعیت زهکشی باید در ارزیابی ساختگاه بررسی شوند.

در بسیاری از مطالعات مکان‌یابی، شیب حدود ۵ درجه یا کمتر به عنوان محدوده مناسب برای غربالگری اولیه پروژه‌های فتوولتائیک در نظر گرفته می‌شود؛ با این حال، ۵ درجه یک حد مطلق برای احداث نیروگاه نیست. امکان اجرای پروژه در شیب‌های بیشتر به نوع سازه، توپوگرافی، هزینه آماده‌سازی و طراحی پروژه بستگی دارد.

شکل و ابعاد زمین

زمین منظم و یکپارچه، امکان چیدمان بهتر پنل‌ها و ایجاد مسیرهای دسترسی را فراهم می‌کند. زمین‌های باریک یا نامنظم ممکن است بخشی از مساحت خود را عملا از دست بدهند.

کیفیت خاک

خاک باید از نظر پایداری، ظرفیت باربری و احتمال فرسایش یا نشست بررسی شود. در پروژه‌های بزرگ، مطالعات ژئوتکنیک می‌تواند از بروز مشکلات سازه‌ای و هزینه‌های اضافی جلوگیری کند. علاوه بر ظرفیت باربری، شرایط زهکشی و تراکم خاک نیز اهمیت دارد. آب باران بخشی از مسیر خود را روی سطح زمین طی می‌کند و بخشی نیز در خاک نفوذ می‌کند؛ بنابراین وضعیت خاک، پوشش سطح زمین و شیب می‌توانند بر میزان و مسیر حرکت آب باران در سایت نیروگاه تاثیر بگذارند. مطالعات NREL نیز این عوامل را در بررسی مدیریت آب باران در نیروگاه‌های خورشیدی زمینی مهم می‌داند. 

سایه‌اندازی

درختان، ساختمان‌ها، کوه‌ها و سایر موانع می‌توانند میزان تابش دریافتی پنل‌ها را کاهش دهند. بنابراین بهتر است زمین از موانع سایه‌انداز مهم برخوردار نباشد و وضعیت سایه در طول سال بررسی شود. در بررسی ساختگاه باید فقط سایه فعلی را در نظر نگرفت؛ رشد درختان یا احداث ساختمان در اطراف زمین نیز می‌تواند در آینده روی تولید نیروگاه تاثیر بگذارد.

دسترسی به جاده

وجود مسیر مناسب برای انتقال پنل، سازه، ترانسفورماتور و سایر تجهیزات ضروری است. دسترسی ضعیف می‌تواند هزینه حمل و اجرای پروژه را افزایش دهد. در پروژه‌های بزرگ باید امکان ورود وسایل نقلیه سنگین و تجهیزات حجیم نیز بررسی شود؛ بنابراین صرف وجود یک جاده در نزدیکی زمین کافی نیست.

نزدیکی به شبکه برق

نزدیکی به خط یا پست برق یک مزیت مهم است، اما صرفا فاصله جغرافیایی کافی نیست. باید ظرفیت شبکه برای پذیرش برق تولیدی نیز بررسی و امکان اتصال به صورت رسمی استعلام شود. به همین دلیل، ممکن است زمین نزدیک یک خط برق باشد اما به دلیل محدودیت ظرفیت شبکه یا نیاز به ایجاد زیرساخت جدید، هزینه اتصال آن بالا باشد.

شما می‌توانید برای مشاوره و اخذ نمایندگی پنل خورشیدی به سایت سولار دماوند مراجعه کنید.

شرایط اقلیمی مناسب برای زمین نیروگاه خورشیدی

میزان تابش خورشیدی، یکی از مهم‌ترین عوامل اقلیمی در انتخاب زمین است. با این حال، دما، گردوغبار، باد، بارندگی و احتمال سیلاب نیز باید بررسی شوند. مناطق دارای منابع خورشیدی مناسب می‌توانند تولید بیشتری داشته باشند، اما دمای بالای سلول‌های خورشیدی معمولا باعث کاهش راندمان لحظه‌ای پنل می‌شود؛ بنابراین اثر دما باید در برآورد تولید سالانه لحاظ شود.

در مناطق خشک و گردوغبار خیز نیز باید هزینه و امکان شست‌وشوی پنل‌ها در نظر گرفته شود. اگر تامین آب دشوار باشد، می‌توان روش‌های مختلف نظافت و مدیریت آلودگی سطح پنل را در طراحی و ارزیابی اقتصادی بررسی کرد.

همچنین زمین نباید در مسیر اصلی حرکت آب باران یا منطقه‌ای با خطر بالای سیلاب قرار داشته باشد. در زمین‌های شیب‌دار، آب باران می‌تواند روی سطح زمین به سمت نقاط پایین‌تر حرکت کند و در صورت مدیریت نامناسب، باعث فرسایش خاک، تجمع آب یا آسیب به مسیرهای دسترسی و زیرساخت‌های نیروگاه شود. بنابراین مسیر حرکت آب باران و وضعیت زهکشی زمین باید متناسب با توپوگرافی و شرایط بارندگی ساختگاه بررسی شود. 

شرایط قانونی و مالکیت زمین برای احداث نیروگاه خورشیدی

پیش از خرید زمین، وضعیت سند، مالکیت، کاربری و محدودیت‌های قانونی آن باید بررسی شود. وجود چند مالک، اختلاف ثبتی یا محدودیت کاربری می‌تواند پروژه را متوقف یا طولانی کند.

در مورد زمین‌های کشاورزی نیز نباید تنها بر اساس قیمت و مساحت تصمیم گرفت؛ امکان استفاده از زمین برای پروژه و مجوزهای مورد نیاز باید پیش از قرارداد قطعی بررسی شود. مقررات مربوط به واگذاری و استفاده از اراضی برای نیروگاه‌های تجدیدپذیر نیز باید از مراجع رسمی و بر اساس مقررات جاری پروژه بررسی شود.

همچنین باید حریم خطوط برق، جاده‌ها، مناطق حفاظت‌شده و سایر محدودیت‌های محیط زیستی بررسی شوند.

چگونه زمین مناسب برای نیروگاه خورشیدی انتخاب کنیم؟

برای انتخاب ساختگاه مناسب، بهتر است مراحل زیر را دنبال کنید:

۱. ظرفیت نیروگاه را مشخص کنید: مقدار زمین مورد نیاز مستقیما به ظرفیت پروژه وابسته است.

۲. تابش منطقه را بررسی کنید: داده‌های تابش و تولید احتمالی نیروگاه را برای محل موردنظر بررسی کنید.

۳. وضعیت فنی زمین را بسنجید: شیب، خاک، شکل زمین، سایه‌اندازی، زهکشی و خطر سیلاب را بررسی کنید.

۴. شبکه برق را استعلام کنید: نزدیک بودن خط برق کافی نیست و باید ظرفیت اتصال نیز تایید شود.

۵. وضعیت حقوقی را بررسی کنید: سند، مالکیت، کاربری و محدودیت‌های قانونی پیش از خرید مشخص شوند.

۶. هزینه آماده‌سازی را محاسبه کنید: تسطیح، جاده، فنس، خط اتصال و تجهیزات جانبی می‌توانند هزینه پروژه را افزایش دهند.

در نهایت، بهترین زمین لزوما ارزان‌ترین زمین نیست. زمینی مناسب‌تر است که میان تابش مناسب، مساحت کافی، شرایط فنی مطلوب، وضعیت حقوقی روشن و هزینه اتصال قابل قبول تعادل ایجاد کند.

جهت خرید و تهیه پمپ آب خورشیدی کلیک کنید.

جمع‌بندی

انتخاب ساختگاه مناسب یکی از پایه‌های اصلی موفقیت یک نیروگاه خورشیدی است. مساحت کافی، تابش مناسب، شیب کم، خاک پایدار، نبود سایه، دسترسی جاده‌ای و نزدیکی به شبکه برق از مهم‌ترین عوامل فنی هستند؛ در کنار این موارد، مالکیت، کاربری و امکان دریافت مجوز نیز باید پیش از تصمیم نهایی بررسی شوند.

بهترین رویکرد این است که پیش از خرید زمین، یک ارزیابی اولیه فنی و اقتصادی انجام شود و چند گزینه مختلف با یکدیگر مقایسه شوند. این کار کمک می‌کند زمینی انتخاب شود که علاوه بر داشتن شرایط مناسب برای نصب پنل‌ها، هزینه اتصال و آماده‌سازی قابل قبولی نیز داشته باشد.

در نهایت، شرایط زمین نیروگاه خورشیدی برای هر پروژه می‌تواند متفاوت باشد؛ بنابراین اعداد مربوط به مساحت، شیب یا فاصله شبکه را نباید بدون بررسی ساختگاه به عنوان معیار قطعی در نظر گرفت. ارزیابی دقیق محل پیش از سرمایه‌گذاری، یکی از بهترین راه‌ها برای کاهش ریسک و جلوگیری از هزینه‌های پیش‌بینی‌نشده است.

سوالات متداول