تأمین پایدار برق یکی از الزامات اصلی توسعه صنعتی، افزایش بهره‌وری و حفظ رقابت‌پذیری بنگاه‌های اقتصادی است. در سال‌های اخیر، ناترازی میان تولید و مصرف برق در ایران به یکی از چالش‌های مهم بخش انرژی تبدیل شده است؛ چالشی که پیامدهای آن در قالب محدودیت تأمین برق صنایع، کاهش ظرفیت تولید، افزایش هزینه‌های عملیاتی و اختلال در زنجیره تأمین نمایان می‌شود. تداوم این وضعیت می‌تواند برنامه‌ریزی برای توسعه ظرفیت‌های صنعتی و جذب سرمایه‌گذاری‌های جدید را نیز با دشواری مواجه کند.
در چنین شرایطی، توسعه انرژی‌های تجدیدپذیر، به‌ویژه نیروگاه‌های خورشیدی و بادی، به‌عنوان یکی از راهکارهای افزایش ظرفیت تولید برق و کاهش فشار بر شبکه سراسری مورد توجه قرار گرفته است. این منابع، علاوه بر امکان تأمین بخشی از نیاز برق صنایع، می‌توانند به کاهش مصرف سوخت‌های فسیلی، تنوع‌بخشی به سبد انرژی و افزایش انعطاف‌پذیری نظام تأمین برق کمک کنند.
در ۵ شهریورماه ۱۴۰۵، از افزایش ۱۵برابری ظرفیت نیروگاه‌های خورشیدی تهران و افتتاح بزرگ‌ترین نیروگاه خورشیدی سقفی کشور در پاکدشت خبر داده شد. این رویداد نشان‌دهنده گسترش استفاده از ظرفیت سقف ساختمان‌ها و واحدهای صنعتی برای تولید برق خورشیدی است و ضرورت بررسی نقش نیروگاه‌های پشت‌بامی و زمین‌محور در تأمین برق صنایع را برجسته می‌کند.
بااین‌حال، افزایش ظرفیت نصب‌شده نیروگاه‌های تجدیدپذیر به‌تنهایی به معنای رفع ناترازی برق نیست. میزان اثرگذاری این نیروگاه‌ها به زمان تولید، الگوی مصرف صنایع، ظرفیت شبکه انتقال و توزیع، امکان ذخیره‌سازی انرژی و شرایط اقتصادی سرمایه‌گذاری وابسته است.
این گزارش، با تمرکز بر وضعیت ایران، ظرفیت انرژی‌های تجدیدپذیر در تأمین برق صنایع، نقش ذخیره‌سازها، موانع توسعه و راهکارهای اجرایی کاهش ناترازی برق را بررسی می‌کند.
بخش صنعت همواره موتور پیشران رشد اقتصادی و ارزش‌افزوده کشور محسوب می‌شود. بر اساس آمارهای استخراج‌شده از ترازنامه انرژی و گزارش‌های رسمی شرکت توانیر در شش‌ماهه نخست سال ۱۴۰۴، مصرف برق بخش صنعت، با سهمی حدود ۳۴٫۶ درصد از کل مصرف نهایی انرژی الکتریکی کشور، در میان تمامی بخش‌ها رتبه نخست را دارد؛ این سهم حتی از بخش خانگی با ۳۱ درصد نیز بیشتر است. میزان مصرف سالانه این بخش از مرز ۱۱۰ میلیارد کیلووات‌ساعت عبور می‌کند[1]. بیش از دوسوم این انرژی توسط صنایع بزرگ و انرژی‌برِ متصل به شبکه‌های انتقال و فوق‌توزیع، نظیر زنجیره فولاد، سیمان و پتروشیمی، مصرف می‌شود و مابقی به صنایع کوچک و متوسط (SMEs) مستقر در شهرک‌های صنعتی اختصاص دارد.
در طول پنج سال گذشته، تقاضای برق در بخش صنعت با رشد سالانه ۴ تا ۵ درصدی همراه بوده است. این جهش تقاضا در حالی رخ داده است که توان عملی تولید قابل‌اتکای شبکه سراسری، به‌دلیل محدودیت‌های سرمایه‌گذاری، کاهش بازده نیروگاه‌های حرارتی سنتی و فرسودگی زیرساخت‌ها، امکان هم‌پایی با شیب مصرف را نداشته است. برآیند این ناهمخوانی، شکل‌گیری ناترازی‌های سنگین در پیک تابستان بوده است؛ به‌گونه‌ای که این ناترازی‌ها در سال‌های اخیر از محدوده ۱۵۰۰۰ تا ۲۰۰۰۰ مگاوات فراتر رفته‌اند.
با توجه به سیاست حاکمیتی مبنی بر حفظ پایداری بار خانگی به‌عنوان اولویت، فشار اصلی مدیریت بار و جبران کسری بر دوش بخش صنعت افتاده است. این محدودیت‌ها در قالب سه روش اعمال می‌شوند:
کاهش اجباری دیماند (Peak Clipping): الزام صنایع بزرگ به کاهش بار تا ۵۰ تا ۸۰ درصد دیماند قراردادی در ساعات اوج بار.
برنامه خاموشی شهرک‌های صنعتی: تعطیلی برنامه‌ریزی‌شده یک تا دو روز در هفته برای صنایع کوچک و متوسط.
انتقال اجباری شیفت تولید: سوق دادن خطوط تولید به ساعات کم‌بار شبانه.
ابعاد این بحران در فصل زمستان نیز تکرار می‌شود؛ چراکه با افزایش مصرف گاز در بخش خانگی، تخصیص گاز به نیروگاه‌های حرارتی محدود شده و ناترازی از یک چالش فصلی تابستانه به یک بحران متناوب دو‌فصله تبدیل شده است.
برای ارزیابی نحوه پوشش این ناترازی، الگوی مصرف صنایع را می‌توان در سه دسته اصلی خلاصه کرد:
صنایع ۲۴ساعته با بار مسطح (Flat Load Profile): شامل فولادسازی، مس، آلومینیوم، سیمان و پتروشیمی. این صنایع دارای ضریب بار بالا (۰٫۸۵ تا ۰٫۹۵) و خطوط تولید پیوسته هستند و حساسیت فوق‌العاده بالایی به قطع ناگهانی جریان برق دارند.
صنایع شیفتی و روزانه (Day-time Load Profile): شامل قطعه‌سازی، ماشین‌سازی و صنایع فلزی سبک مستقر در شهرک‌های صنعتی. فعالیت این صنایع عمدتاً در ساعات کاری روز، از ۰۸:۰۰ تا ۱۷:۰۰، متمرکز است و در ساعات شبانه، بار مصرفی آن‌ها به حداقل می‌رسد.
صنایع با بار فصلی و برودتی (Seasonal Load Profile): شامل صنایع غذایی، دارویی و سردخانه‌ها که تقاضای آن‌ها در ماه‌های گرم سال، به‌دلیل اوج‌گیری فعالیت چیلرها و سیستم‌های برودتی، به‌شدت افزایش می‌یابد.
بررسی پروفایل تقاضای برق نشان می‌دهد که میزان آسیب‌پذیری صنایع در برابر قطع برق، بیش از آنکه تابع حجم مصرف باشد، به پیوستگی فرایند تولید، امکان توقف و راه‌اندازی مجدد و حساسیت محصولات و تجهیزات به قطع برق وابسته است. در این میان، صنایع دارای فرایندهای پیوسته و بار تقریباً ۲۴ساعته، مانند فولاد، مس، آلومینیوم و پتروشیمی، از بالاترین آسیب‌پذیری برخوردارند؛ زیرا قطع برق می‌تواند مستقیماً موجب توقف فرایند، کاهش تولید و تحمیل هزینه‌های راه‌اندازی مجدد شود.
پس از آن، صنایع دارای بار فصلی و برودتی، مانند صنایع غذایی، دارویی و سردخانه‌ها، به‌دلیل حساسیت تجهیزات سرمایشی و محصولات، در برابر قطعی برق آسیب‌پذیر هستند. صنایع شیفتی و روزانه نیز، با وجود تأثیرپذیری مستقیم از خاموشی، به‌دلیل امکان توقف و راه‌اندازی مجدد و کاهش مصرف در ساعات غیرکاری، انعطاف‌پذیری بیشتری دارند.
بنابراین، اولویت استفاده از انرژی خورشیدی صرفاً بر مبنای میزان مصرف برق تعیین نمی‌شود؛ بلکه باید هم‌زمان میزان آسیب‌پذیری صنعت در برابر قطعی و میزان انطباق زمان مصرف آن با ساعات تولید برق خورشیدی نیز در نظر گرفته شود. این دو عامل، مبنای اصلی بررسی قابلیت استفاده از نیروگاه خورشیدی در صنایع مختلف و انتخاب راهکار مناسب، ازجمله تولید مستقیم برق یا استفاده از ذخیره‌ساز، خواهند بود.
نیروگاه خورشیدی، به‌عنوان یک فناوری متکثر و پراکنده (Distributed Generation)، دارای ویژگی‌های منحصربه‌فردی است که آن را به گزینه‌ای کلیدی برای جبران کسری برق صنایع تبدیل می‌کند. این ظرفیت‌ها را می‌توان در چهار محور اصلی تحلیل کرد (جدول ۱):
۱. تطابق زمانی منحنی تولید با پیک تقاضا (Peak Shaving)
انطباق تابش خورشید با بار سرمایشی و کاری: بیشترین میزان تولید نیروگاه خورشیدی در بازه زمانی ۱۰:۰۰ تا ۱۶:۰۰ رخ می‌دهد. این ساعات دقیقاً با اوج تقاضای بار سرمایشی شبکه سراسری و شیفت کاری اصلی صنایع کشور منطبق است.
کاهش فشار بر دیسپاچینگ: تزریق برق خورشیدی در این ساعات، نیاز صنعت به دریافت توان از شبکه در ساعات بحرانی را کاهش داده و میزان «پیک‌سایی» را افزایش می‌دهد.
۲. پتانسیل زیرساختی سقف سوله‌ها (Rooftop PV)
عدم نیاز به زمین و تسطیح: وجود ده‌ها هزار سوله صنعتی در شهرک‌های صنعتی کشور، بستر آماده‌ای برای نصب پنل‌های خورشیدی فراهم کرده است.
حذف هزینه‌های تملک و انتقال: نصب نیروگاه‌های پشت‌بامی به خرید زمین، تغییر کاربری یا احداث خطوط انتقال طولانی نیاز ندارد و برق تولیدی مستقیماً در محل مصرف (Off-Grid) استفاده می‌شود.
۳. سرعت بالای احداث و بهره‌برداری (Short Lead Time)
دوره ساخت کوتاه: در مقایسه با نیروگاه‌های حرارتی یا سیکل ترکیبی، که احداث آن‌ها سه تا پنج سال زمان می‌برد، یک نیروگاه خورشیدی مگاواتی می‌تواند ظرف ۶ تا ۱۲ ماه احداث و به بهره‌برداری برسد.
قابلیت توسعه مدولار (Modular Scaling): صنایع می‌توانند ظرفیت خورشیدی خود را به‌صورت مرحله‌ای و متناسب با نقدینگی خود توسعه دهند.
۴. ظرفیت‌های مقرراتی و اعتبارات سبز
رفع تکالیف قانونی: پوشش الزامات ماده ۱۶ قانون جهش تولید دانش‌بنیان، ازجمله تأمین ۵ درصد برق از منابع تجدیدپذیر.
معافیت‌های دیسپاچینگی: امکان معافیت از محدودیت‌ها و خاموشی‌های اجباری شبکه در تابستان، به میزان تولید برق سبز.
در کنار ظرفیت‌های فوق، نیروگاه خورشیدی با محدودیت‌های ذاتی و محیطی روبه‌رو است که اتکای صددرصدی صنایع به آن را غیرممکن یا پرهزینه می‌سازد:
۱. عدم تداوم تولید در شب و ماهیت نوسانی (Intermittency)
محدودیت ساعات تولید (ضریب ظرفیت پایین): ضریب ظرفیت نیروگاه‌های خورشیدی در ایران بین ۲۰ تا ۲۵ درصد است؛ یعنی تولید صرفاً به ساعات آفتابی محدود بوده و در ساعات شبانه صفر است.
نیاز به BESS برای بار ۲۴ساعته: صنایع ۲۴ساعته، مانند فولاد و پتروشیمی، برای استفاده شبانه از برق خورشیدی به سیستم‌های ذخیره‌ساز انرژی، ازجمله باتری، نیازمند هستند. این امر هزینه اولیه (CAPEX) پروژه را ۲ تا ۳ برابر افزایش می‌دهد.
۲. چالش‌های فنی سقف سوله‌ها و سازه‌ها
محدودیت بار مرده و بار باد: سازه سقف بسیاری از سوله‌های قدیمی امکان تحمل بار اضافی پنل‌ها و سازه مربوط به آن‌ها، به میزان حدود ۱۵ تا ۲۵ کیلوگرم بر مترمربع، را نداشته و نیازمند مقاوم‌سازی است.
ریسک‌های ایمنی و آتش‌سوزی: رعایت الزامات سخت‌گیرانه مربوط به سیستم‌های ارتینگ، صاعقه‌گیر و منطقه‌بندی ایمنی در صنایع شیمیایی و پتروشیمی ضروری است.
۳. استهلاک محیطی و افت بازدهی (Soiling Index)
تجمع آلاینده‌های صنعتی: در شهرک‌های صنعتی، نشست ذرات معلق، غبار چرب و آلاینده‌های شیمیایی روی پنل‌ها، بازدهی خروجی را به‌شدت کاهش می‌دهد.
هزینه تعمیر و نگهداری: شست‌وشوی دوره‌ای و منظم پنل‌ها در مناطق خشک و صنعتی، هزینه‌های بهره‌برداری را افزایش می‌دهد.
۴. کیفیت توان و مسائل اتصال به شبکه (Power Quality)
هارمونیک‌ها و نوسانات ولتاژ: عبور ناگهانی ابرها باعث افت‌وخیز سریع توان خروجی می‌شود. همچنین، خروجی اینورترها ممکن است میزان تزریق هارمونیک به شبکه داخلی کارخانه را افزایش دهد.
تزریق معکوس توان (Reverse Power Flow): در روزهای تعطیل، که مصرف کارخانه پایین است، تزریق برق مازاد به شبکه توزیع شهرک می‌تواند باعث افزایش ولتاژ باس‌بار و قطع حفاظتی اینورترها شود.
۱. چالش سرمایه‌گذاری اولیه و عدم دسترسی به منابع مالی
ارزبری قابل‌توجه: تجهیزات اصلی، شامل پنل‌ها و اینورترها، برای واردات به ارز نیاز دارند و نوسانات نرخ ارز، پیش‌بینی‌پذیری مالی طرح را دشوار می‌کند.
کمبود تسهیلات کم‌بهره: محدودیت منابع بانکی و منابع صندوق توسعه ملی برای اجرای طرح‌های خودتأمین صنعتی.
۲. چالش اعتمادسازی در قطع فیدرها توسط دیسپاچینگ
عملکرد حفاظتی Anti-Islanding: هنگامی که دیسپاچینگ منطقه‌ای، به‌دلیل مدیریت بار، فیدر اصلی شهرک صنعتی را قطع می‌کند، اینورترهای خورشیدی نیز به‌دلایل ایمنی به‌طور خودکار خاموش می‌شوند. این امر باعث می‌شود حتی صنایع دارای نیروگاه خورشیدی نیز، در صورت ایجاد نشدن فیدر اختصاصی یا ریزشبکه (Microgrid)، برق خود را از دست بدهند.
جدول 1– ماتریس جمع‌بندی ظرفیت‌ها در برابر محدودیت‌ها
| محور بررسی | ظرفیت‌ها و فرصت‌ها | محدودیت‌ها و چالش‌ها | دلالت برای تأمین برق صنایع |
| ظرفیت تولید برق | امکان احداث نیروگاه در مقیاس‌های مختلف متناسب با نیاز صنعت | وابستگی تولید به شدت تابش و ساعات آفتابی | تأمین بخشی از تقاضای برق متناسب با ظرفیت نصب‌شده و شرایط تابش |
| تطابق با الگوی مصرف | امکان تأمین مستقیم برق در ساعات روز و کاهش برداشت از شبکه | عدم تطابق کامل تولید خورشیدی با ساعات مصرف برخی صنایع | تناسب بیشتر برای صنایعی که مصرف روزانه قابل‌توجهی دارند |
| فضای نصب نیروگاه | استفاده از سقف سوله‌ها، پارکینگ‌ها و زمین‌های در دسترس صنایع | محدودیت مساحت، سایه‌اندازی و الزامات سازه‌ای و ایمنی | ظرفیت نصب به شرایط فیزیکی و موقعیت هر واحد صنعتی وابسته است |
| تأمین برق پیوسته | کاهش بخشی از نیاز روزانه به برق شبکه | توقف تولید خورشیدی در شب و افت تولید در شرایط نامساعد جوی | برای صنایع پیوسته، نیاز به برق شبکه یا منابع مکمل باقی می‌ماند |
| ذخیره‌سازی انرژی | امکان انتقال بخشی از برق تولیدی به ساعات غیرآفتابی | هزینه سرمایه‌گذاری، محدودیت ظرفیت و عمر ذخیره‌سازها | افزایش انعطاف‌پذیری تأمین برق، مشروط به توجیه اقتصادی |
| مدیریت بار و تولید | امکان انتقال برخی فعالیت‌ها به ساعات تولید خورشیدی | محدودیت جابه‌جایی بار در فرایندهای پیوسته و حساس | افزایش بهره‌برداری از برق خورشیدی در صنایع دارای بار انعطاف‌پذیر |
|
هزینه تأمین برق |
کاهش احتمالی هزینه خرید برق از شبکه و تنوع‌بخشی به منابع تأمین | هزینه اولیه احداث، تأمین مالی و هزینه‌های نگهداری | توجیه اقتصادی به هزینه سرمایه‌گذاری، الگوی مصرف و ارزش برق جایگزین وابسته است |
| اتصال به شبکه | امکان استفاده هم‌زمان از برق خورشیدی و شبکه سراسری | محدودیت ظرفیت اتصال، الزامات فنی و مقررات بهره‌برداری | توسعه نیروگاه باید با ظرفیت شبکه و شرایط اتصال هماهنگ باشد |
| پایداری تولید صنعتی | کاهش بخشی از وابستگی به شبکه و امکان تأمین محلی برق | وابستگی تولید خورشیدی به شرایط محیطی و نبود تضمین تأمین پیوسته | خورشیدی به‌تنهایی جایگزین مطمئن برق شبکه برای همه صنایع نیست |
| مقیاس توسعه | امکان اجرای مرحله‌ای نیروگاه متناسب با ظرفیت و نیاز واحد صنعتی | محدودیت منابع مالی، زمین و زیرساخت‌های اجرایی | اولویت‌بندی پروژه‌ها بر اساس نیاز برق و ظرفیت اجرایی هر واحد ضروری است |
تأثیر ناترازی برق بر صنایع مختلف یکسان نیست و میزان وابستگی هر صنعت به برق، متناسب با نوع فرایند تولید، حجم مصرف و نحوه بهره‌برداری از تجهیزات، متفاوت است. ازاین‌رو، بررسی امکان استفاده از انرژی خورشیدی نیز باید با توجه به ویژگی‌های هر گروه صنعتی انجام شود.
در این گزارش، تمرکز اصلی بر صنایع با مصرف برق بالا و نقش قابل‌توجه در مصرف برق صنعتی کشور است. در این چارچوب، فولاد، آلومینیوم، مس، سیمان، پتروشیمی و صنایع شیمیایی، پالایشگاه‌ها، فرآوری مواد معدنی و سایر صنایع فلزی در کانون بررسی قرار می‌گیرند. در کنار این صنایع، برخی صنایع با مصرف متوسط، اما دارای بار روزانه یا سرمایشی قابل‌توجه، مانند صنایع غذایی، نیز می‌توانند به‌عنوان گروه مکمل مورد توجه قرار گیرند.
هدف از این انتخاب، تعیین قطعی «مناسب‌ترین» صنعت نیست، بلکه مشخص‌کردن گروه‌هایی است که بیشترین اهمیت را در بررسی نقش انرژی خورشیدی در تأمین برق صنعت دارند.
قابلیت استفاده از نیروگاه خورشیدی در یک واحد صنعتی، تنها به میزان مصرف برق آن وابسته نیست. مهم‌ترین عامل، نحوه توزیع مصرف در طول شبانه‌روز و میزان انطباق آن با ساعات تولید برق خورشیدی است.
صنایعی که بخش قابل‌توجهی از مصرف آن‌ها در ساعات روز اتفاق می‌افتد، امکان استفاده مستقیم‌تری از برق خورشیدی دارند. در این حالت، برق تولیدشده می‌تواند بدون نیاز به ذخیره‌سازی، در محل مصرف مورد استفاده قرار گیرد و بخشی از برداشت واحد صنعتی از شبکه کاهش یابد.
در مقابل، در صنایعی که فرایند تولید به‌صورت پیوسته در شبانه‌روز انجام می‌شود، نیروگاه خورشیدی نمی‌تواند به‌تنهایی نیاز برق واحد را پوشش دهد. در این شرایط، نیروگاه خورشیدی عمدتاً نقش تأمین‌کننده بخشی از بار روزانه را خواهد داشت و برای ساعات غیرآفتابی، همچنان به شبکه یا منابع مکمل نیاز است.
عامل دیگر، قابلیت جابه‌جایی مصرف است. در برخی فرایندهای صنعتی، بخشی از فعالیت‌ها، مانند پمپاژ، خردایش، برخی عملیات فرآوری یا بارهای جانبی، را می‌توان تا حدی با ساعات تولید برق خورشیدی هماهنگ کرد. هرچه این انعطاف‌پذیری بیشتر باشد، امکان استفاده مؤثرتر از ظرفیت خورشیدی نیز افزایش می‌یابد.
همچنین، فضای قابل‌استفاده برای احداث نیروگاه اهمیت دارد. واحدهایی که دارای زمین مناسب، سقف‌های صنعتی گسترده یا زیرساخت‌های لازم برای نصب تجهیزات هستند، می‌توانند ظرفیت خورشیدی بیشتری در محل خود ایجاد کنند. در مقابل، محدودیت زمین، سایه‌اندازی، محدودیت سازه‌ای سقف و ظرفیت اتصال به شبکه می‌توانند توسعه نیروگاه را محدود کنند.
جدول 2- بارهای اصلی برق‌بر و محدودیت اصلی
| گروه صنعتی | بارهای اصلی برق‌بر | بخش‌هایی که می‌توانند مستقیماً از خورشیدی استفاده کنند | محدودیت اصلی |
| فولاد | کوره قوس الکتریکی، کوره القایی، نورد، ریخته‌گری، پمپ‌ها و فن‌ها | بخشی از بار کوره و تجهیزات تولید + نورد و بارهای جانبی در ساعات تولید خورشیدی؛ همچنین روشنایی، اداری و تأسیسات | نوسان شدید توان در کوره‌های قوس الکتریکی و نیاز به کیفیت و پایداری بالای توان |
| آلومینیوم | سلول‌های الکترولیز، ریخته‌گری و تجهیزات جانبی | بخشی از بار فرایندی به‌صورت هم‌زمان با تولید خورشیدی و همچنین بارهای جانبی | فرایند الکترولیز پیوسته و بسیار حساس به قطع یا افت برق |
| مس | کوره‌ها، الکترولیز، نورد، پمپ و تجهیزات فرآوری | بخشی از بارهای فرایندی و تقریباً تمام بارهای جانبی در صورت وجود ظرفیت خورشیدی کافی | پیوستگی بخشی از فرایند و نیاز به برق پایدار |
| سیمان | آسیاب مواد، آسیاب سیمان، فن‌ها، نوار نقاله، پمپ‌ها و تجهیزات انتقال | بخش قابل‌توجهی از بار الکتریکی کارخانه، از جمله آسیاب‌ها و تجهیزات موتوری، در ساعات روز | امکان‌پذیری جابه‌جایی برخی بارها و محدودیت تولید خورشیدی در شب |
| پتروشیمی و صنایع شیمیایی | کمپرسورها، پمپ‌ها، فن‌ها، تجهیزات فرایندی و کنترل | بارهای فرایندی و تأسیساتی در ساعات تابش، علاوه بر بارهای عمومی | فرایندهای پیوسته، حساسیت عملیاتی و ضرورت تأمین برق پایدار |
| پالایشگاه‌ها | پمپ‌ها، کمپرسورها، فن‌ها، تجهیزات فرایندی و کنترل | بخشی از بار فرایندی و تأسیسات در ساعات خورشیدی | فعالیت پیوسته و اهمیت بالای قابلیت اطمینان برق |
| فرآوری مواد معدنی | سنگ‌شکن، آسیاب، نوار نقاله، پمپ و تجهیزات فرآوری | بخش زیادی از بار موتوری در صورت هم‌زمانی تولید و مصرف | وابستگی به برنامه تولید و امکان‌پذیری مدیریت بار |
| صنایع غذایی | خطوط فرآوری، موتور، پمپ، تجهیزات سرمایشی و سردخانه | بار خطوط تولید، چیلرها و سردخانه‌ها در ساعات روز، علاوه بر مصارف عمومی | افزایش بار سرمایشی در فصل گرم و نیاز به تأمین برق خارج از ساعات تابش |
جدول ۲ نشان می‌دهد که استفاده مستقیم از برق خورشیدی در صنایع بزرگ به ساختمان‌های اداری و انبارها محدود نیست. برای نمونه، در یک کارخانه فولاد، نیروگاه خورشیدی می‌تواند بخشی از برق موردنیاز تجهیزات تولید را نیز تأمین کند؛ بااین‌حال، در بارهایی مانند کوره قوس الکتریکی، کیفیت توان، نوسانات سریع توان و هماهنگی با شبکه اهمیت ویژه‌ای پیدا می‌کند. پژوهش‌های جدید نیز به‌طور مشخص به بررسی ادغام سامانه‌های فتوولتائیک با فرایند فولادسازی مبتنی بر کوره قوس الکتریکی پرداخته‌اند.
در صنعت سیمان نیز نمونه عملی اتصال نیروگاه خورشیدی به شبکه داخلی کارخانه وجود دارد که نشان می‌دهد برق خورشیدی می‌تواند مستقیماً برای تأمین بارهای کارخانه مصرف شود و صرفاً به ساختمان‌های اداری اختصاص ندارد.
بر مبنای ساختار بار، صنایع را می‌توان از منظر نحوه استفاده از انرژی خورشیدی به سه وضعیت کلی تقسیم کرد.
در صنایع دارای بار فرایندی قابل‌توجه در ساعات روز، مانند برخی واحدهای سیمان و فرآوری مواد معدنی، امکان مصرف مستقیم برق خورشیدی برای تجهیزات اصلی تولید وجود دارد. در این شرایط، تولید خورشیدی می‌تواند مستقیماً جایگزین بخشی از برق خریداری‌شده از شبکه شود.
در صنایع با بار بسیار سنگین و پیوسته، مانند فولاد، آلومینیوم، مس، پتروشیمی و پالایشگاه‌ها، نیروگاه خورشیدی نیز می‌تواند به بار اصلی کارخانه متصل شود؛ اما معمولاً نمی‌تواند تمام نیاز فرایندی را در تمام ساعات پوشش دهد. در این صنایع، نیروگاه خورشیدی بیشتر نقش تأمین‌کننده بخشی از بار در ساعات تابش و کاهش‌دهنده برداشت از شبکه را دارد. برای بارهای بسیار حساس یا نوسانی، ممکن است به‌منظور حفظ کیفیت و پایداری برق، به تجهیزات کنترل توان، جبران‌سازها یا ذخیره‌سازها نیاز باشد. در مورد کوره‌های قوس الکتریکی، حساسیت‌های مربوط به نوسان ولتاژ، توان راکتیو و هارمونیک‌ها ازجمله ملاحظات مهم اتصال منابع تجدیدپذیر هستند.
در صنایع دارای بار سرمایشی یا مصرف روزانه، مانند برخی واحدهای غذایی و سردخانه‌ای، هم‌زمانی بار با تولید خورشیدی می‌تواند اهمیت ویژه‌ای داشته باشد. به‌خصوص در فصل گرم، افزایش نیاز سرمایشی می‌تواند هم‌زمان با دوره تولید خورشیدی رخ دهد و زمینه مناسبی برای مصرف مستقیم برق تولیدشده فراهم کند.
بررسی ساختار مصرف صنایع نشان می‌دهد که ظرفیت استفاده از انرژی خورشیدی را نمی‌توان تنها با مقایسه مصرف کل برق یا تقسیم صنایع به «پرمصرف» و «کم‌مصرف» ارزیابی کرد. در هر واحد صنعتی باید مشخص شود که چه سهمی از مصرف مربوط به بار اصلی تولید، چه سهمی مربوط به تجهیزات جانبی و چه میزان مربوط به بارهای عمومی و سرمایشی است و هرکدام از این بارها در چه ساعاتی فعال هستند.
از این منظر، یک نیروگاه خورشیدی متصل به شبکه داخلی کارخانه می‌تواند برق تولیدی خود را به بارهای واقعی فرایند تولید نیز منتقل کند و کاربرد آن به بخش اداری یا انبار محدود نیست. تفاوت میان صنایع در این است که در برخی موارد، اتصال نیروگاه خورشیدی به بار تولید از نظر فنی و بهره‌برداری ساده‌تر است و در برخی دیگر، به‌دلیل پیوستگی فرایند، نوسانات توان یا حساسیت تجهیزات، به طراحی دقیق‌تر سیستم برق و منابع مکمل نیاز دارد.
بنابراین، برای تحلیل نقش انرژی خورشیدی در کاهش ناترازی برق صنایع، معیار مناسب‌تر این است که به‌جای پرسش «آیا این صنعت می‌تواند از انرژی خورشیدی استفاده کند؟»، پرسیده شود:
«چه بخش و چه میزان از بار این صنعت در ساعات تولید برق خورشیدی قابل تأمین مستقیم است و برای بخش باقی‌مانده، چه منبع مکملی مورد نیاز خواهد بود؟»
این رویکرد، مبنای مناسب‌تری برای ارزیابی قابلیت استفاده از انرژی خورشیدی در صنایع مختلف فراهم می‌کند و نشان می‌دهد که ظرفیت خورشیدی باید بر اساس ساختار بار هر واحد صنعتی طراحی شود، نه صرفاً بر اساس ظرفیت نامی یا مصرف سالانه برق آن.
