بزرگترین نیروگاه خورشیدی ایران: آفتاب شرق فولاد مبارکه در اصفهان

وقتی از بزرگترین نیروگاه خورشیدی ایران صحبت می‌شود، پروژه آفتاب شرق فولاد مبارکه یکی از مهم‌ترین نمونه‌هاست؛ نه فقط به خاطر مقیاس ۶۰۰ مگاواتی آن، بلکه به این دلیل که یک مصرف‌کننده بزرگ صنعتی تصمیم گرفته بخشی از مسئله برق خود را با سرمایه‌گذاری مستقیم در تولید انرژی تجدیدپذیر حل کند.

این مقاله یک معرفی خبری نیست. آفتاب شرق را به‌عنوان یک Case Study نیروگاه خورشیدی صنعتی بزرگ‌مقیاس بررسی می‌کنیم: چرا کوهپایه اصفهان انتخاب شد، پروژه چگونه فازبندی شده، چه ساختاری برای اجرا داشته، چه چالش‌هایی تجربه کرده و چه درس‌هایی برای صنایع و سرمایه‌گذاران نیروگاه خورشیدی دارد.

عنوان «بزرگ‌ترین نیروگاه خورشیدی ایران» در گزارش‌های رسمی درباره آفتاب شرق به ظرفیت ۶۰۰ مگاواتی کل پروژه اشاره دارد. مپنا نیز هنگام امضای قرارداد در خرداد ۱۴۰۲، این طرح را بزرگ‌ترین نیروگاه خورشیدی متمرکز کشور معرفی کرد.

اما در تحلیل حرفه‌ای باید میان دو عدد فرق بگذاریم:

• ۶۰۰ مگاوات: ظرفیت نهایی طراحی‌شده پروژه
• ۱۲۰ مگاوات: فاز نخست که به‌صورت رسمی افتتاح و وارد مدار شده است

این تفکیک مهم است؛ چون بعضی محتواهای اینترنتی طوری نوشته شده‌اند که گویی تمام ظرفیت ۶۰۰ مگاوات هم‌اکنون در حال تولید است. تا زمان نگارش این مقاله چنین ادعایی با منابع قابل اتکای عمومی تأیید نمی‌شود.

نیروگاه در شهرستان کوهپایه در شرق استان اصفهان احداث شده است. مپنا محل پروژه را در محور کوهپایه به اصفهان معرفی کرده و مساحت آن حدود ۱۲۰۰ هکتار اعلام شده است.

طبق اظهارات مدیران پروژه، تشعشع خورشیدی و شرایط دمایی منطقه کوهپایه از دلایل انتخاب این محل بوده‌اند. اما برای یک پروژه ۶۰۰ مگاواتی، تابش تنها عامل تصمیم نیست. زمین باید هم‌زمان شرایط زیر را هم داشته باشد:

• مساحت یکپارچه و قابل توسعه
• توپوگرافی مناسب برای چیدمان صدها مگاوات پنل
• دسترسی برای حمل تجهیزات سنگین
• امکان احداث پست و خطوط انتقال
• فاصله قابل قبول از شبکه انتقال
• قابلیت اجرای فونداسیون و سازه در مقیاس بسیار بزرگ
• امکان توسعه مرحله‌ای پروژه

برای آشنایی با این معیارها می‌توانید مقاله شرایط زمین برای احداث نیروگاه خورشیدی را ببینید.

جزئیات منتشرشده درباره زون نخست نشان می‌دهد پروژه صرفاً یک آرایه بزرگ پنل نیست؛ بلکه مجموعه‌ای از بلوک‌های تولید، تبدیل ولتاژ، کنترل و انتقال است.

ردیاب خورشیدی

در فاز نخست از سازه‌های مجهز به ردیاب خورشیدی استفاده شده است. هدف Tracker این است که پنل در ساعات بیشتری از روز زاویه مناسب‌تری نسبت به خورشید داشته باشد و تولید انرژی روزانه افزایش پیدا کند.

در مقیاس ۱۲۰ مگاوات، استفاده از Tracker فقط یک تصمیم مربوط به راندمان نیست. هزینه سازه، موتور و کنترلر، نگهداری، بار باد، توپوگرافی و انرژی افزوده‌شده باید با Fixed Tilt مقایسه شود.

اینورتر و بلوک‌های تبدیل توان

در اطلاعات فنی منتشرشده برای زون نخست، ۱۸ اینورتر ۶.۲۵ مگاواتی و پست ۶۳/۳۳ کیلوولت ذکر شده است. در زمان اجرای فاز نخست نیز ۱۱ تجهیز MVTS در مدت کوتاهی نصب، راه‌اندازی و سنکرون شدند.

کنترل و SCADA

در پروژه‌های این مقیاس، SCADA برای مشاهده توان بلوک‌ها، وضعیت اینورترها، تجهیزات فشار متوسط، آلارم‌ها، داده هواشناسی و عملکرد شبکه ضروری است. شرکت ایریسا نیز از اجرای «اسکادای خورشیدی» برای این پروژه خبر داده است.

برای مطالعه ساختار بهره‌برداری نیروگاه‌های بزرگ می‌توانید راهنمای مانیتورینگ نیروگاه خورشیدی را ببینید.

طبق گزارش رسمی منتشرشده در زمان افتتاح، اجرای فاز نخست چند رکورد اجرایی قابل توجه داشته است:

• نصب و سنکرون ۱۱ تجهیز MVTS در ۱۵ روز پس از ورود به سایت
• نصب ۶۰ مگاوات سازه و پنل طی حدود دو ماه
• پیک نیروی انسانی ۷۲۴ نفر در دوره اجرا
• کوبش ۶۹۳ پایل در یک روز
• نصب ۶۳ میز سازه، معادل حدود ۳.۴ مگاوات، در یک روز
• نصب ۳۸۷۶ پنل، معادل حدود ۲.۷ مگاوات، در یک روز

این اعداد یک نکته مهم برای پروژه‌های بزرگ نشان می‌دهند: سرعت پروژه فقط به سرعت نصب پنل وابسته نیست. زنجیره تأمین، تحویل زمین، آماده‌سازی جبهه‌های کاری، حمل، تیم‌های موازی، کنترل کیفیت و هماهنگی برق فشار متوسط باید هم‌زمان مدیریت شوند.

آفتاب شرق را اگر فقط پروژه محیط‌زیستی ببینیم، بخش اصلی Case Study را از دست می‌دهیم. فولاد مبارکه یک مصرف‌کننده بزرگ انرژی است و محدودیت برق برای چنین مجموعه‌ای مستقیماً بر تولید اثر می‌گذارد.

بنابراین پروژه سه هدف اقتصادی و عملیاتی دارد:

• افزایش خودتأمینی برق: کاهش وابستگی عملیاتی به شبکه در دوره‌های محدودیت انرژی
• تنوع سبد انرژی: ترکیب سیکل ترکیبی، خورشیدی و برنامه‌های بادی
• حرکت به سمت فولاد کم‌کربن: کاهش شدت کربن برق مصرفی در فرایند تولید

مدیران صناپ اعلام کرده‌اند که ۱۲۰ مگاوات فاز نخست تقریباً معادل نیاز برق یکی از کوره‌های قوس الکتریکی فولاد مبارکه است. با تکمیل کل ۶۰۰ مگاوات، سهم برق تجدیدپذیر در مصرف کوره‌ها افزایش محسوسی پیدا می‌کند.

صنعت فولاد در زنجیره جهانی با فشار فزاینده برای کاهش انتشار کربن روبه‌رو است. بخشی از این مسیر با کاهش مصرف انرژی و بخشی با تأمین برق کم‌کربن انجام می‌شود.

آفتاب شرق به‌تنهایی فولاد را «سبز» نمی‌کند؛ چون ردپای کربن فولاد به برق، گاز، مواد اولیه، احیا، حمل‌ونقل و فناوری تولید وابسته است. اما تولید برق خورشیدی در مقیاس صدها مگاوات می‌تواند یکی از اجزای مهم برنامه کاهش شدت انتشار باشد.

گروه فولاد مبارکه اعلام کرده که با بهره‌برداری کامل از پروژه، کاهش سالانه انتشار CO2 در محدوده حدود ۸۵۰ هزار تن هدف‌گذاری شده است. این عدد یک برآورد اعلامی شرکت برای حالت بهره‌برداری کامل است و نباید به فاز ۱۲۰ مگاواتی فعلی نسبت داده شود.

در مقاطع مختلف اجرای پروژه اعداد متفاوتی برای سرمایه‌گذاری اعلام شده است. در گزارش‌های قدیمی‌تر رقم ۴۰۰ میلیون دلار و ۲۰ همت مطرح شده بود؛ در زمان افتتاح فاز نخست، مدیرعامل گروه فولاد مبارکه کل سرمایه‌گذاری پروژه را حدود ۳۰۵ میلیون یورو اعلام کرد.

به همین دلیل در تحلیل اقتصادی بهتر است یک عدد قدیمی را بدون تاریخ به‌عنوان «هزینه قطعی پروژه» تکرار نکنیم. نرخ ارز، تغییر قیمت پنل، اینورتر، ترانس، تجهیزات انتقال و نحوه تأمین مالی می‌توانند بر عدد پروژه اثر بگذارند.

درس مهم برای سرمایه‌گذار: هزینه EPC فقط بخشی از اقتصاد نیروگاه است. خط انتقال، پست، زمین، مالیات، بیمه، تأمین مالی، O&M و هزینه خواب سرمایه در پروژه‌های چندصد مگاواتی اهمیت زیادی دارند.

مدیران فولاد مبارکه و صناپ در گزارش‌های اجرای پروژه به چند مسئله اشاره کرده‌اند که برای هر توسعه‌دهنده نیروگاه بزرگ‌مقیاس قابل توجه است:

1. تحویل و آماده‌سازی زمین

پروژه به زمینی حدود ۱۲۰۰ هکتار نیاز دارد. گرفتن زمین، تعیین محدوده، آماده‌سازی جبهه‌های کاری و هماهنگی عملیات عمرانی در چنین مقیاسی زمان‌بر است.

2. مجوزهای قانونی

اخذ مجوز از دستگاه‌های مختلف یکی از چالش‌های گزارش‌شده پروژه بوده است. در نیروگاه‌های بزرگ، تأخیر مجوز می‌تواند مستقیماً برنامه خرید و اجرا را جابه‌جا کند.

3. تجربه محدود داخلی در پروژه‌های این مقیاس

زمان شروع آفتاب شرق، سابقه اجرایی نیروگاه متمرکز خورشیدی با این ظرفیت در ایران محدود بود. بخش مهمی از ارزش پروژه، ایجاد تجربه برای طراحی، خرید، نصب و کنترل کیفیت در مقیاس چندصد مگاوات است.

4. تأمین تجهیزات

تحریم، واردات و نوسان زنجیره تأمین روی پنل، اینورتر و تجهیزات الکتریکی اثر دارد. فولاد مبارکه هم‌زمان بر داخلی‌سازی بخشی از تجهیزات پروژه تأکید کرده است.

1. انرژی باید بخشی از استراتژی تولید باشد: برای صنعت بزرگ، برق فقط یک هزینه جاری نیست؛ محدودیت برق می‌تواند ظرفیت تولید را کاهش دهد.
2. فازبندی ریسک را کاهش می‌دهد: تقسیم پروژه ۶۰۰ مگاواتی به پنج زون اجازه می‌دهد ظرفیت به‌تدریج وارد مدار شود.
3. شبکه را قبل از خرید تجهیزات جدی بگیرید: پست، ترانس و خط انتقال جزء اصلی پروژه‌اند.
4. زمین ارزان، لزوماً زمین مناسب نیست: توپوگرافی، شبکه، راه و مجوز روی هزینه واقعی اثر بیشتری دارند.
5. مدیریت هم‌زمان چند پیمانکار ضروری است: رکوردهای نصب آفتاب شرق با فعالیت موازی چند تیم ایجاد شده‌اند.
6. O&M از روز طراحی شروع می‌شود: ۱۲۰۰ هکتار تجهیزات بدون مانیتورینگ، راه سرویس، انبار قطعه و برنامه نگهداری قابل مدیریت نیست.

مقیاس آفتاب شرق با یک نیروگاه ۱ یا ۱۰ مگاواتی قابل مقایسه نیست، اما منطق پروژه قابل انتقال است:

• ابتدا مدل درآمد و مصرف برق را مشخص کنید.
• زمین و اتصال شبکه را قبل از خرید تجهیزات بررسی کنید.
• ظرفیت DC و AC را بر اساس مدل مالی و محدودیت شبکه انتخاب کنید.
• در پروژه بزرگ، تجهیزات ارزان‌تر همیشه LCOE پایین‌تری ایجاد نمی‌کنند.
• گارانتی و خدمات اینورتر و Tracker را در دوره ۲۰ تا ۳۰ ساله ببینید.
• SCADA، داده هواشناسی و کنتورهای بلوکی را بخشی از سرمایه‌گذاری بدانید.
• قرارداد EPC را با KPI، برنامه زمانی، آزمون عملکرد و ضمانت‌های روشن تنظیم کنید.

اگر قصد توسعه پروژه دارید، مقاله مراحل احداث نیروگاه خورشیدی مسیر کار را از انتخاب زمین تا سنکرون شبکه توضیح می‌دهد.

اجرای یک‌باره ۶۰۰ مگاوات به سرمایه، تجهیزات، نیروی انسانی و ظرفیت نصب بسیار بزرگی نیاز دارد. تقسیم پروژه به پنج زون ۱۲۰ مگاواتی چند مزیت دارد:

• امکان ورود تدریجی ظرفیت به مدار
• توزیع هزینه سرمایه‌ای در چند مرحله
• استفاده از تجربه فاز نخست در فازهای بعدی
• کاهش فشار لجستیکی بر زنجیره تأمین
• امکان اصلاح طراحی و تجهیزات بر اساس داده بهره‌برداری
• مدیریت بهتر تست، سنکرون و تحویل

در واقع فاز نخست فقط ۱۲۰ مگاوات تولید برق ایجاد نکرد؛ یک «پایلوت در مقیاس صنعتی» برای ۴۸۰ مگاوات بعدی نیز بود.

از نظر فیزیکی، نیروگاه به شبکه متصل است و برق آن در بستر شبکه منتقل می‌شود. از نظر تخصیص و خودتأمینی، پروژه برای تأمین برق گروه فولاد مبارکه توسعه یافته است.

این نکته برای صنایع مهم است: نیروگاه خودتأمین لزوماً کنار خط تولید ساخته نمی‌شود. ممکن است بهترین سایت خورشیدی ده‌ها یا صدها کیلومتر با کارخانه فاصله داشته باشد و انرژی از طریق شبکه منتقل و در چارچوب مقررات به مصرف صنعتی تخصیص داده شود.

در یک پروژه با هدف ۶۰۰ مگاوات، نگهداری واکنشی جواب نمی‌دهد. بهره‌بردار باید وضعیت صدها بلوک، تجهیزات فشار متوسط، Trackerها و یک پهنه بسیار وسیع را مدیریت کند.

مهم‌ترین اجزای برنامه O&M عبارت‌اند از:

• مانیتورینگ لحظه‌ای تولید هر بلوک
• تحلیل Performance Ratio و Availability
• بازرسی ترموگرافی DC و AC
• بازرسی Tracker و سیستم محرک
• مدیریت پوشش گیاهی
• شستشو بر اساس Soiling Loss واقعی
• مدیریت قطعات یدکی اینورتر و MVTS
• بازرسی پست و حفاظت
• برنامه ایمنی و آتش‌نشانی

برای آشنایی با این خدمات، صفحه بهره‌برداری و نگهداری نیروگاه خورشیدی را ببینید.

آفتاب شرق را می‌توان یک نقطه تغییر مقیاس در صنعت خورشیدی ایران دانست. پروژه‌ای که از نیروگاه‌های چندمگاواتی عبور کرده و توسعه یک مجموعه ۶۰۰ مگاواتی را با رویکرد صنعتی دنبال می‌کند.

مهم‌ترین نکته این Case Study خود عدد ۶۰۰ مگاوات نیست؛ بلکه مدل تصمیم‌گیری پشت آن است: یک صنعت بزرگ، مسئله انرژی را به‌عنوان ریسک تولید شناسایی کرده، شرکت تخصصی انرژی تشکیل داده، پروژه را فازبندی کرده و زیرساخت تولید تجدیدپذیر را به بخشی از استراتژی بلندمدت خود تبدیل کرده است.

در زمان نگارش این مقاله، ۱۲۰ مگاوات از پروژه به‌صورت رسمی در مدار است و تکمیل ظرفیت ۶۰۰ مگاواتی هنوز ادامه دارد. بنابراین عملکرد واقعی کل پروژه باید پس از بهره‌برداری همه فازها و انتشار داده‌های تولید سالانه ارزیابی شود.

منابع این کیس استادی

• اتاق خبر مپنا – قرارداد احداث پروژه ۶۰۰ مگاواتی آفتاب شرق
• پایگاه اطلاع‌رسانی دولت – افتتاح فاز نخست ۱۲۰ مگاواتی
• تسنیم – جزئیات سرمایه‌گذاری، محل و فازبندی پروژه
• چیلان – گزارش افتتاح و مشخصات پروژه آفتاب شرق

یادداشت دقت اطلاعات: برخی اعداد پروژه در طول دوره اجرا تغییر کرده‌اند. در این مقاله ظرفیت ۶۰۰ مگاوات به‌عنوان ظرفیت هدف کل پروژه و ۱۲۰ مگاوات به‌عنوان ظرفیت بهره‌برداری‌شده تأییدشده تفکیک شده است. ارقام سرمایه‌گذاری و کاهش انتشار نیز با ذکر ماهیت اعلامی آن‌ها ارائه شده‌اند.