تولید برق در خارج از شبکه سراسری برق، روشی برای تأمین انرژی در مجتمع های مسکونی، تجاری، صنایع و مناطق دور افتاده و یا روستایی می‌باشد که در اغلب موارد به دلیل موقعیت صعب العبور جغرافیایی و هزینه سرسام آورد انتقال، اتصال به شبکه غیرممکن می باشد. در این گونه موارد بهره گیری از انرژی های بومی (تجدیدپذیر) می تواند فرایند توسعه این مناطق را تسهیل نماید.

بهره گیری از گزینه های با حداقل هزینه عرضه، جهت توسعه خدمات نوین انرژی در این مناطق یک راه حل پایدار و منطقی محسوب می شود. روش مرسوم تولید برق در خارج از شبکه، بهره گیری از دیزل ژنراتور می باشد لیکن ظهور فناوری های جدید قابلیت هایی را ایجاد کرده است که همان معماری یک سیستم هیبریدی با مشارکت فناوری های انرژی تجدیدپذیر در کنار دیزل ژنراتور می باشد تا بتوان تأمین انرژی مورد نیاز را با حداقل هزینه انجام داد. در رویکرد جدید دیزل ژنراتور همراه با فناوری های انرژی های تجدیدپذیر نظیر فتوولتائیک خورشیدی، باد، زیست توده، زیست گاز، پیل سوختی و برق آبی کوچک و یا خرد می باشد. فناوری هیبرید ترکیب منابع چندگانه انرژی همانند تجدیدپذیرها و ژنراتور دیزلی می باشد که ممکن است از یک سیستم ذخیره سازی انرژی (باتری) نیز بهره بگیرد. بنابراین به طور کلی یک سیستم هیبریدی ترکیبی از یک یا چند منبع انرژی تجدیدپذیر نظیر خورشید، نیروگاه برق آبی کوچک یا خرد، زیست توده، باد و امواج، جزر و مد همراه با سایر فناوری ها همانند باتری ها و دیزل ژنراتور می باشد. به سیستم های هیبریدی ترکیبی گاهاً سیستم های میکروگرید (شبکه خرد) نیز گفته می شود.

همانطورکه در شکل دیده می شود یک سیستم هیبریدی می تواند بسیار متنوع بوده و کاربرد متنوعی داشته باشد. از هر کدام از ترکیبات بسته به محل جغرافیایی و دسترسی به انواع انرژی های تجدیدپذیر و محدودیت های فنی و اقتصادی می توان استفاده نمود. در یک وضعیت تولید برق خارج از شبکه، سیستم هیبریدی امکان تولید برق پاک و مقرون به صرفه ای را فراهم می کند که در بیشتر مواقع از تولید برق با ژنراتور دیزلی نیز به صرفه تر است. در نتیجه گزینه های انرژی تجدیدپذیر یک راه حل ارجح برای تولید برق در خارج از شبکه محسوب می شوند. سیستم های هیبریدی یک رویکرد فناوری رو به توسعه ای هستند که در سراسر جهان نظر ها را به سمت خود جلب نموده اند.

دلایل این جذابیت را می توان در موارد ذیل خلاصه نمود:
• بهبود قابلیت اطمینان تأمین برق
• بهبود خدمات انرژی
• کاهش انتشار آلایندگی و سروصدا
• تولید توان برقی پیوسته
• افزایش عمر بهره برداری از سیستم
• کاهش هزینه های تولید برق
ومصرف بهینه انرژی
یک ایستگاه تولید برق هیبریدی به طور معمول شامل اجزای زیر می باشد:
الف- ماژول اینورتر با یک توان پیوستی اسمی در حدود 60 درصد از حداکثر دیماند
ب- یک یا دو موتور دیزلی که معمولاً اندازه آنها بین 1 تا 1.5 برابر اندازه اینورتر می باشد.
ج- سیستم ذخیره سازی باتری اسیدی – سربی
د- آرایش فتوولتائیک خورشیدی
ر- میکروپرسسور با واحد کنترلی برای پایش و مدیریت خودکار سیستم
از نرم افزار هایی همچون هومر جهت شبيه سازي و ارزيـابي فنـي و اقتصـادي سيستم هاي هيبريدی استفاده مي شود كه توسط آزمايشـگاه ملـي انرژي تجديدپذير ايالات متحده آمريكا ايجاد شـده و توسـعه يافته است. نـرم افـزار HOMER كـاربر را قـادر مـي سـازد تـا گزينه هاي طراحي متفـاوت بسـياري طبـق اصـول تكنيكـي و اقتصادي را مقايسه كنند. همچنين امكان اعمال تغييرات و عدم قطعيت هاي فراواني در ورودي ها را فراهم مـي كنـد.

عملكرد يك آرايش خاص سيستم انرژي را براي هـر سـاعت از سال باتعيين روش هاي ممكـن تـأمين انـرژي مـورد نيـاز و هزينه چرخه عمر آن مدل سازي مي كند. در فرايند بهينه سـازي، تمــامآرايش هاي مختلــف تــأمين توان برق با توجه بــه محدوديت ها، جهـت دسـتيابي بـه اقتصادي ترين حالت براي هزينه چرخه عمر، را جستجو مي كند . جهت مدل سازي يك سيستم شـامل سـلول هاي فتوولتائيـك و توربين بـادي، در نـرم افـزار هومربايـد اطلاعـات منبـع خورشيدي و ميزان سرعت باد منطقه مـورد نظـر را در برنامـه وارد نمود. نرم افزار طبـق گام هـاي يـكسـاعته ميزان انرژي منابع تجديدپذير را محاسبه مي كند و براي بيشتر انواع سيستم هاي انرژي كوچك، خصوصـاً آنهـايي كـه شـامل منابع انرژي تجديدپذير متناوب هستند، گام هـاي يـك سـاعته براي تحليل، مقياس دقيقي به نظر مي رسد. نرم افزار ازمعادله ارزش خالص فعلی، براي هزينه چرخه عمـر اسـتفاده مـي كنـد كـه شامل هزينه هاي سرمایه گذاری اوليـه، هزينـه جـايگزيني، تعميـرات، سوخت، خريد برق از شبكه، جريمه هاي ناشي از آلودگي هوا و فروش برق به شـبكه اسـت. در محاسـبه ارزش خالص فعلی هزينـه هـا، مثبت و درآمدها منفي در نظر گرفته مي شوند. هزينه ها و درآمدها را با يك نـرخ بهـره ثابـت درطـول سـال ارزيابي مي کنند. در اين نوع ارزيابي جهـت اثـر دادن تـورم در محاسبات در انتهاي فرآيند تحليل و بررسـي سيسـتم بايـد بـا محاسبه نرخ بهره واقعي كه ناشي از تورم است و طبق روابـط ویژه ای اعمال كرد. در فراينـد شبيه سازی، تمام حالات ممكن شبيه سازي مي شوند و سـپس آنهـا را طبـق ارزش خالص هزینه ها مرتب مي كند و در نهايت آرايش قابل تحقق توسـط كمتـرين هزینه خالص ارزش فعلی را بعنوان آرايش بهينه معرفي مي كند.

اجزاء سیستم  هیبریدی

      ۱. پنل خورشیدی

      ۲. توربین بادی

      ۳. باتری 

      ۴. شارژر کنترلر هیبریدی

      ۵. اینورتر