انرژی خورشیدی یکی از پاکترین و دردسترسترین منابع تجدیدپذیر در دنیا میباشد
همه چیز درباره انرژی خورشیدی
انرژی خورشیدی یکی از پاک ترین و در معرض ترین منابع انرژی تجدیدپذیر در دنیا میباشد. شناخت انرژی خورشیدی و استفاده از آن به دوران های خیلی قدیم و به زمان سفالگری باز می گردد.
انرژی خورشیدی و فواید آن
مصرف منابع تجدید ناپذیر مثل نفت، گاز و زغال سنگ به تندی در حال بالا رفتن میباشد اما بالاخره زمانی می رسد که باید به دنبال منابع انرژی تجدید پذیر مثل انرژی خورشیدی، بادی و یا زمین گرمایی برویم.
شناخت انرژی خورشیدی و استفاده از آن برای منظورهای مختلف به دوران پیش از زمان بازمیگردد. احتمالا به زمان سفالگری، در آن هنگام روحانیون معابد به کمک جامهای بزرگ طلائی صیقل داده شده و پرتو خورشید، آتشدانهای محرابها را روشن میکردند.
ولی مهمترین روایت تاریخی که دربارهٔ استفاده از انرژی خورشیدی شرح شده قصه ارشمیدس دانشمند و مخترع بزرگ یونان باستان میباشد که ناوگان روم را با استفاده از انرژی حرارتی خورشید به آتش کشید.
با وجود آن که انرژی خورشید و مزایای آن در قرون گذشته به خوبی شناخته شده بود ولی بالا بودن هزینه اولیه چنین سیستمهایی از یک جهت و عرضه نفت خام و گاز طبیعی کمقیمت از جهت دیگر سد راه پیشرفت این سیستمها شده بود. با افزایش ارزش نفت در سال ۱۹۷۳ کشورهای صنعتی مجبور شدند به مسألهٔ تولید انرژی از راههای دیگری جز استفاده از سوختهای فسیلی اندیشه کنند.
انرژی خورشیدی چیست؟
انرژی خورشیدی منبع اصلی پایان انرژی ها در زمین میباشد
این انرژی یکی از پاکترین و دردسترسترین منابع تجدیدپذیر در دنیا میباشد و منبع اصلی پایان انرژیها در زمین میباشد. انرژی خورشید به صورت مستقیم و غیرمسقیم به اشکال مختلف تبدیل میشود. استفاده از این انرژی در کشورهایی مشابه ایران که میزان تابش پرتوهای سالانه آن بالا میباشد، یکی از بهترین روشها میباشد.
خورشید ما در واقع یک راکتور هستهای طبیعی میباشد که بستههای کوچک انرژی که فوتون نامیده میشوند را به فضا منتشر میکند. نور خورشید ۹۳ میلیون متمایل (حدود ۱۵۰ میلیون کیلومتر) را در دوران تقریبی ۸/۵ لحظه، برای آمدن به زمین طی میکند.
انرژی خورشید از تبدیل فوتونهای نور خورشید که حملکننده انرژی خیلی زیاد و نامتناهی هستند به دست میآید. تا زمانی که خورشید به تابش ادامه میدهد، میتوان از انرژی آن استفاده کرد.
انرژی ستاره خورشید یکی از منابع عمده انرژی در منظومه شمسی میباشد. طبق آخرین برآوردهای قانونی اعلام شده سن این منبع انرژی بیش از ۱۴ میلیارد سال میباشد. در هر ثانیه ۲/۴ میلیون پیکر از جرم خورشید به انرژی تبدیل میشود. با توجه به جرم خورشید که حدود ۳۳۳ هزار مساوی جرم زمین میباشد. این کره نورانی را میتوان بهعنوان منبع عظیم انرژی تا ۵ میلیارد سال آینده به حساب آورد.
انرژی خورشید همانند سایر انرژیها بهطور مستقیم یا غیر مستقیم میتواند به دیگر اشکال انرژی همانند گرما و الکتریسیته تبدیل شود. اما موانعی حاوی بیحالی علمی و تکنیکی در تبدیل به علت کمبود دانش و تجربه میدانی، متغیر و متناوب بودن مقدار انرژی به دلیل تغییرات جوی و فصول سال و سمت تابش و محدوده توزیع خیلی وسیع سبب شده تا استفاده کمی از این انرژی صورت گیرد.
استفاده از منابع عظیم انرژی خورشید برای تولید انرژی الکتریسته، استفادهٔ دینامیکی، ایجاد گرمایش محوطهها و ساختمانها، خشک کردن تولیدات کشاورزی و تغییرات شیمیایی در سالهای اخیر افزایش یافتهمیباشد.
تولید برق خورشیدی فتوولتاییک
الکتریسیته میتواند بهطور مستقیم از انرژی خورشید تولید شود
به پدیده ای که در تاثیر تابش نور بدون استفاه از مکانیسمهای محرک، الکتریسیته تولید کند، پدیده فتوولتائیک و به هر سیستمی که از این پدیدهها استفاده کند سیستم فتوولتائیک گویند.الکتریسیته میتواند بهطور مستقیم از انرژی خورشید تولید شود.
فتو ولتاییک یا به اختصار PV، یکی از انواع سامانههای تولید الکتریسیته از نور خورشید میباشد. در این روش با بکارگیری سلول خورشیدی، تولید مستقیم الکتریسیته از تابش خورشید امکانپذیر میشود.
سیستمهای فتوولتائیک یکی از پر مصرفترین کاربردهای انرژیهای تجدیدپذیر میباشند. از سری و موازی کردن سلولهای آفتابی میتوان به جریان و ولتاژ قابل قبولی دست یافت. در عملکرد به یک سریال از سلولهای سری و موازی شده پنل (Panel) فتوولتائیک میگویند.
پنل های خورشیدی از نظر جنس گونه های مختلفی دارند و از دیدگاه حرکتی ممکن میباشد مستقر یا گردان باشند. نوع گردان روی پایه ای مستقر نصب میباشد و با مجهز بودن به ردیاب خورشیدی می تواند مسیر خورشید در آسمان را دنبال کند.
کاربردهای انرژی خورشیدی
سلولهای خورشیدی وسیلهای برای تبدیل انرژی خورشید به الکتریسیته میباشد
1. انرژی خورشیدی در ساختمان
با پیشرفت علم و آگاهی از میزان انرژی که خورشید به بسیاری در اختیار ما قرار میدهد، پنلهای خورشیدی به عنوان یک فناوری و فنآوری برای تولید انرژی مورد نیاز افراد در ساختمانها مورد استفاده قرار گرفت.
پنلهای خورشیدی که بر روی بعضی از ساختمانها مورد استفاده قرار گرفته شده، از کنار هم قرار گرفتن سلولهای خورشیدی در کنار هم تشکیل شده میباشد. سلولهای خورشیدی وسیلهای برای تبدیل انرژی خورشید به الکتریسیته که از صفحات هادی ساخته شده میباشد.
پنلهای خورشیدی فناوری جدیدی میباشد که برای بهینه سازی در ساختمانها مورد استفاده قرار میگیرد. استفاده از پنل خورشیدی یکی از مناسبترین روشها برای بهینه سازی مصرف انرژی در ساختماهای سبز، برای استفاده و نگهداری و استفاده ا نرژی تجدیدپذیر خورشید میباشد.
2. آبگرمکنها و دوش های خورشیدی (solar water heater)
از انرژی خورشیدی میتوان برای تولید آب گرم تهیه آب گرم بهداشتی در منازل و اماکن عمومی به خصوص در مکانهایی که مشکل سوخت رسانی وجود دارد استفاده کرد.چنانچه گنجایش این سیستمها افزایش یابد میتوان از آنها در دوشهای خورشیدی نیز استفاده نمود.
از انرژی خورشید که به واسطه پنلهای خورشیدی به دست میآید، برای تامین آب گرم سیستمهای گرمایشی استفاده میشود. لولههای آب که بر روی سقف قرار دارد پس از گرم شدن، آب را به داخل ساختمان پمپاژ میکند.
همچنین میتوان برای گرم کردن آب استفاده کرد. استفاده از پنلهای خورشیدی روشی مقرون بصرفه برای تامین آب گرم ساختمان میباشد.
3. استفاده از انرژی خورشیدی در سیستم های حفاظتی
یکی از بیشترین کاربردهای انرژی خورشیدی امروزه استفاده از آنها برای تامین انرژی برق سیستم های حفاظتی (دزدگیر اماکن) و سیستم های نظارت تصویری (دوربین مداربسته) برای اماکنی می باشد که امکان دسترسی به انرژی برق شهری را ندارند، از اینرو انرژی خورشیدی دوربین مداربسته، انرژی خورشیدی برای دزدگیرهای اماکن و سایر سیستم های حفاظتی و نظارتی گزینه مناسبی می باشد.
4. گرمایش، سرمایش، تهویه با انرژی خورشیدی
دودکشی خورشیدی (دودکش گرمایی) یک سیستم تهویهی خورشیدی passive میباشد که از یک محور عمودی تشکیل شده میباشد. این محور بیرون و درون ساختمان را به یکدیگر وصل میکند. با گرم شدن دودکش هوای داخل ساختمان هم گرم میشود و هوا را به داخل ساختمان میکشد. از گیاهان و درختان فصلی میتوان بهعنوان واسطهای برای کنترل گرمایش و سرمایش خورشیدی استفاده کرد.
5. خشک کن خورشیدی (solar dryer)
خشک کردن جمله میباشد از گرفتن قسمتی از آب موجود در مواد غذایی و سایر محصولات که سبب افزایش سن انباری محصول و پیشگیری از رشد باکتریها میباشد.
در خشک کنهای خورشیدی بطور مستقیم یا غیر مستقیم از انرژی خورشیدی سمت خشک نمودن مواد استفاده میشود و هوا نیز به صورت طبیعی یا اجباری جریان یافته و سبب تسریع عمل خشک شدن محصول میگردد.
خشککنهای خورشیدی در اندازهها و طرحهای مختلف و برای محصولات و مصارف گوناگون طرحریزی و ساخته میشوند.
آب شیرین کن خورشیدی یکی از وسیله های کاربردی برای استفاده از انرژی خورشیدی میباشد
6. آب شیرین کن خورشیدی
هنگامی که حرارت دریافت شده از خورشید با دمای کمروی آب شور تاثیر کند تنها آب تبخیر شده و املاح باقی میماند.
سپس با استفاده از روشهای مختلف میتوان آب تبخیر شده را تنظیم کرده و به این ترتیب آب شیرین تهیه کرد. با این روش میتوان آب بهداشتی مورد نیاز در نقاطی که دسترسی به آب شیرین ندارند مشابه جزایر را تأمین کرد.
آبشیرینکن خورشیدی در دو اندازه خانگی و صنعتی ساخته میشوند. در نوع صنعتی با حجم بالا میتوان برای استفاده شهرها آب شیرین تولید کرد.
7. توسعه حمل و نقل با استفاده از انرژی خورشیدی
یکی از اهداف مهندسین از دههی ۱۹۸۰ توسعهی ماشینهای خورشیدی بوده میباشد. بعضی وسایل نقلیه از پنلهای خورشیدی برای تأمین نیروی اضطراری از جمله تهویهی هوا برای خنک کردن فضای داخل ماشین استفاده میکنند و به این صورت مصرف سوخت را کاهش میدهند.
منبع: بیتوته