انرژی خورشیدی

انرژی خورشید یکی از منابع تامین انرژی رایگان، پاک و عاری از اثرات مخرب زیست محیطی است که از دیر باز به روش‌های گوناگون مورد استفاده بشر قرار گرفته است. بحران انرژی در سال‌های اخیر، کشورهای جهان را بر آن داشته که با مسائل مربوط به انرژی، برخوردی متفاوت نمایند که در این میان جای‌گزینی انرژی‌های فسیلی با انرژی‌های تجدیدپذیر و از جمله انرژی خورشیدی به منظور کاهش و صرفه‌جویی در مصرف انرژی، کنترل عرضه و تقاضای انرژی و کاهش انتشار گازهای آلاینده با استقبال فراوانی روبرو شده است.
به طور متوسط خورشید در هر ثانیه ۱۰۲۰*۱.۱ کیلووات ساعت انرژی ساطع می‌کند. از کل انرژی منتشر شده توسط خورشید، تنها در حدود ۴۷% آن به سطح زمین می‌رسد. این بدان معنی است که زمین در هر ساعت تابشی در حدود ۶۰ میلیون Btu دریافت می‌کند.
یعنی انرژی ناشی از سه روز تابش خورشید به زمین ‌برابر با تمام ‌انرژی ناشی از احتراق کل سوخت‌‌های ‌فسیلی در دل زمین است و بنابراین می‌توان نتیجه گرفت که در اثر تابش خورشید به مدت چهل روز، می‌توان انرژی مورد نیاز یک قرن را ذخیره نمود.
بنابراین با به کارگیری کلکتورهای خورشیدی می‌توان تا حدودی از این منبع انرژی بی‌پایان، پاک و رایگان استفاده کرد و تا حد بسیار زیادی در مصرف سوخت‌های فسیلی صرفه جویی نمود
● موقعیت کشور ایران از نظرمیزان دریافت انرژی خورشیدی
کشور ایران در بین مدارهای ۲۵ تا ۴۰ درجه عرض شمالی قرار گرفته است و در منطقه‌ای واقع شده که به لحاظ دریافت انرژی خورشیدی در بین نقاط جهان در بالاترین رده‌ها قرار دارد. میزان تابش خورشیدی در ایران بین ۱۸۰۰ تا ۲۲۰۰ کیلووات ساعت بر مترمربع در سال تخمین زده شده است که البته بالاتر از میزان متوسط جهانی است. در ایران به طور متوسط سالیانه بیش از ۲۸۰ روزآفتابی گزارش شده است که بسیار قابل توجه است.
● ویژگی‌های استفاده از انرژی خورشیدی
پاک و بدون آلودگی (حذف انتشار گازهای گلخانه‌ای از جمله دی‌اکسید کربن) بی‌پایان رایگان و دردسترس کاهش مصرف سوخت‌های فسیلی امن و بی‌خطر
● کاربرد انرژی خورشیدی
به طور کلی موارد استفاده از انرژی خورشید به صورت زیر دسته‌بندی می‌شود:
۱) تامین روشنایی از انرژی خورشیدی
۲) تامین انرژی الکتریسیته
ـ تولید برق با استفاده از فوتوولتاییک‌ها
ـ تولید برق با استفاده از گرمایش خورشیدی
۳) سرمایش و گرمایش هوا
۴) اجاق ها
۵) آب شیرین کن
۶) گرمایش آب
ـ تهیه آب‌گرم مورد نیاز مصارف خانگی با استفاده از آبگرمکن‌های خورشیدی
ـ تامین آبگرم در فرایندهای صنعتی و تامین گرمای مورد نیاز برخی فرایندها
ـ گرمایش استخرها
ـ مخازن ذخیره آب فصلی
● کاربرد انرژی خورشیدی
استفاده از گرمایش خورشیدی برای تامین آبگرم مصرفی در ایران از طریق راه اندازی دو نوع سیستم صورت گرفته است:
ـ آبگرمکن‌های خانگی خورشیدی (Domestic Solar Water Heaters)
ـ آبگرمکن‌های عمومی خورشیدی(Solar Bath water heater)
جالب است بدانید که تابش خورشید بزرگترین منبع تجدید پذیر انرژی روی کره زمین می باشد و اگر فقط یک درصد از صحراهای جهان با نیروگاه های حرارتی خورشیدی به کار گرفته شوند، همین مقدار برای تولید برق سالانه مورد تقاضای جهان کافی خواهد بود.
برای سود جستن از انرژی خورشیدی دو راه وجود دارد :
استفاده مستقیم از نور خورشیدو تبدیل آن به الکتریسیته از طریق سلولهای فتوولتائیک
استفاده مستقیم از انرژی خورشیدی و تبدیل آن به انواع انرژی های دیگر و یا استفاده مستقیم از آن (کاربردهای نیروگاهی و غیر نیروگاهی خورشیدی)
● کاربردهای نیروگاهی خورشیدی
یک نیروگاه خورشیدی شامل تاسیساتی است که انرژی تابشی خورشید را جمع کرده و با متمرکز کردن آن، درجه حرارتهای بالا ایجاد می کند. انرژی جمع آوری شده از طریق مبدلهای حرارتی، توربین ژنراتورها و یا موتورهای بخار به انرژی الکتریکی تبدیل خواهد شد. نیروگاه های خورشیدی بر اساس نوع متمرکز کننده ها به سه دسته تقسیم می شوند:
ـ نیروگاه سهموی خطی (Parabolic Trough Collectors)
ـ نیروگاه دریافت کننده مرکزی(C.R.S)
ـ نیروگاه دیش استرلینگ( این تکنولوژی در نیروگاه های خورشیدی مورد استفاده کمتری دارد و در کاربردهای غیر
ـ نیروگاهی بیشتر استفاده می شوند.)
از انرژی حرارتی خورشید علاوه بر استفاده نیروگاهی، می توان در زمینه های زیر بصورت صنعتی، تجاری و خانگی استفاده کرد:
ـ گرمایش آب مصرفی( آب گرمکنهای خورشیدی برای منارل، ساختمانها، کارخانجات و استخرها)
ـ گرمایش فضای داخلی ساختمانها
ـ سرمایش فضای داخلی ساختمانها و یخچالهای خورشیدی
ـ آب شیرین کنهای خورشیدی (در اندازه های خانگی و صنعتی)
ـ خشک کنهای خورشیدی ( برای خشک کردن مواد غذایی و محصولات کشاورزی)
ـ خوراک پزهای خورشیدی

مهدی شیخ زاده