خورشید سرچشمه انرژی

بهره برداری از انرژی خورشیدی در بسیاری از كشورها جهان بخصوص مناطق با آفتاب زیاد معمول و درحال پیشرفت است.
این انرژی كه می تواند برای گرم كردن شوفاژ و تولید الكتریسیته مورد استفاده قرارگیرد در كشورهای مختلف دنیا در مرحله آزمایشی می باشد. با توجه به وسعت دسترسی به این انرژی به نظر میرسد در آینده، انرژی خورشیدی بتواند به عنوان یكی از منابع ارزان در دسترس بشر قرار گیرد. كره زمین انرژی خورشیدی را بصورت تابش خورشیدی دریافت می كند و مقدار این تابش بمراتب بیش از نیاز بشریت است.انرژی خورشیدی از نظر محیط زیست بی خطر است اگر چه استفاده متمركز در ابعاد وسیع می تواند منجر به اثرات زیست محیطی محلی شود. اما این انرژی با شرایط فرهنگی متفاوت به خوبی پیوند می بندد. شماری محدودیت های اقتصادی و اساسی وجود دارند كه برای استفاده وسیع از این انرژی می بایستی رفع شوند، اما با پشتیبانی كافی سهم این منبع انرژی در طول دهه های آتی ابعاد قابل توجهی خواهد یافت.
●بهره گیری از انرژی خورشیدی
در عصر حاضر از انرژی خورشیدی توسط سیستمهای مختلف و برای مقاصد متفاوت استفاده و بهره گیری می شود كه اهم آنها عبارتند از:
۱- سیستمهای فتوبیولوژیك : تغییراتی كه درحیات و زیست گیاهان و جانداران بوسیله نور خورشید و فتوسنتز ایجاد می گردد، فرآیند تجزیه كود حیوانات و استفاده از گاز آن
۲- سیستمهای فتوولتائیك:تبدیل انرژی خورشیدی به انرژی الكتریكی، سلولهای خورشیدی
●سیستمهای حرارتی و برودتی:
شامل سیستمهای تهیه آبگرم ، گرمایش و سرمایش ساختمانها- تهیه آب شیرین ، سیستمهای انتقال پمپاژ و تولید فضای سبز( گلخانه ها)، خنك كن ها و اجاقهای خورشیدی ، سیستمهای سردساز، خشك كن ها و نیروگاه های خورشیدی است.
●سیستم های آبگرم خورشیدی
با توجه به میزان تابش خورشید، استفاده از انرژی خورشیدی به صورت كاربردهای حرارتی و تبدیل مستقیم به برق در مقایسه با انواع دیگر انرژیهای تجدید پذیر از اهمیت قابل ملاحظه ای برخوردار است. از میان كاربردهای حرارتی از انرژی خورشیدی، سیستمهای آبگرم و گرمایش، چه به لحاظ تكنولوژی و چه به لحاظ برآوردهای اقتصادی در مقایسه با سایر كاربردهای حرارتی از انرژی خورشیدی در جهان بیشتر مورد توجه قرار گرفته است. دلیل این ارجحیت در این است كه سیستمهای آبگرم و گرمایش خورشیدی به دماهای متوسط نیاز دارند. سهم قابل ملاحظه ای از انرژی مورد نیاز برای تامین آبگرم و گرمایش ساختمانها، با توجه به شرایط جغرافیائی، در بیشتر ماههای سال می تواند توسط انرژی خورشیدی تامین گردد و به این لحاظ هر میزان جایگزینی كاربرد انرژی خورشیدی به عوض انرژی های فسیلی از اهمیت خاصی برخوردار است.
●سیستم تولید فضای سبز ( گلخانه ها)
گلخانه های خورشیدی محلی برای پرورش گلها و گیاهان بوده و در فصول سرد برای این منظور و بعنوان یك منبع حرارتی برای گرمایش ساختمان مورد استفاده قرار می گیرند. اندازه و ابعاد گلخانه های خورشیدی برحسب نیاز و محل استفاده متغیر بوده و در طرحهای گوناگون و بوسیله اشخاص و یا گروههای مختلفی طراحی و ساخته شده اند و بسیاری از این طرحها خیلی موفق بوده و حتی در زمستان تقریبا ۱۰۰% بوسیله خورشید گرم می شوند.
●گرمایش و سرمایش ساختمانها ( خانه های خورشیدی )
ساختمانها به دو طریق قادر به تامین نیاز حرارتی خود از خورشید هستند: انفعالی PASSIVE و فعال ACTIVE كیفیت و چگونگی معماری ساختمان به دریافت و ذخیره انرژی خورشیدی در حالت انفعالی بستگی كامل دارد. در صورتیكه گرمایش خورشیدی بصورت فعال، مستلزم استفاده از گردآورهای خورشیدی و یك منبع انرژی دیگر جهت تهیه وانتقال سیال گرم شده به داخل ساختمان می باشد. طراحی و ساخت ساختمانهایی كه از انرژی خورشیدی انفعالی استفاده می كرده اند، به حدود ۲۵۰۰ سال پیش است، اما مدتی است كه مجددا این عوامل مورد بررسی معماران و مهندسین قرار گرفته و با تغییرات و اصلاحاتی برای مناطق معتدل و سردسیر، طرح هایی ارائه شده است. یونانیان باستان از روش خورشیدی انفعالی كه آنان را قادر به كاهش مصرف چوب جهت گرم كردن فضادر زمستان می ساخت، استفاده میكردند. حتی ساختمانها را بترتیبی بنا می كردند كه در زمستان به نور خورشید اجازه ورود و نفوذ بداخل اطاقهای نشیمن داده می شد. اما در روزهای گرم تابستان زمانی كه خورشید در بالای سر قرار داشت، فضای اتاق در سایه قرار می گرفت. رومیان از شیشه جهت حفظ طولانی تر حرارت و بالا بردن گرمای خانه ها استفاده می كردند. سرخپوستهای آمریكای شمالی در طی قرون یازده و دوازده، چندین مجتمع خورشیدی ساخته بودند. به هر حال مجددا چند سالی بیش نیست كه معماران بطور جدی این كار را شروع كرده اند و پیشرفت و تحول سریعی در خانه های جدید خورشید به چشم می خورد.
●سیستمهای فتوولتائیك
سیستمی که در آن انرژی بدون بهره گیری از مكانیزم های متحرك و شیمیائی، به انرژی الكتریكی تبدیل شود اثر آنرا فتوولتائیک نامند.
عاملی كه دراین فرآیند بكار می رود سلول خورشیدی نامیده می شود. حدود ۴۵ سال پیش برای اولین بار و بعنوان مولد الكتریكی در سفینه های فضائی از این سلولها استفاده گردید و مدتی است كه بهره گیری از آنها در زمین نیز متداول شده است. در مناطق دور و در جاهایی كه دسترسی به سوخت و الكتریسیته ارزان مقدور نباشد از سیستمهای فتوولتائیك استفاده می گردد. این سیستمها رابرق خورشیدی نیز می نامند.
●سیستم خشک کن خورشیدی

خشک کردن مواد غذائی برای نگهداری آنها، از زمانهای بسیار قدیم مرسوم بوده و انسانهای نخستین خشك كردن را یك هنر دانسته و برای خشك كردن و نگهداری انواع میوه ها مثل خرما و انجیر و انواع گوشت و ماهی اهمیت خاصی قائل بودند. ماهی خشك شده در جریان هوا- گوشت خشك شده در ‏آفتاب – میوه ها و سبزیجات خشك شده ، سالهاست كه مورد استفاده قرار می گیرند.
خشك كنهای خورشیدی بیشتر شامل روش اول می باشند، باین ترتیب كه مواد خشك شدنی بطور مستقیم و یا غیر مستقیم از انرژی حرارتی خورشیدی استفاده كرده و هوانیز بطور طبیعی و یا اجباری جریان یافته و باعث خشك شدن محصول می گردد.در خشك كنهای سیستم باز، مواد مستقیما تشعشع خورشید را دریافت كرده و بخار آب حاصله بوسیله جریان هوا از مواد خشك كردنی دور می شود.
●سیستمهای خوراك پز خورشیدی
اجاق یا فر خورشیدی جهت پختن غذا ، تولید آب جوش و استرلیزه دارو بكار می رود.سیستم تهیه آب شیرین خورشیدی و دستگاه های تقطیر کمبود آبیكی از مهمترین عوامل محدود كننده محیط زندگی و كشاورزی و عدم توسعه صنایع می باشد و درحقیقت بدون آب زندگی و پیشرفت ممكن نیست. اقیانوسها یكی از بزرگترین منابع ذخیره آب بوده ولی با داشتن حدود ۵/۳% وزنی از املاح مختلف درآب، استفاده مستقیم از این آبها در بیشتر موارد دچار اشكال می گردد. درصد املاح محلول در اقیانوسها و دریاها نسبت به عمقهای مختلف متفاوت است چون آب مصرفی در ساختمانهای مسكونی و صنعت و كشاورزی و شرب، هر یك مشخصات خاصی دارند كه با آب اقیانوسها و دریاها مطابقت نمی كند لذا حذف قسمت اعظم املاح آب اقیانوسها و انجام پاره ای تغییرات در تركیبات آنها قبل از مصرف، حتمی و ضروری است مثلا آب آشامیدنی نباید بیش از ۱۰۰۰ میلی گرم در لیتر املاح داشته باشد و یا ابی كه در كشاورزی مصرف می شود حداكثر املاح محاز آن ۵۰۰۰ میلی گرم در لیتر است. در صنعت نیز آبهای سخت با املاح زیاد، علاوه بر امكان خوردگی، با ایجاد رسوب در لوله ها و دستگاهها، مشكلاتی درتاسیسات ایجاد كرده و سرمایه های هنگفتی را به هدر می ندهند و باین ترتیب، انرژی خورشید تنها امید برای تهیه آب مناسب و ارزان قیمت بوده و جنبه حیاتی برای ساكنین منطقه دارد. در سال ۱۸۷۲ اولین بار در كشور شیلی، با استفاده از انرژی خورشید به مقیاس ۲۰ متر مكعب در روز آب شیرین از آب دریا تهیه شد. اصول آب شیرین كن خورشیدی تقریبا مشابه تهیه آب شیرین در طبیعت می باشد كه آبهای تبخیر شده از سطح دریاها و اقیانوسها، ابرها رابوجود می آورند.

منبع : پایگاه اطلاع رسانی وزارت نیرو