روش های استفاده از انرژی خورشیدی

وابستگی شدید جوامع صنعتی به منابع انرژی, به ویژه سوخت های نفتی و به كارگیری و مصرف بی رویه آنها سبب شده, این منابع كه در قرن های متمادی در زیر لایه های زیرین زمین تشكیل شده, تخلیه شود انرژی های فسیلی مانند نفت و زغال سنگ پایان پذیر و تجدیدناپذیر هستند, اما انرژی های نو یا جانشین از جمله باد, آب و خورشید چنین نیستند

وابستگی شدید جوامع صنعتی به منابع انرژی، به ویژه سوخت های نفتی و به كارگیری و مصرف بی رویه آنها سبب شده، این منابع كه در قرن های متمادی در زیر لایه های زیرین زمین تشكیل شده، تخلیه شود.انرژی های فسیلی مانند نفت و زغال سنگ پایان پذیر و تجدیدناپذیر هستند، اما انرژی های نو یا جانشین از جمله باد، آب و خورشید چنین نیستند. خورشید یكی از منابع مهم تجدیدناپذیر انرژی است كه به فناوری های پیشرفته و پرهزینه نیاز ندارد و می تواند به عنوان یك منبع مفید و تامین كننده انرژی در بیشتر نقاط جهان به كار گرفته شود. استفاده از این انرژی برخلاف انرژی هسته ای، خطری ندارد و برای كشورهای فاقد منابع انرژی زیرزمینی، مناسب ترین راه برای دستیابی به نیرو و رشد و توسعه اقتصادی است. هم اكنون از انرژی خورشیدی به وسیله سیستم های مختلف و برای اهداف گوناگون استفاده و بهره گیری می شود كه مهمترین آنها سیستم های فتوبیولوژیك، شیمی خورشیدی (Helio Chemical)، گرمای خورشیدی (Helio Thermal)، برق خورشیدی (Helio Electrical)، سیستم های فتوشیمیایی، سیستم های فتوولتاییك، سیستم های حرارتی و برودتی هستند.

انرژی خورشید به كمك آیندگان می شتابد

نیروگاه های خورشیدی كه انرژی خورشید را به برق تبدیل می كنند، در آینده با مزیت هایی كه در برابر نیروگاه های فسیلی دارند، مشكل برق و تا حدودی مشكل كم آبی را به ویژه در دوران تمام شدن نفت و گاز حل خواهند كرد و به طور مسلم تاسیس و به كارگیری برج های نیرو، زمینه لازم را برای خودكفایی و قطع وابستگی كشور فراهم خواهد كرد.

تولید برق بدون مصرف سوخت، نیاز نداشتن به آب فراوان، آلوده نكردن محیط زیست، استهلاك كم و عمر زیاد از مزیت های بارز برج های نیرو و نیروگاه های خورشیدی نسبت به نیروگاه های فسیلی و اتمی است.

لزوم استفاده از انرژی خورشیدی

ایران با آن كه یكی از كشورهای نفت خیز جهان و دارای منابع عظیم گاز طبیعی است، به دلیل شدت تابش خورشید در بیشتر نقاط كشور، می تواند صرفه جویی مهمی در مصرف سوخت های فسیلی داشته باشد. فناوری ساده، كاهش آلودگی هوا و محیط زیست و از همه مهمتر ذخیره شدن سوخت های فسیلی برای آینده یا تبدیل آنها به مواد پردازش با استفاده از تكنیك پتروشیمی، از دلایل لزوم استفاده از انرژی خورشیدی در كشور هستند.با افزایش قیمت نفت در سال ۱۹۷۳ كشورهای پیشرفته صنعتی مجبور شدند، به استفاده از انرژی های جانشین جدی تر بیندیشند و این نگرش پس از انقلاب اسلامی ایران، وسعت بیشتری یافت. كشورهای صنعتی به این نتیجه رسیده اند كه با بهینه سازی مصرف انرژی در صنایع و ساختمان ها، مصرف انرژی را می توان ۳۰ تا ۴۰ درصد كاهش داد.ایران یكی از پنج كشور مصرف كننده بالای مواد نفتی در جهان و در میان كشورهای اوپك، بزرگ ترین مصرف كننده فرآورده های نفتی است. با توجه به رشد مصرف انرژی بالای ۵ درصدی در ایران می توان گفت كه هر ۱۰ سال مصرف انرژی كشور دو برابر می شود. با این روند و با توجه به افت فشار چاه های نفت و مشكلات حفاری، استخراج و سرمایه گذاری، نمی توان امیدوار بود كه پس از دو دهه نیازهای موجود كشور بر طرف شود. با این اوصاف این سئوال مطرح می شود كه آیا تولید انرژی، پاسخ گوی نیازها خواهد بود؟ و اگر هم باشد مازادی برای صدور نفت و به دست آوردن ارز خواهیم داشت؟بررسی های بانك جهانی حاكی است كه اگر كشورهای در حال توسعه، سیاست های بهینه سازی مصرف انرژی را به كار می گرفتند، تا سال ۱۹۹۰ می توانستند ۴ میلیون بشكه در روز صرفه جویی كنند. كارشناسان معتقدند با استفاده از سیاست های بهینه سازی مصرف انرژی، ضمن كاهش مصرف انرژی منافعی مانند: كاهش آلودگی هوا به ویژه در شهرهای بزرگ، صرفه جویی در سرمایه گذاری در ساخت نیروگاه ها، پالایشگاه ها و سیستم گازرسانی به میزان میلیاردها دلار در سال، طولانی شدن عمر ذخایر نفتی، ایجاد اشتغال در كشور، كم هزینه بودن و نگهداری آسان، عاید كشور خواهد شد. ناگفته نماند با احتساب مصرف بیش از یك میلیون بشكه معادل نفت در روز، بیش از یك میلیارد دلار درآمد ارزی در سال نصیب كشور خواهد شد. ایران با عرض جغرافیایی ۲۵ تا ۴۵ شمالی در منطقه مناسبی برای دریافت انرژی خورشیدی قرار دارد. میزان انرژی ای كه زمین در یك ساعت از خورشید دریافت می كند، بیش از انرژی مصرفی جهان در یك سال است. انرژی خورشیدی با بهره گیری از روش ها و وسایل ویژه به تولید برق با استفاده از حرارت خورشید می پردازد كه حرارت نیز پس از گذار از یك یا چند مرحله به انرژی الكتریكی تبدیل می شود. پاك بودن این سیستم، توجه بسیاری از كشورها و دولت های جهان را به خود معطوف كرده تا آنجا كه انگلستان اخیراً با الزامی كردن استفاده از صفحات خورشیدی در ساختمان های در حال ساخت، گامی بلند و موثر در بهینه سازی مصرف انرژی برداشته است. از هنگامی كه منابع هیدروكربور و زغال سنگ چرخه تولید انرژی را در دست گرفت، به واسطه ارزان و در دسترس بودن آن از توجه به انرژی كاسته شد. در ایران، ارزانی و فراوانی بیش از حد هیدروكربور سبب شده تا به انرژی خورشیدی توجه كمتر مبذول شود.با پیش آمدن بحران شدید نفتی در سال ۱۹۷۳ و لجام گسیختگی بازار و پیش آمدن شرایطی كه به تهدید صنعت جهان می انجامید، ناگهان توجه دوباره به انرژی های تجدیدپذیر و انرژی خورشید معطوف شد.مهندس زارعی، مدیر گروه انرژی خورشیدی معاونت انرژی های وزارت نیرو در این باره می گوید: هم اینك چند نیروگاه با بهره برداری از نیروی خورشید انرژی تولید می كنند و در دست ساخت و بهره برداری هستند كه به واسطه این طرح ها ایران در زمره معدود كشورهای دارای فناوری ساخت نیروگاه های خورشیدی قرار گرفته است. نیروگاه های خورشیدی دارای انواع گوناگون و تفكیك پذیر هستند: نیروگاه هایی كه مستقیم با دریافت انرژی خورشید آن را به انرژی الكتریكی تبدیل می كنند و نیروگاه هایی كه پس از دریافت انرژی خورشید آن را به گرما و پس از گذشت یك روند خاص، به الكتریسیته تبدیل می كند.سیستم هایی كه از انرژی خورشید بهره می برند، شامل سیستم فتوولتایی (PV) و سیستم های گرما شیمیایی، تولید هیدروژن از انرژی خورشید است. در سیستم فتوولتایی كه در اصل برای كاربردهای فضایی ابداع و تكمیل شده بودند، انرژی نوری را مستقیم به انرژی الكتریكی تبدیل می كنند. این فناوری براساس این نظریه «اثر فتوالكتریك» اینشتین شكل گرفته كه نور سبب می شود الكترون ها از هم جدا شوند. توسعه PV برای كاربردهای زمینی در هنگام نخستین بحران نفت در دو زمینه بسیار متفاوت آغاز شد: یكی در زمینه فناوری های تمركزی است كه در آن كاهش هزینه ها با استفاده از جانشینی سطح PV به وسیله سطح عدسی صورت می گیرد و دیگری برای كاهش هزینه های مدول های PV با استفاده از ساخت صنعتی با حجم زیاد است. در سیستم های گرماشیمیایی و نورشیمیایی نیز از انرژی خورشید برای القای واكنش های شیمیایی استفاده می كنند تا كیفیت محصولات موجود را افزایش دهند یا محصولات كاملاً جدیدی را بسازند. گرما شیمیایی به استفاده از گرما برای رانش واكنش ها اطلاق می شود و نور شیمیایی به استفاده مستقیم فوتون ها مانند بخش ماورای بنفش طیف خورشید اطلاق می شود. تولید هیدروژن از انرژی خورشید نیز به توجه ویژه نیاز دارد، زیرا هیدروژن سوخت تمام نشدنی و سازگار با محیط است.

---