چرا انرژی خورشیدی مهم است ؟ مزایای سلول خورشیدی
انرژی خورشیدی نور و گرمای تولید شده توسط خورشید
است . انرژی ستاره خورشید یکی از منابع عمده انرژی در منظومه شمسی می‌باشد
. طبق آخرین برآوردهای رسمی اعلام شده عمر این انرژی بیش از ۱۴ میلیارد
سال می‌باشد. در هر ثانیه ۲/۴ میلیون تن از جرم
خورشید به انرژی تبدیل می‌شود. با توجه به وزن خورشید که حدود ۳۳۳ هزار
برابر وزن زمین است. این کره نورانی را می‌توان به‌عنوان منبع عظیم انرژی
تا ۵ میلیارد سال آینده به حساب آورد.
انرژی خورشیدی اشاره به منبعی از انرژی دارد که مردم می
توانند این انرژی را از خورشید دریافت کنند. با گذشت زمان افراد زیادی به
این نتیجه رسیدند که انرژی خورشید یکی از مهمترین صورت های انرژی در حال
حاضر است و حتی در آینده. در اکثر کشورها، جمعیت جهان رو به افزایش است و
همچنین افزایش متقاضیان برای منابع انرژی طبیعتا زیاد است. کارشناسان بر
این باورند که انرژی خورشیدی را باید با توجه به اهمیت آن واقعا سزاوار
دانست. بخش عمده ای از مردم جهان برای رفع نیازمندیشان بر انرژی هایی مانند
گاز، زغال سنگ، باد، آب و… تکیه می کنند اما تنها تعداد کمی از افراد
اهمیت و مزایای انرژی خورشیدی را می دانند و از آن استفاده می کنند.
انرژی خورشیدی یکی از مهم ترین منابع و صورت انرژی در نظر
گرفته می شود زیرا اساسا استفاده از انرژی خورشیدی آزاد است و دیگر هیچ
کشوری نیاز به هزینه کردن برای استفاده از این انرژی را ندارد. مردم باید
در تکنولوژی سرمایه گذاری کنند و از این انرژی به بهترین شکل استفاده کنند و
از آن بهره ببرند. انرژی خورشیدی از طرفی دیگر می تواند مهم باشد به دلیل
اینکه این انرژی برای کل جهان نامحدود و بی حد و حصر می باشد. منبع اصلی
انرژی که خورشید است به معنای واقعی کلمه در اختیار و موجود است و می توان
از این انرژی برای رفع نیازهای خود استفاده کرد.
سال های زیادی است که اکثر صنعت جهان روی سوخت های فسیلی
(زغال سنگ، نفت و گاز طبیعی) پایدار است. سوخت های فسیلی منابع تجدید
ناپذیر هستند یعنی به وجود آمدن آن ها نیازمند هزاران هزار سال است
بنابراین این سوخت مدت زیادی نمی تواند جوابگوی تمام نیازهای انسان باشد و
دیر یا زود تمام خواهد شد پس باید جایگزین مناسبی برای این سوخت ها پیدا
کنیم که انرژی خورشیدی می تواند جایگزین بسیار مناسبی مخصوصا برای نسل های
آینده باشد. بعضی از انرژی ها تاثیر بد و نامطلوبی بر محیط خواهد داشت
مانند سوخت های فسیلی. با بهره گیری از انرژی خورشیدی، دیگر جای نگرانی
نیست زیرا اگر منابع انرژی موجود به اتمام رسد انرژی تجدید پذیر و دائمی
مانند انرژی خورشیدی را تا ابد خواهیم داشت و تاثیرات مخرب زیست محیطی و
ایمنی از نظر سلامتی ما را تهدید نخواهد کرد.
استفاده ازمنابع عظیم انرژی خورشید برای تولید انرژی
الکتریسته، استفاده دینامیکی، ایجاد گرمایش محوطه ها و ساختمانها، خشک
کردن تولیدات کشاورزی و تغییرات شیمیایی و….. اخیرا شروع گردیده است.
مزایای استفاده از انرژی خورشیدی
– پاک و بدون آلودگی (حذف انتشار گازهای گلخانه ای از جمله دی اکسید کربن)
– بی پایان
– رایگان و دردسترس
– کاهش مصرف سوخت‌های فسیلی
– امن و بی خطر
کاربرد انرژی خورشیدی
در عصر حاضر از انرژی خورشیدی توسط سیستم‌های مختلف استفاده می‌شود که عبارت‌اند از:
- استفاده از انرژی حرارتی خورشید برای مصارف خانگی، صنعتی و نیروگاهی.
- تبدیل مستقیم پرتوهای خورشید به الکتریسیته بوسیله تجهیزاتی به نام فتوولتائیک.
به طور کلی موارد استفاده از انرژی خورشید به صورت زیر دسته بندی می‌شود:
۱) تامین روشنایی از انرژِی خورشید
۲) تامین انرژی الکتریسیته
– تولید برق با استفاده از فوتوولتاییک ها
– تولید برق با استفاده از گرمایش خورشیدی
۳) سرمایش و گرمایش هوا
۴) اجاق ها
۵) آب شیرین کن
۶) گرمایش آب
– تامین آب گرم در فرایندهای صنعتی و تامین گرمای مورد نیاز برخی فرایندها
– گرمایش استخرها
– مخازن ذخیره آب فصلی
– تهیه آب‌گرم مورد نیاز مصارف خانگی با استفاده از آبگرمکن های خورشیدی
فهرست محصولاتی که با انرژی خورشیدی کار می کنند :
لیست زیر محصولاتی است که برای انجام کار نیاز به صفحه خورشیدی دارند
کوله پشتی خورشیدی
نمونه ای از یک کوله پشتی خورشیدی
قایق خورشیدی
نمونه ای از قایق خورشیدی
اتومبیل خورشیدی
نمونه ای از اتومبیل خورشیدی
سلول خورشیدی شارژ تلفن ( شارژر خورشیدی )
نمونه ای از یک شارژر خورشیدی
پهباد هلیوس آمریکا
پهباد هلیوس آمریکا
فن خورشیدی
فن خورشیدی
ماشین گلف خورشیدی ( ماشینی کوچک برای بردن بازیکنان گلف به محل مسابقه )
ماشین گلف خورشیدی
لامپ روشنایی خورشیدی در خیابان
لامپ روشنایی با استفاده از سلار سل
درخت های خورشیدی
درخت خورشیدی
خانه و ساختمان های خورشیدی
خانه ای با پنل های خورشیدی
صفحه یا پنلهای خورشیدی
روشنایی خورشیدی
سیستم تغذیه کننده یک واحد مسکونی
سیستم تغذیه کننده ایستگاههای مخابراتی و زلزله نگاری
نیروگاههای فتوولتائیک
سیستم تغذیه کننده پرتابل یا قابل حمل
ماشین حساب، ساعت، رادیو، ضبط صوت و وسایل بازی کودکانه یا هر نوع وسیله‌ای که تاکنون با باطری خشک کار می‌کرده است
نیروگاههای حرارتی از نوع بشقابی
دودکش‌های خورشیدی
آبگرمکن‌های خورشیدی و حمام خورشیدی
گرمایش و سرمایش ساختمان و تهویه مطبوع خورشیدی
خشک کن خورشیدی
اجاقهای خورشیدی
کوره خورشیدی
سطل آشغال فشرده خورشیدی
یخچال و فریزر خورشیدی
ساعت مچی خورشیدی
سیستم پمپاژ خورشیدی
نوت بوک خورشیدی
آب شیرین کن خورشیدی
فواره خورشیدی
صفحه کلید خورشیدی
در جداول زیر ، آمار و ارقامی از انرژی خورشیدی قابل مشاهده است .
کشورهایی که بیشترین استفاده از سلول های خورشیدی را دارند : ( بر حسب مگا وات )
لیست کشورها با بیشترین استفاده از انرژی خورشید
مزایا ومعایب سلول های خورشیدی
مزایا ومعایب سلو لهای خورشیدیتکنولوژی
فتوولتائیک یک منبع بی‌خطر برای تولید انرژی برق می‌باشد. این تکنولوژی
مزایای بسیاری نسبت به روش فعلی تولید برق دارد که در زیر به آنها
می‌پردازیم
1- انرژی خورشید مهمترین منبع قابل تجدید انرژی بر روی کره
زمین است نگرانی‌هایی که مورد سوخت‌های فسیلی و هسته‌ای وجود دارد، در مورد
این منبع انرژی بی‌معنا است. این انرژی مانع سوخت‌های فسیلی تمام نمی‌شود و
یا مانند سوخت‌های هسته‌ای دارای ضایعات اتمی نمی‌باشد
2- سیستم‌های خورشیدی معمولاً دارای ضریب ایمنی بسیار بالا می‌باشند
3-
توان فتوولتائیک می‌تواند در هر نقطه از کره زمین به وسیله خورشید تولید
شود (مناطق گرم استوایی، مناطق با آب و هوای معتدل یا حتی سرد، شهرها و
روستاها علی الخصوص مناطق دور افتاده از شبکه برق رسانی)
4- سلولهای
فتوولتائیک منبعی از انرژی هستند که به سوخت احتیاج ندارند در نتیجه آلودگی
ناشی از سوخت‌های فسیلی مانند دی اکسید کربن، منواکسید کربن و همچنین
آلودگی‌های مهم ناشی از سوخت‌های هسته‌ای و غیره را نیز ندارند. به طور کلی
سلولهای فتوولتائیک هیچ گونه آلودگی محیط زیستی را دربر ندارند و به عنوان
تمیزترین و سالم‌ترین نوع انرژی شناخته شده‌اند. به عنوان مثال در کشور
انگلستان به ازای هر کیلو وات الکتریسیته تولید شده توسط سلولهای
فتوولتائیک یک سال توزیع دی اکسید کربن که مهمترین عوامل آلودگی است به
میزان یک تن کاهش می‌یابد
5- تکنولوژی فتوولتائیک به دلیل خاصیت مدولی
بودن قابل ساخت در اندازه‌های مختلف قابل گسترش تا اندازه‌های بسیار بزرگ
می‌باشد. فتوولتائیک تنها منبع انرژی است که می‌تواند توسط مورد نیاز را
مقیاسی در حدود میلی وات تا مگا وات به راحتی و با هزینه اقتصادی مناسبی
تهیه کند یک سلول فتوولتائیک در پیک تابش خورشید توانی حدود Wp 5/1 تولید
می‌کند که جریان به صورت DC می‌باشد. یک مدول فتوولتائیک می‌تواند Wp50 را
تولید کند. بزرگترین شبکه فتوولتائیک جهان با مدولهای متعدد در نیروگاهی در
ایتالیا واقع است که توانی حدود MWp 3/3 تولید می‌کند (منظور از Wp توان
تولید شده بر حسب وات در پسک خورشید می‌باشد
6- حجم ماده به کار رفته در این سلولها کم بوده و ساخت آنها نسبتاً آسان است
7- سلولها و مدولهای فتوولتائیک دارای هیچ قسمت متحرکی نیستند پس هیچگونه اتلافی در اثر اصطکاک در آن وجود ندارد
8-
هیچ گونه ضایعاتی را به وجود نمی‌آورند و ماده مورد استفاده در آنها
بی‌خطر و غیر سمی می‌باشد و در ضمن هیچ تشعشعی از خود صادر نمی‌کنند
9-
بسیار آرام و ساکت کار می‌کنند و در حین کار هیچ صدایی تولید نمی‌کنند پس
آلودگی صوتی که در اکثر مکانیزم‌های مکانیکی و الکتریکی وجود دارد، در این
سیستم‌ها وجود ندارد
10- مانند سایر دستگاه‌ها که در دمای نسبتاً بالا کار می‌کنند احتیاج به آب خنک کننده ندارند
11-
این سلولها دارای قابلیت اعتماد بالایی بوده و به آسانی قابل استفاده
هستند. نصب آنها ساده است و اگر درست نصب شوند به هیچ گونه تجهیزات اضافی و
یا خدمات بعدی احتیاج ندارند
12- این سلولها عمر زیادی دارند. اکثر
سلولهای خورشیدی تجاری به مدت 25 سال گارانتی دارند. اغلب وسایل اضافی
مانند باتری‌هایی که برای ذخیره انرژی به کار می‌روند عمر کوتاه‌تری دارند و
ممکن است نیاز به تعویض یا سرویس داشته باشند
13-این سلولها نمای
خارجی نامناسبی ندارند و حتی اگر با اندکی دقت طراحی شوند می‌توانند از نظر
معماری به زیبایی نمای ساختمان هم کمک کنند
معایب سلولهای خورشیدی
1-
تفاوت و تغییر نور خورشید در فصول مختلف سال. انرژی خورشیدی در طول شب
بی‌معنا است و متأسفانه تجهیزات ارزان قیمت و روش‌های کارآمدی برای ذخیره
انرژی الکتریکی وجود ندارد، که این یکی از عواملی است که باعث توقف در رشد و
گسترش این سیستم‌ها می‌شود. برای کاربردهای جداگانه و معمولاً چندان بزرگ
باتری‌های قابل شارژ تنها وسیله عملی برای ذخیره انرژی برق می‌باشند. در
این رابطه باید پیشرفت‌هایی در زمینه الکترونیک برای انتقال و ذخیره
الکتریکی صورت گیرد
2- قیمت بالای سلولهای فتوولتائیک، مشکل عمده این
سیستم‌ها است. سازندگان این سلولها از یک عملکرد پیچیده استفاده می‌کنند
که رشد دقیق کریستال و درجه خلوص بالا و فرآیندهای متعددی مورد نیاز
می‌باشد. تمام این فرآیندها باعث می‌شوند قیمت سلولها بالا رود. البته با
رشد بازار و تولید بیشتر این سلولها، قیمت آنها نسبت به 20 سال گذشته 5
الی 6 برابر و نسبت به اولین سلولهای به کار رفته در فضا 15 الی 20 برابر
کاهش یافته است
3- سومین مشکلی که سیستم‌های فتوولتائیک با آن مواجه
است، نادیده گرفته شدن آن توسط تکنولوژی فعلی و مردم است. حتی اگر مصرف
کنندگان از مزایای سیستم فتوولتائیک مطلع شوند به ندرت می‌توانند یک سیستم
(Plug & Play) را بر روی سقف خانه خود نصب کنند. تکنولوژی فتوولتائیک
بر سر دو راهی قرار گرفته است. این تکنولوژی از نظر ساعت رشد دومین
تکنولوژی در جهان می‌باشد ولی هنوز برای برخی ناآشنا و از نظر آنها حتی
امتحان نشده است
