معرفی انرژی خورشیدی
کاربرد انرژی خورشیدی در 20 سال اخیر رشد قابل ملاحظه داشته است. به‌طور خلاصه، مزایای استفاده از انرژی خورشیدی به شرح زیر می‌باشد:
مزایای استفاده از انرژی خورشیدی
در شکل زیر نقشه کلی میزان تابش انرژی خورشیدی در دنیا بر اساس اطلاعات ناسا آورده شده است. همانطور که ملاحظه می گردد کمربند کره زمین دارای مناظق با پتانسیل بالای استفاده از انرژی خورشیدی می باشد. کشورهای اروپایی نیز از پتانسیل کمتر نسبت به سایر مناطق دنیا برخوردارند. به طوری که کمترین تابش مستقیم خورشید در ایران بالاتر از ماکزیمم تابش در آلمان است.
میزان تابش انرژی خورشیدی در دنیا
انرژی خورشیدی در دو قالب نیروگاه های خورشیدی متمرکز (CSP) و نیروگاه های فتوولتائیک (PV) می باشد. در ادامه به معرفی این دو تکنولوژی پرداخته شده است.
نیروگاه خورشیدی-حرارتی (CSP)
متمرکز شدن نور خورشید در یک نقطه می تواند انرژی بسیار زیادی را در آن نقطه ایجاد نماید. این انرژی می تواند بسیاری از مایعات را بخار نماید و یا حتی برخی از فلزات را ذوب کند. فن آوری های متعددی برای استفاده از توان انرژی متمرکز شده خورشیدی و تبدیل آن به الکتریسته توسعه داده شده اند. این فن آوری ها را در چهار دسته اصلی می توان تقسیم نمود:
- متمرکز کننده های سهموی خطی
- فرزنل
- برج خورشیدی
- دیش استرلینگ
در همه این فن آوری ها، پرتوهای خورشید با استفاده از آبنه ها و لنز ها، بر یک دریافت کننده متمرکز شده و گرمای زیادی را در آن قسمت ایجاد می کند. کلکتورهای خورشیدی، اشعه های خورشید را در یک نقطه و یا امتداد یک خط متمرکز می کنند.
به جز در فن آوری دیش استرلینگ که در آن تفاوت انرژی گرمایی، به صورت مستقیم تبدیل به انرژی مکانیکی و این انرژی تبدیل به انرژی الکتریکی می شود، در مابقی فن آوری ها، گرمای ایجاد شده در منطقه دریافت کننده، برای گرم کردن یک مایع و تولید بخار استفاده می شود. بخار تولید شده به شیوه رایج در نیروگاه های برق حرارتی، به الکتریسته تبدیل می شود. نمای شماتیکی از چگونگی کارکرد این فن آوری ها در شکل زیر ارائه شده است.
انواع فناوری های متمرکز کننده خورشیدی
نیروگاه های خورشیدی فتوولتائیک (PV)
ساختمان سلولهای خورشیدی که اکنون در بازار به صورت تجاری موجودند، متشکل از دو صفحه فلزی با بار مخالف می باشد که به هنگام تابش نور خورشید، حاوی اشعه ماورای بنفش، به صفحه فلزی با بار منفی، الکترون ها از این صفحه جدا شده و در اثر نیروی الکترواستاتیک جذب صفحه با بار مثبت می شوند. به این ترتیب جریان در سلول خورشیدی برقرار می گردد و انرژی خورشیدی به انرژی الکتریکی تبدیل می شود.
اساس کار سلول خورشیدی
با توجه به رشد سریع این صنعت و کاهش قیمت آن در آینده، همچنین افزایش بهای انرژی الکتریکی حاصل از سوختهای فسیلی و میزان آلایندگی آنها، پیش بینی میشود انرژی فتوولتاییک در 30 الی 40 سال آینده درصد قابل توجهی از انرژی الکتریکی بشر را تامین کند.
کلمات کلیدی : انرژی‌های تجدیدپذیر، انرژی‌های نو، انرژی خورشیدی، نیروگاه خورشیدی، پنل خورشیدی، انرژی پاک
