خورشید منبع انرژی بلکه منشاء بخشی عظیمی از منابع انرژی روی زمین است .
انرژی خورشیدی یکی از انرژی تجدید پذیر است که با پیشرفت تکنولوژی در زندگی روزمره بشر تاثیر دارد . از بدو پیدایش اولین حیات در روی زمین انرژی خورشیدی در پدیده فتو سنتز کاربرد داشته است . انسان از انرژی خورشیدی برای گرمایش مسکن خود و بعد ها برای خشک کردن میوه و سبزی استفاده می کرد . و بعد ها برای تبخیر آب دریا در حوضچه های کم عمق و تولید نمک استفاده نموده است .
صنعتی شدن انرژی خورشیدی
استفاده های صنعتی و مدرن انرژی خورشیدی از سال های 1770 میلادی شروع شد . در سال 1872 اولین واحد خورشیدی برای نمک زدائی آب دریا در شمال شیلی ساخته شد . از اواخر سال های 1800 و اوایل سال های 1900 تعدادی متمرکز کننده خورشیدی جهت دستیابی به دما های بالا و تولید بخار در فرانسه و آمریکا و مصر ساخته شد که از بخارحاصله برای راه اندازی ماشین های بخار و آبیاری استفاده می شد .از سال های 1940 به بعد استفاده از انرژی خورشیدی در تولید آب گرم مصرفی و گرمایش ساختمان ها در آمریکا ، روسیه ( تاشکند و عشق آباد ) ، استرالیا و سایر کشورها رو به توسعه نهاد . در سال 1946 در هندوستان کوره هایی که با انرژی خورشیدی کار می کردند ساخته شد . در سال 1961 برای نخستین بار در ایتالیا از انرژی حرارتی خورشیدی برای تولید الکتریسیته توسط توربین های بخار کوچک استفاده گردید .
بحران انرژی
با بحران انرژی سال 1973 ، توجه به کاربرد انرژی خورشیدی بالا گرفت و سرمایه گذاری های زیادی در غالب کشورهای جان ( به خصوص کشورهای صنعتی ) برای پژوهش و دستیابی به طرح های بهینه کاربرهای مختلف انرژی خورشیدی انجام پذیرفت .
در دهه 1980 با از بین رفتن بحران انرژی ، توجه به انرژی خورشیدی تقلیل یافت و در حال حاضر مهمترین موضوعی که در کشورهای صنعتی به آن توجه قابل ملاحضه ی می شود سلول های خورشیدی می باشد . علاوه بر این ، روش های گرمایش طبیعی خورشیدی در بسیاری از کشورهای جهان در دهه گذشته مورد توجه قرار گرفته است .
سالانه حدود 1018 * 5/1 کیلو وات ساعت انرژی به جو زمین برخورد میکند که تقریبا 47 درصد از این انرژی یعنی 1017 * 7 کیلو وات ساعت به سطح زمین تابیده می شود .
در ایران روزانه بطور متوسط 5/5 کیلو وات ساعت انرژی خورشیدی بر هر متر مربع از سطح زمین تابده می شود با دانستن اینکه مساحت تقریبی ایران 1600000 کیلو متر مربع است یعنی حدود 1012 * 6/1 متر مربع .
میزان تابش روزانه خورشید در ایران برابر است با : 1017 * 6/1* 5/5 کیلو وات ساعت .
میزان کل تابش خورشید در طول روز برای ایران تقریبا برابر با 9000000000 مگا وات ساعت است . اگر تنها از 1 درصد مساحت ایران انرژی خورشیدی را جذب کنیم و راندمان سیستم دریاغت انرژی تنها 10 درصد باشد ، باز هم می توان روزانه 9000000 مگا وات ساعت انرژی از خورشید دریافت کنیم .
تکنولوژی های استفاده از انرژی خورشید
- سیستم های حرارتی خورشیدی
- سیستم های حرارتی – برقی خورشیدی
- سیستم های فتو ولتائیک
الف – سیستم های حرارتی خورشیدی
این سیستم ها دارای یک بخش ذخیره هستن تا حرارت خورشید را ذخیره کنند . کاربردهای غیر نیروگاهی این سیستم را می توان به انواع زیر تقسیم کرد :
1. گرمایش آب مصرفی ( آبگرم کن های خورشیدی )
2. ساختمان های خورشیدی ( گرمایش و سرمایش فضای داخلی ساختمان )
3. آب شیرین کن های خورشیدی
4. خشک کن های خورشیدی
5. اجاق های خورشیدی
6. کوره های خورشیدی
7. و . . .
ب – سیستم های حرارتی – برقی خورشیدی
به سیستم های اتلاق می شود که از طریق گردآورنده های خورشیدی برای تولید الکتریسیته از طریق یک چرخه ترمو دینامیکی استفاده می کنند .
انواع سیستم های حرارتی برقی خورشیدی :
1. نیروگاه های خورشیدی با استفاده از متمرکز کننده خطی سهموی ( Parabolic trough )
2. نیروگاه های خورشیدی با استفاده از بشقابک سهموی ( Parabolic dish )
3. نیروگاه های خورشیدی با استفاده از دریافت کننده مرکزی ( Central receiver )
4. نیروگاه های خورشیدی با استفاده از دودکش خورشیدی ( Solar chimney )
5. نیروگاه های خورشیدی با استفاده از کلکتور فرنل
ج – سیستم های فتو ولتائیک
سیستم های فتوولتاییک از تعدادی صفحه خورشیدی تشکیل شده اند که از ترکیب علوم برق و مکانیک برای طراحی عملکرد آن استفاده شده است.
اجزای سیستم فتوولتاییک
-
صفحات خورشیدی
-
اینورتر
-
ترکیب کننده
-
قطع کننده
در مقاله ای دیگر درباره سیستم های فتوولتاییک به تفصیل توضیح خواهیم داد.
