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.
