انرژی خورشیدی

خورشید زمین را گرم و روشن می‌کند. همه موجودات نیز انرژی خورشیدی را لازم دارند تا زنده بمانند. اگر خورشید وجود نداشت یا از زمین دورتر بود گرمای کمتری به ما می‌رسید، سطح زمین سرد و تاریک می‌شد و هیچ موجودی توانایی زندگی را نداشت. همه ما به انرژی خورشید نیاز داریم، انرژی مثل نیرویی نامرئی در جسم ما وجود دارد و آن را بکار می‌اندازد. اگر انرژی به بدن ما نرسد، قدرت انجام کار را از دست می‌دهیم و پس از مدتی می‌میریم.

انرژی خورشیدی خاص ترین منبع انرژی تجدیدپذیر در جهان است و منبع تمام انرژی‌های موجود در زمین است. انرژی خورشیدی میتواند  شکل مستقیم و غیرمستقیم  به اشکال دیگر انرژی تبدیل گردد.

خورشید به مانند یک بخاری طبیعی زمین را گرم میکند، بسته‌های کوچکی از انرژی به نام فوتون را آزاد می‌کند، فوتون‌ها  تقریبا تا ۸/۵ دقیقه مسافت ۱۵۰ میلیون کیلومتری خورشید تا زمین را طی می‌کنند.

انرژی خورشیدی چیست؟

انرژی خورشیدی همونطور که از اسمش معلومه به انرژی حاصل از خورشید که به انرژی گرمایی یا الکتریکی تبدیل می‌شود میگویند. انرژی خورشیدی تمیزترین و غنی ترین منبع انرژی تجدید پذیر در دنیا است. در حال حاضر تکنولوژی های خورشیدی می‌توانند از این انرژی برای کارهای مختلف مثل تولید برق، تأمین نور یک فضای داخلی و گرم کردن آب برای مصارف خانگی، تجاری یا صنعتی استفاده کنند.

ویژگی های انرژی خورشیدی

• انرژی خورشیدی بی پایان است .

• انرژی تمیزی و پاکی است و هیچ صدمه ای به محیط زیست نمی رساند.

• به دلیل نبودن قسمت های متحرك، نگهداری و اتوماسیون آن آسان است.

• مقدار ظرفیت آن را متناسب با نیاز می توان طراحی کرد.

• زمینه های کاری گروه سرو نیرو توس.

• انواع فناوری های خورشیدی

•  سه روش یا فناوری مهم و اصلی برای مهار انرژی خورشیدی وجود دارد که عبارتند از:

• سیستم های فتوولتاییک

• سیستم های گرمایش و سرمایش خورشیدی

• تمرکز انرژی خورشیدی

در سیستم های فتوولتاییک طی پروسه ای خاص  نور دریافتی از خورشید به الکتریسته تبدیل می شود و از آن برای تامین برق مورد استفاده در لوازم الکتریکی مختلف مثل چراغ های جاده ها، برق خانه ها و کسب و کارهای بزرگ استفاده میشوند.

در دو روش دیگر از گرمایی که توسط انرژی خورشید برای گرم کردن فضا یا آب در سیستم های SHC یا به حرکت در آوردن توربین های تولید کننده برق سنتی در نیروگاه های برق CSP استفاده می شود.

گواهینامه ها و صلاحیت ها برای انجام امور عمرانی.

کاربردهای انرژی خورشیدی

برق خورشیدی

یکی از هدف های کاربردی انرژی خورشیدی که اخیرا خیلی شنیده شده برق خورشیدی است.

امکان استفاده از انرژی خورشیدی، هزینه تولید برق و خطرات زیست محیطی رو کاهش میدهد، و باعث محبوبیت این گزینه میشود.

یکی از موارد استفاده از برق خورشیدی میشود به لامپ های خورشیدی اشاره کرد که برای روشن کردن محیط منازل و چراغ های رانندگی گرفته تا علائم راه ها و جاده ای و لامپ های خیابان ها استفاده می شود.

 

 آب گرم کن های خورشیدی

به طور کلی دو نوع فناوری خورشیدی وجود دارد که می تواند جایگزین آب گرم کن های سنتی گازی یا برقی کرد.

نوع اول : سیستم های آب گرم کن خورشیدی اکتیو یا فعال است که از نوعی پمپ گردش مکانیکی برای انتقال آب یا سایر مایعات از پنل های جمع کننده گرما در پشت بام به مخزن ذخیره سازی استفاده می کند.

نوع دوم : آب گرم کن های خورشیدی پسیو یا غیر فعال هستند که پمپ مکانیکی ندارند و با خاصیت طبیعی افزایش گرما و بالا رفتن دما استفاده می کنند، نوع پسیو ارزان تر بوده و کارایی نسبتا کمتری دارد.

 

شارژرهای خورشیدی

امروزه تلفن های همراه و تبلت ها از وسایل اصلی در زندگی همه ما تبدیل شده اند پر کردن شارژ باتری ها از مواردی است که همه آدمها به آن نیاز پیدا می کنند و استفاده از پاور بانک خورشیدی می تواند در این زمینه کمک کننده باشد.

گرمایش خورشیدی

یکی دیگر از کاربردهای انرژی خورشیدی گرم کردن خانه ها و محیط زندگی است، به همین منظور واجب است طراحی خورشیدی پسیو خانه ها از جمله نوع قرار گرفتن پنجره و انتخاب مصالح بهصورتی انجام شود که برای گرم شدن خانه در زمستان نیز کارایی داشته باشد.

حمل و نقل خورشیدی

امکان دارد در آینده استفاده از وسایل حمل و نقل خورشیدی از خودروهای شخصی تا اتوبوس ها و قطار و هواپیما از انرژی خورشیدی در زندگی رایج روزمره تبدیل شود، برخی از طرح های این ایده در حال حاضر در برخی نقاط دنیا مورد بررسی قرار گرفته است.

امروزه در برخی وسایل نقلیه  پنل های خورشیدی برای تهویه مطبوع و خنک نگه داشتن فضای داخلی خودرو نصب شده اند که به کاهش مصرف سوخت تا حد خوبی کمک می کند.

 

انرژی خورشیدی در کشاورزی

انرژی خورشیدی در بهتر شدن و پیشرفت پرورش گیاهان اهمیت زیادی دارد. نور خورشید یکی از منابع فراوان است که در برخی موارد استثنا زیاد در دسترس نیست و همین علت باعث شده کشاورزان به فکر درست استفاده کردن از این انرژی باشند.

به عنوان نمونه کشاورزان فرانسوی و انگلیسی در زمان فصول یخبندان سال از دیوارهای میوه برای به بالا ترین سطح از جمع آوری انرژی خورشیدی استفاده کردند. این دیوارها به نحوی توده های حرارتی عمل می کنند که با گرم نگه داشتن گیاهان سرعت بلوغ آن ها را افزایش می دهند.

اول این دیوارها به شکل عمود بر زمین و به سمت جنوب ساخته می شدند اما با گذشت زمان از دیوارهای شیب دار برای کارایی بیشتر استفاده کردند.

یکی دیگر از کاربردهای انرژی خورشیدی در کشاورزی میشود به پمپاژ آب، خشک کردن محصولات و خشک کردن کود مرغی اشاره کرد.

در برخی گلخانه ها نور خورشید به گرما تبدیل میشود و باعث میشه محصولات زراعی و گیاهان در طول سال امکان رشد در محیط های بسته را داشته باشند.

آب شیرین کن خورشیدی

زمانی که گرما گرفته شده از خورشید با دمای کم روی آب شور تاثیر داشته باشد آب تبخیر می شود و املاح آب باقی می‌ماند. بعد با استفاده از روش‌های متنوع می‌توان آب تبخیر شده را تقطیر کرد و به آب شیرین دست یافت. با استفاده از این روش می‌شود آب شیرین مورد نیاز در مناطقی که دسترسی به آب شیرین ندارند مثل برخی جزایر را نیز تأمین کرد.آب‌شیرین‌کن های خورشیدی در دو نوع خانگی و صنعتی ساخته می‌شوند. در نوع صنعتی با حجم زیاد می‌توان در سطح شهری آب شیرین تولید کرد.

اجاق‌های خورشیدی

دستگاه‌های پخت و پز خورشیدی اولین بار به دست شخصی بنام نیکلاس ساخته شدند. محتوای اون اجاق یک جعبه عایق‌بندی شده با صفحه سیاه رنگی بود که قطعات شیشه‌ای درپوش آن را تشکیل می‌داد.

پرتو خورشید با عبور از بین این شیشه‌ها به جعبه نفوذ میکنه و به وسیله سطح سیاه جذب می‌شود و بعد درجه حرارت داخل جعبه به ۸۸ درجه افزایش میابد . پایه و اساس کار اجاق خورشیدی متمرکز کردن پرتوهای مستقیم خورشید در یک نقطه مرکزی و بالا بردن دما در آن محل است. در حال حاضر طرح‌های مختلفی از این سیستم‌ها وجود دارد که این طرح‌ها در مکان‌های متفاوتی مثل آفریقای جنوبی تست شده و به نتیجه خوبی داشته. استفاده از این اجاق‌ها در مناطق شرقی ایران که مشکلات کمبود سوخت دارند بسیار مفید خواهد بود.

خشک کن خورشیدی

خشک کردن یعنی گرفتن بخش زیادی از آب موجود در مواد غذایی و بقیه محصولات که سبب افزایش عمر نگهداری محصول و جلوگیری از رشد باکتری‌ها میشود. خشک کن‌های خورشیدی به صورت مستقیم یا غیر مستقیم از انرژی خورشید برای خشک کردن مواد استفاده می‌شود و هوا به شکل طبیعی یا اجباری جریان یافته و باعث سرعت بخشیدن به عمل خشک شدن محصول می‌گردد. خشک‌کن‌ خورشیدی در اندازه‌ها و طرحهای متفاوتی دارد و برای محصولات و مصارف گوناگون طراحی و ساخته می‌شوند.

کوره خورشیدی

در قرن ۱۸ نوتورا، اولین کوره خورشیدی را در فرانسه اختراع کرد و بوسیله آن یک تل چوب را در فاصله ۶۰ متری آتش زد. پدر فولاد جهان (بسمر) حرارت کوره های فولادی خودش را از انرژی خورشیدی تأمین می کرد. معمولا در سیستم یک کوره خورشیدی، تشکیل شده از دو آینه، یکی صاف و دیگری کروی می باشد. نور خورشید به آینه صاف رسیده و به واسطه این آینه به آینه کروی بازتاب می شود.

فن های تهویه خورشیدی

فن های تهویه به هر شکلی که باشند با خارج کردن هوای گرم از فضاهای بسته باعث کاهش هزینه های سرمایشی محیط میشوند. در فن های تهویه سنتی از الکتریسیته استفاده می شود که هزینه های برق را تامقدار خیلی زیادی افزایش می دهد اما نسل جدید فن های تهویه مبتنی بر انرژی خورشیدی عرضه شده که از یک پنل کوچک که از سلول های فوتو الکتریکی استفاده کرده و موتور فن بدون برق خانگی کار می کند.

این فن ها برای خنک نگه داشتن گاراژها، کلبه ها، لانه سگ یا مرغ دانی در تابستان استفاده می شود و از انواع ایستاده و قابل جابه جایی آن ها می توان در پاسیو یا اتاق بازی کودکان بهره برد.

گرمایش آب خورشیدی

انرژی خورشیدی باعث به وجود آمدن سیستم های گرمایش آب خورشیدی شده و از آن برای گرم کردن آب داخل خانه ها و استخرها استفاده می شود.

برای استفاده از این مزیت، لوازم گرمایشی یا هیترهای آب خورشیدی از سلول های نصب شده روی پشت بام برای گرفتن گرمای خورشید و انتقال آن به مخزن آب استفاده می کنند.

از کاربردهای مهم انرژی خورشیدی درزمینه گرمایش، گرم کردن آب استخرهای شنا است. از آن جایی که سردی بیش از حد آب از مشکلات بزرگ استخرها می باشد برای حل چنین مشکلی از لوازمی به نام پتوی خورشیدی استفاده می شود، پتوی شناور اصلی یکی از ابزارهای مهم گرمایشی پسیو یا غیر فعال است که با جذب گرمای خورشید و انتقالش  به آب کار می کند.

درباره مزارع خورشیدی بیشتر بدانید.

مزایا و معایب انرژی خورشیدی

فواید انرژی:

• پاکی: یکی از پاک ترین اشکال انرژی در نظر گرفته می شود چون هیچوقت مانند انتشار دی اکسید کربن که حاصل سوزاندن سوخت های فسیلی است که باعث گرم شدن کره زمین میباشد وجود ندارد.
• تجدید پذیر: تا هنگامی که خورشید وجود دارد ، مقدار انرژی مورد نیاز در زمین موجود است پس می تواند به کاهش هزینه های آب و برق کمک کند.
• قابل اطمینان: این انرژی حاصل از خورشید را می توان در باتری ها ذخیره کرد  بنابراین بحث عدم اطمینان وجود ندارد.
• انرژی رایگان:  زیرا در دسترس همه وجود دارد و به وفور قابل استفاده است.

معایب انرژی خورشیدی:

• تولید آن در مواقع خاص مثل زمستان ها و روزهای ابری کم است.
• احداث آن و هزینه اولیه آن گران است.
• فضای بیشتری اشغال می کند.

منابع:

• خط مهندسی
• ویکی پدیا 
• زومیت
• وبلاگ فرادرس
• دیتا سرا