توسعه تولید مولدهای انرژی خورشیدی

آیا تا به حال به خورشید به عنوان یک منبع انرژی فراوان فکر کرده اید؟ آیا تا به حال این موضوع که خورشید یک منبع انرژی تجدید پذیر و تمام نشدنی است، توجه شما را به خود جلب کرده است؟ مولد های انرژی خورشیدی چطور؟ آیا می دانید این مولد‌ها چه طور عمل می کنند و چه فایده‌ای برای جامعه بشریت دارند؟ اگر تمام این سوال‌ها تا به حال ذهن شما را درگیر کرده است در ادامه با ما باشید تا توضیحی تکمیلی و ساده از مولدهای انرژی خورشیدی و نحوه ی عملکرد آن‌ها به شما ارائه دهیم.

اهمیت محیط زیست امروزه بیش از گذشته بر همگان آشکار شده است. ما انسان‌ها تا به حال چه خواسته و چه ناخواسته آسیب هایی را به محیط زیست اطراف خودمان وارد کرده ایم. ما رفته رفته برای بقا و بهبود زندگی خود، محیط اطراف خود را نابود کرده ایم. چه بسا که برای ادامه‌ی بقا، ما نیازمند همین محیط زیست خود هستیم.

مصرف بی رویه انرژی‌های تجدید ناپذیر یک نمونه از همین آثار سوء بشر بر کره ی زمین است. جایگزینی انرژی‌های پایدار با انرژی‌های تجدید ناپذیر و تمام شدنی راه حلی است که اخیراً توجه بشر را بیش از گذشته به خود جلب کرده است. استفاده از این انرژی ها با صرفه اقتصادی، حفظ محیط زیست و در عین حال راحتی همراه است.

استفاده از انرژی خورشیدی به جای سوخت‌های فسیلی که تمام شدنی هستند، نمونه‌ای از تلاش‌های اخیر بشر برای حفظ محیط زیست محسوب می‌شود. ژنراتور یا مولد انرژی خورشیدی امروزه در حال جایگزین شدن با ژنراتورهای دیزلی و بنزینی است. اینکه این مولد‌ها چگونه کار می کنند و چه مزایایی دارند موضوع این مقاله است.

مولد انرژی خورشیدی چیست؟

در ابتدا به تعریفی از مولد‌های انرژی خورشیدی می پردازیم. خورشید که یک راکتور هسته‌ای طبیعی است، انرژی را به صورت بسته‌های کوچک به نام فوتون آزاد کرده و به زمین می فرستد. همین فوتون‌ها کافیست تا نیاز‌های انرژی بشری را تأمین کند. توسعه تولید مولد های انرژی خورشیدی به شدت رو به پیشرفت است و حتی هزینه‌ی پیاده سازی این انرژی تجدید پذیر هم بسیار مقرون به‌صرفه است.

با استفاده از این ژنراتور‌های خورشیدی، شما می توانید از انرژی خورشید به صورت قابل حمل بهره ببرید. به این صورت که در هر زمان و مکانی که بخواهید یک انرژی پایدار در کنار خود دارید.

ژنراتور‌های فسیلی که پیش‌تر و البته هنوز هم برای تولید انرژی استفاده می شوند آلودگی‌های زیادی را ایجاد کرده و هزینه‌های نگهداری و تعمیر آن‌ها نیز بالا است. جایگزین کردن مولد‌های خورشیدی به جای مدل‌های فسیلی، تحولی بزرگ در این زمینه بوده است. این مولد‌ها پاک و تمیز و با هزینه‌ی نگهداری بسیار کم در اختیار بشر قرا گرفته اند. (1)

مولدهای انرژی خورشیدی چگونه کار می کنند و چه فایده‌ای دارند؟

در این مولد‌های خورشیدی، سلول‌های خورشیدی قرار گرفته است. پرتوهای نور خورشید دارای انرژی هستند که این سلول‌های خورشیدی موجود در مولد، این انرژی را جذب کرده و آن را به صورت مستقیم و یا غیر مستقیم به اشکال دیگر انرژی تبدیل می کنند. برای مثال می توان از آن انرژی الکتریکی به دست آورد.

این جریان الکتریکی به دست آمده از انرژی خورشیدی، مستقیم است و برای تبدیل آن به جریان متناوب از یک اینورتر و یا تبدیل کننده جریان در کنار مولدهای انرژی خورشیدی استفاده می‌شود. توضیح کامل تری از این کاربرد بیش تر آمده است. استفاده‌های دیگری که از این انرژی خورشیدی می توان کرد عبارتند از:

1-آبگرم کن‌های خورشیدی

2-شیرین کردن آب به وسیله انرژی خورشیدی

3-تهویه ساختمان ها

4-خشک کن‌های خورشیدی

5-کوره‌های خورشیدی

6-پدیده فتوولتائیک و تولید برق خورشیدی

هر کدام از این عملیات گفته شده در بالا طی فعالیت‌های خاصی انجام می گیرد. هر کدام از این‌ها اگر قرار باشد با انرژی‌های زیرزمینی تمام شدنی، از جمله انرژی‌های فسیلی انجام شود، آینده‌ای پر خطر را برای خودمان و نسل‌های بعدی رقم می زنند. (1)

یکی از معروف‌ترین انواع انرژی‌های خورشیدی، انرژی فتوولتائیک است که پیش تر آن را ذکر کردیم. این سیستم یک سیستم الکتریکی است که از پنل‌های خورشیدی، معکوس‌کننده و مؤلفه‌ هایی چون مونتاژ، کابل و ... تشکیل شده است. سلول‌های PV و یا سلول‌های فتوولتائیک، اصلی ترین مؤلفه‌های این پنل‌های خورشیدی هستند.

تولید الکتریسته از طریق جذب نور خورشید توسط این سلول‌ها انجام می گیرد. مواد تشکیل دهنده‌ی این سلول‌های خورشیدی موادی نیمه رسانا هستند. دو نمونه از این مواد مونوکریستالین سیلیکون و پلی کریستالین سیلیکون هستند. خاصیت سیلیکونی در مونو کریستالین بیشتر و قیمت آن هم بالاتر است، اما پلی کریستالین ارزان‌تر بوده و البته کارایی آن هم کم‌تر است.

برای مثال از پلی کریستالین در فضا‌های بزرگتر مانند مزارع خورشیدی استفاده می‌شود. ناگفته نماند که این سلول‌های خورشیدی نسل‌های دیگری از جمله سلول‌های نواری و سلول‌های ساخته شده از پلاستیک‌های رسانا نیز دارند. (2)

سلول‌های خورشیدی انرژی دریافتی از خورشید را ذخیره می کنند

پنل‌های خورشیدی باید در زمین هایی با موقعیت مناسب نصب شوند. پشت بام خانه‌ها نیز موقعیت مناسبی برای نصب این سلول‌های خورشیدی هستند.

عوامل دیگری چون شرایط جغرافیایی، شرایط زمانی و پوشش ابری نیز در نصب و نگهداری و استفاده از این سلول‌های خورشیدی مؤثر هستند. روش‌های دریافت انرژی خورشیدی، تبدیل، توزیع و کنترل آن، فناوری‌های خورشیدی را به دو دسته‌ی فعال و غیر فعال تقسیم بندی کرده است.

فناوری‌های فعال تأمین انرژی خورشیدی را افزایش می دهند و به همین دلیل نقش تأمین را بر عهده دارند. در این فناوری‌ها نور خورشید توسط فتوولتائیک ها، کلکتورهای گرمایی، پمپ‌ها و فن‌ها به خروجی‌های مفید تبدیل می‌شود.

اما در نوع غیر فعال، فضاهایی برای تهویه هوا طراحی می‌شود. در این روش مصالحی با خواص گرمایی مناسب انتخاب شده و موقعیت ساختمان به گونه‌ای قرار می گیرد که در معرض نور خورشید باشد. این فناوری غیر فعال باعث کاهش نیاز به منابع جایگزین شده و به عنوان فناوری از نوع تقاضا در نظر گرفته می‌شود.

عملکرد پنل‌های خورشیدی به این صورت است که وقتی آفتاب به آن‌ها می تابد پنل جریان DC جذب شده را به اینورتر می فرستند تا به AC تبدیل شود. بعد از آن می توان از نیروی برق به دست آمده به عنوان یک انرژی تمیز و مقرون به صرفه استفاده کرد.

اما سوالی که پیش می آید این است که در شب و هنگامی که خورشید نمی تابد چگونه این مولد فعالیت می کند؟ پیش‌تر این نکته را خاطر نشان کردیم که ژنراتور‌های خورشیدی قابلیت ذخیره ی انرژی را دارند. در طول روز که اوج تابش نور خورشید است مقداری انرژی ذخیره می‌شود تا بتوان در مواقعی که خورشید نمی تابد از آن مازاد انرژی استفاده کرد. (1) و (3)

سال جهش تولید همراه با جهشی در استفاده از انرژی خورشیدی

همانطور که می دانید امسال به عنوان سال جهش تولید نام گذاری شده است. سالی که به دستور مقام معظم رهبری تمامی اصناف و واحد‌ها باید توان و نیروی خود را تماماً به کار گیرند و به تولید و توسعه آن در جهت مستقل شدن از کشورهای بیگانه اقدام کنند. با این فرمان و با این نام گذاری مشخص است که تمامی واحد‌های تولیدی، خط‌های تولید خود در زمینه‌های مختلف را راه اندازی می‌کنند.

حال سوالی که در اینجا پیش می آید این است که آیا گسترش این حجم از تولید در سال جهش تولید موجب مصرف بیش‌تر انرژی‌های تجدید ناپذیر و تمام شدنی نمی‌شود؟ آیا بهای این جهش تولید، تمام شدن منابع انرژی و آلوده شدن محیط زیست است؟ قطعاً این طور نیست. بلکه تولید انرژی از منابع تجدیدپذیر و پایدار، خود باعث هموارتر شدن مسیر جهش تولید می‌شود.

به بیانی دیگر می توان گفت که فناوری استفاده از انرژی‌های تجدید پذیر همچون انرژی خورشیدی نه تنها مانعی بر سر راه جهش تولید و توسعه آن نیستند که حتی می توان از طریق آن‌ها آسان‌تر به هدف مذکور رسید. انرژی هایی همچون انرژی باد و خورشید، انرژی هایی هستند که می توانند چرخه‌ی اقتصاد را به گردش درآورند. به طور کلی می توان گفت یکی از اصول تحول اقتصادی و جهش تولید در سال 99 همین استفاده از انرژی‌های تمام نشدنی است.

خوشبختانه کشور ایران به دلیل موقعیت مکانی که دارد از میزان قابل توجه تابش نور خورشید بهره مند است. این پیام آور این خبر خوب است که می توان در ایران به راحتی انرژی خورشیدی را جایگزین سوخت‌های تمام شدنی و آلوده کننده‌ی فسیلی کرد. بر اساس آمار و مطالعات انجام شده، نواحی جنوب و مرکز ایران شامل شرق استان بوشهر، جنوب فارس، سراسر استان هرمزگان و جنوب کرمان و سیستان و بلوچستان و بخش‌هایی از استان‌های یزد و اصفهان منابعی مهم از انرژی تجدید پذیر خورشیدی محسوب می شوند. متوسط تابش نور خورشید در این مناطق، ۵.۵ کیلووات ساعت بر متر مربع محاسبه شده است. (4)

استفاده از انرژی‌های خورشیدی در سال جهش تولید باعث کاهش حجم سرمایه گذاری کلان در شبکه برق به منظور پاسخگویی به توان مورد نیاز شبکه در ساعات پیک شود. البته علاوه بر این مزایای اقتصادی، فواید اجتماعی و زیست محیطی فراوانی نیز از استفاده از این منابع انرژی حاصل می‌شود.

به این گونه که با به‌کارگیری نیروگاه‌های تجدیدپذیر، انتشار آلاینده‌های زیست محیطی و گلخانه‌ای کاهش یافته و این موجب کاهش آلودگی هوا می‌شود. این نیروگاه‌ها در سال جهش تولید باعث اشتغال بیش‌تر برای نیروی جوان نیز شده اند.

ایجاد مشاغلی مستقیم و غیر مستقیم که همگی باعث می‌شود اهداف مربوط به سال جهش تولید بهتر و سریع‌تر تحقق یابند. ایجاد شرکت هایی در خصوص تولید تجهیزات و وسایل مربوط به نیروگاه‌های تجدید پذیر نیز از نتایج استفاده از همین انرژی ها است. تمامی این‌ موارد، دستاوردهایی مهم در حوزه‌ی تجدیدپذیر بودن نیروهای مصرفی در سال جهش تولید هستند. (4)

مزایای استفاده از مولد‌های انرژی خورشیدی

طبق آن چه تا کنون خواندیم، روشن است که در صورت استفاده بهینه از انرژی خورشید، دیگر لازم نیست نگران تمام شدن منابع نفتی و گازی خود باشیم.

ده نمونه از مزایایی که استفاده از انرژی خورشید دارد عبارتند از:

1-تجدید پذیر بودن

2- منبعی پاک بدون ایجاد آلودگی

3-کاهش هزینه های قبض برق

4- کاهش اثرات منفی بر آب و هوا

5- هزینه ی نگهداری پایین

6-استفاده مستقیم و آسان برای همه

7-فراوانی و پایداری

8-حمایت مالی از جانب دولت

9-کاهش خطرات ناشی از انفجار وسایل گازی

10- راندمان بالا. (5)

در ادامه به تشریح بعضی ازاین مزایا می پردازیم.

منبعی پاک و بدون ایجاد آلودگی

این انرژی به عنوان یک انرژی پاک در نظر گرفته می‌شود. هیچ گونه آلودگی برای محیط زیست ندارد و تا زمانی که خورشید می تابد ما می توانیم از این انرژی بهره مند شویم. فروپاشی خورشید طبق گفته‌ی دانشمندان حدود 5 میلیارد سال آینده رخ می دهد؛ پس ما بدون نگرانی فرصت کافی داریم!

کاهش هزینه‌های قبض برق

اگر برای تولید برق خود از پنل‌های خورشیدی و انرژی به دست آمده توسط آن‌ها استفاده کنید، هزینه‌ی برق شما به طور چشمگیری کاهش می باید. با اشتراک گذاری انرژی مازاد آن با همسایگان خود حتی می‌توانید صرفه جویی بیش تری را هم انجام دهید و همچنین کسب درآمد نمایید.

کاهش اثرات منفی بر آب و هوا

روشن است که با استفاده از انرژی خورشیدی تولید کربن کاهش می یابد. می دانیم که کربن تأثیرات منفی بر آب و هوا و تغییر آن دارد. پس با استفاده از این انرژی پایدار با کاهش تولید کربن به جلوگیری از تغییر منفی آب و هوا نیز کمک کرده ایم.

هزینه‌ی نگهداری پایین

هزینه‌ی نگهداری پنل‌های خورشیدی بسیار کم است. بعد از نصب یک پنل خورشیدی در پشت بام خانه‌ی خود می توانید تا چندین سال از آن استفاده کنید. با نظافت مرتب این پنل‌ها احتمال پیدا شدن ایراد در آن‌ها کم است و این بدین معناست که در هزینه‌های شما صرفه جویی زیادی می‌شود. (6)

نتیجه گیری و جمع بندی

در این مقاله با انرژی تجدید پذیر خورشید و مولد‌های مخصوص جهت بهره مندی از این انرژی، آشنا شدید. دانستیم که در سال جهش تولید استفاده از انرژی‌های پایدار راه را برای رسیدن به اهداف امسال هموار‌تر می‌کند. امید است که تمامی هدف‌ها در جهت توسعه تولید مولد‌های انرژی خورشیدی در راستای جهش تولید محقق شوند.

پینوشتها
1-www.news.energysage.com
2-www.energysage.com
3-www.mashreghnews.ir
4-www.isna.ir
5-www.solarmagazine.com
6-www.iranadecor.com