همه منابع انرژی تجدیدپذیر به شکلی یکسان ایجاد نمی شوند. انرژی خورشیدی به عنوان پاک ترین و در دسترس ترین نوع انرژی تجدیدپذیر، یکی از بهترین منابع تجدیدپذیر در جهان است . بنا بر تعریف انرژی خورشیدی، انرژی است که از خورشید دریافت و سپس به برق یا گرما تبدیل می شود . این امر به وسیله طیف وسیعی از فناوری‌های در حال تکامل انجام می‌شود و انرژی جذب شده یا تغییر شکل داده، برای رفع نیازهای روزمره ای همچون تامین برق خانه‌ها، گرم کردن آب، گرم کردن فضاهای اداری و تامین انرژی دستگاه‌های الکترونیکی کوچک مورد استفاده قرار می‌گیرد.
ساز و کار انرژی خورشیدی به چه صورت است؟
قبل از اینکه بتوان از انرژی خورشیدی را برای مقاصد حرارتی یا الکتریکی استفاده کرد، باید آن را تحت کنترل درآورد. فرآیند جذب انرژی خورشیدی به سه روش اصلی و با استفاده از سه سیستم اصلی انجام می شود:
- فتوولتائیک(گاهی به اختصار PV)
- گرمایش و سرمایش خورشیدی (SHC)
- انرژی متمرکز خورشیدی (CSP)
فتوولتائیک‌ها احتمالاً آشناترین نوع فناوری انرژی خورشیدی برای بسیاری از افراد هستند، اگرچه درک نحوه عملکرد فتوولتائیک می‌تواند پیچیده باشد. یک سیستم فتوولتائیک شامل تبدیل مستقیم نور خورشید به الکتریسیته با استفاده از پنل های خورشیدی (همچنین به عنوان “ماژول های خورشیدی” شناخته می شود)، که حاوی سلول های PV (گاهی اوقات “سلول های خورشیدی” نامیده می شود) است، می باشد.پانل ها در مناطقی قرار می گیرند که نور قابل توجهی از خورشید را دریافت می کنند – برای مثال پشت بام ها – و نور توسط سلول های خورشیدی پانل جذب می شود و بار الکتریکی ایجاد می کند.
گرمای دریافت شده از خورشید در هر دو تکنولوژی گرمایش و سرمایش خورشیدی و انرژی متمرکز خورشیدی اهمیت بیشتری نسبت به میزان نور دریافتی از خورشید دارد، هر چند نور دریافتی همچنان مورد استفاده در پروسه های ذکر شده است. سیستم هایSHC و CSP هر کدام برای اهداف متفاوتی استفاده می شوند: سیستم های SHC به کلکتورهای حرارتی خورشیدی متکی هستند و برای تولید آب گرم یا گرمایش و تهویه هوا استفاده می شوند. از سوی دیگر، سیستم‌های CSP از آینه‌ها، عدسی‌ها یا بازتابنده‌ها برای متمرکز کردن مقدار زیادی نور خورشید روی گیرنده استفاده میکنند و آن را به گرما برای تولید برق، اغلب از طریق یک توربین یا موتور، تبدیل میکنند.
موارد استفاده از انرژی خورشیدی
موارد بی شماری برای استفاده از انرژی خورشیدی وجود دارد . در درجه اول، برای گرم کردن یا تهویه هوا در خانه ها ، ادارات، و سایر ساختمان های عمومی یا خصوصی استفاده می شود. برای گرم کردن آب ؛ و برای تامین نور و برق . قابل ذکر است که انرژی خورشیدی را می توان در محیط های خانگی و تجاری و صنعتی در مقیاس بزرگ استفاده کرد.
فراتر از موارد متعدد استفاده از انرژی خورشیدی، روش های جدید و متنوعی در جهت مهار نیروی خورشید با پیشرفت تکنولوژی در حال ظهور هستند. تجهیزاتی که مستقلا با انرژی خورشیدی کار میکنند، رایج‌تر می‌شوند و تجهیزات جانبی خورشیدی کوچک و قابل حمل مانند شارژهای فتوولتائیک می‌توانند شارژ باتری را برای تلفن‌های همراه و دیگر فناوری‌های دستی فراهم کنند.
غیرمعمول نیست که انرژی خورشیدی در ارتباط با سایر فناوری های مربوط به انرژی تجدیدپذیر مانند نیروی باد در تعامل و پیوستگی کار کند. از آنجایی که کشورهای بیشتری در جهان سیاست هایی را با هدف استفاه از انرژی های پاک در آینده اتخاذ می کنند ، اجرای سیستم های انرژی خورشیدی مستلزم ادغام هوشمندانه فناوری های مرتبط در شبکه های موجود و همچنین حمایت های زیرساختی و دولتی است.
مزایای انرژی خورشیدی
انرژی خورشیدی تجدیدپذیر است زیرا به نور خورشید متکی است، منبعی به طور طبیعی دائمی، نامحدود و کربن صفر. اگرچه میزان نور خورشیدی که هر سطحی دریافت می کند می تواند به طور قابل توجهی بر اساس جغرافیا، فصول و آب و هوا متفاوت باشد، اما میزان انرژی خورشیدی بی نهایت و خودبازسازی شونده است. به گفته دفتر بهره وری انرژی و انرژی های تجدیدپذیر دولت ایالات متحده ، نور خورشید که تنها در 90 دقیقه به سطح زمین برخورد می کند، می تواند نیازهای انرژی جهان را برای یک سال کامل برطرف کند.
فراتر از فراوانی، یکی دیگر از مزایای کلیدی انرژی خورشیدی در مقایسه با سایر اشکال انرژی تجدیدپذیر، تطبیق پذیری و انعطاف پذیری آن است. انرژی خورشیدی می تواند انرژی را برای یک خانه یا ساختمان منفرد ، با یک سیستم تکنولوژیکی که در نزدیکی محل مورد استفاده، راه اندازی شده است یا برای یک محله یا ناحیه در مقیاس بزرگتر، با استفاده از یک هاب متمرکز (که اغلب به آن “نیروگاه خورشیدی”گفته می شود) تامین کند.
علاوه بر استفاده های بیشمار از انرژی خورشیدی، فناوری‌های پیشرفته امروزی امکان ذخیره و توزیع کارآمد انرژی خورشیدی را پس از غروب خورشید یا هنگام قطعی برق فراهم می‌سازد. در حالی که سیستم‌هایی مانند پانل‌های PV در زیر نور مستقیم خورشید بهترین عملکرد را دارند، این پانل ها عملکرد خود را حتی در زمان نبود نور مستقیم خورشید به دلیل پوشانندگی ابرها حفظ می کنند. یه علاوه اثرات پاک کنندگی باران های ملایم می تواند برای حفظ عملکرد خوب آنها مفید باشد.
از نظر زیست‌محیطی، PV خورشیدی – پس از نصب سیستم‌ها – آلودگی ایجاد نمی‌کند و موجب انتشار گازهای گلخانه‌ای نمی شود . از نظر اقتصادی نیز، PV به یکی از ارزان‌ترین منابع انرژی الکتریکی، به ویژه در مناطقی با پتانسیل خورشیدی بالا، تبدیل شده است. این را می توان تا حدی به تغییرات در فرآیندهای تولید و همچنین به پیشرفت های مداوم فناوری با معرفی مواد جدید نسبت داد. هر چند بیشتر هزینه‌های PV معمولاً با جنبه‌های بوروکراتیک راه‌اندازی سیستم‌های انرژی خورشیدی (مجوزها، نصب و شرکت‌های سازنده تجهیزات انرژی خورشیدی و غیره) مرتبط است. اگر چه موضوع استفاده از انرژی خورشیدی، خود پتانسیل بالایی برای ایجاد شغل و رشد اقتصادی دارد .
