انرژی خورشیدی

انرژی خورشیدیخورشید زمین را گرم و روشن می‌کند. گیاهان و جانوران نیز انرژی خورشیدی را لازم دارند تا زنده بمانند. اگر خورشید نبود یا از زمین خیلی دورتر بود و گرمای کمتر به ما می‌رسید، سطح زمین خیلی سرد و تاریک می‌شد و هیچ موجودی نمی‌توانست روی آن زندگی کند. همه ما به انرژی نیاز داریم، انرژی مانند نیرویی نامرئی در بدن ما وجود دارد و آن را بکار می‌اندازد. اگر انرژی به بدن نرسد، توانایی انجام کار را از دست می‌دهیم و پس از مدتی می‌میریم.انرژی خورشیدی منحصربه‌فردترین منبع انرژی تجدیدپذیر در جهان است و منبع اصلی تمامی انرژی‌های موجود در زمین است. انرژی خورشیدی به صورت مستقیم و غیرمستقیم می‌تواند به اشکال دیگر انرژی تبدیل گردد.خورشید به‌عنوان یک رآکتور هسته‌ای طبیعی، بسته‌های کوچکی از انرژی به نام فوتون را آزاد می‌کند، فوتون‌ها در مدت‌زمان تقریبی ۸/۵ دقیقه فاصله‌ی ۱۵۰ میلیون کیلومتری خورشید تا زمین را طی می‌کنند. این ذرات برای تولید انرژی خورشیدی سالانه و برآورده ساختن نیازهای انرژی جهانی کافی هستند.انرژی خورشیدی چیست؟انرژی خورشیدی همانگونه که از نام آن مشخص است انرژی حاصل از خورشید است که به انرژی گرمایی یا الکتریکی تبدیل می‌شود. این انرژی تمیزترین و فراوان‌ترین منبع انرژی تجدید پذیر است. امروزه فناوری‌های خورشیدی می‌توانند از این انرژی برای مصارف مختلف از جمله تولید برق، تأمین نور یک فضای داخلی راحت و گرم کردن آب برای مصارف خانگی، تجاری یا صنعتی استفاده کنند.ویژگی های انرژی خورشیديانرژي خورشیدي تمام نشدني است .انرژي تمیزي است و هیچ آسیبي به محیط زیست نمی رساند.به دلیل عدم وجود قسمت های متحرك، نگهداري و اتوماسیون آن آسان است.ظرفیت آن را متناسب با نیاز می توان طراحی کرد.زمینه های کاری گروه سرو نیرو توس.انواع فناوری های خورشیدیبه طور کلی سه روش یا فناوری اصلی برای مهار انرژی خورشیدی وجود دارد که عبارتند از:سیستم های فتوولتاییکسیستم های گرمایش و سرمایش خورشیدیتمرکز انرژی خورشیدیدر سیستم های فتوولتاییک طی فرایندهای خاص از نور خورشید الکتریسته تولید می شود و از آن برای تامین برق مورد استفاده در لوازم الکتریکی مختلف از جمله چراغ های جاده ها، برق خانه ها و کسب و کارهای بزرگ بهره می برند.در دو روش دیگر از گرمای تولید شده توسط خورشید برای گرم کردن فضا یا آب در سیستم های SHC یا به حرکت در آوردن توربین های تولید کننده الکتریسته سنتی در نیروگاه های برق CSP استفاده می شود.گواهینامه ها و صلاحیت ها برای انجام امور عمرانی.کاربردهای انرژی خورشیدیآب گرم کن های خورشیدیبه طور کلی دو نوع سیستم خورشیدی است که می توان جایگزین آب گرم کن های سنتی گازی یا برقی کرد.نوع اول شامل سیستم های آب گرم کن خورشیدی اکتیو است که از پمپ های 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 از خاصیت طبیعی افزایش گرما و بالا رفتن دما استفاده می کنند، نوع پسیو ارزان تر بوده و کارایی کمتری دارد.برق خورشیدییکی از برنامه های کاربردی انرژی خورشیدی که در سال های اخیر سر و صدای زیادی ایجاد کرده برق خورشیدی است.از آن جا که با استفاده از انرژی خورشیدی، هزینه تولید برق و خطرات زیست محیطی کاهش می یابد این گزینه طرفداران زیادی خواهد داشت.از جمله موارد استفاده از برق خورشیدی می توان به لامپ های خورشیدی اشاره کرد که از آن برای روشن کردن محوطه منازل و چراغ های امنیتی گرفته تا علائم جاده ای و لامپ های خیابان ها استفاده می شود.گرمایش خورشیدییکی دیگر از کاربردهای انرژی خورشیدی گرم کردن خانه ها و فضاهای زندگی است، برای این منظور لازم است طراحی خورشیدی پسیو خانه ها از جمله نحوه قرار گرفتن پنجره و انتخاب مصالح به گونه ای انجام شود که برای گرم شدن خانه در زمستان نیز کارایی داشته باشد.شارژرهای خورشیدیدر دنیای امروز که تلفن های همراه و تبلت ها به یکی از ابزارهای اصلی در زندگی همه ما تبدیل شده اند شارژ کردن باتری ها از مواردی است که همه افراد به آن نیاز پیدا می کنند و استفاده از شارژرهای قابل حمل خورشیدی می تواند در این زمینه کمک کننده باشد.حمل و نقل خورشیدیممکن است در آینده استفاده از وسایل نقلیه خورشیدی از خودروهای شخصی گرفته تا اتوبوس ها و قطار و هواپیما به اتفاق رایج روزمره تبدیل شود، طرح های این ایده در حال حاضر در برخی نقاط دنیا مورد بررسی قرار گرفته است.در حال حاضر در برخی وسایل نقلیه از پنل های خورشیدی برای تهویه مطبوع و خنک نگه داشتن فضای داخلی خودرو استفاده می شود که به کاهش مصرف سوخت تا حد خوبی کمک می کند.کاربردهای انرژی خورشیدی در کشاورزیانرژی خورشیدی در بهینه سازی پرورش گیاهان اهمیت زیادی دارد. نور خورشید یک منبع فراوان است اما در برخی موارد استثنا چندان در دسترس نیست و همین باعث شده کشاورزان به فکر استفاده بهینه از این انرژی باشند.به عنوان مثال کشاورزان فرانسوی و انگلیسی در طول فصول یخبندان سال از دیوارهای میوه ای برای به حداکثر رساندن جمع آوری انرژی خورشیدی استفاده کردند. این دیوارها به صورت توده های حرارتی عمل می کنند که با گرم نگه داشتن گیاهان سرعت بلوغ آن ها را افزایش می دهند.در ابتدا این دیوارها به صورت عمود بر زمین و رو به جنوب ساخته می شدند اما با گذشت زمان از دیوارهای شیب دار برای کارایی بیشتر استفاده کردند.از دیگر کاربردهای انرژی خورشیدی در کشاورزی می توان به پمپاژ آب، خشک کردن محصولات و خشک کردن کود مرغی اشاره کرد.در گلخانه ها نیز نور خورشید به گرما تبدیل شده و باعث می شود محصولات زراعی و گیاهان در تمام طول سال امکان رشد در محیط های بسته را داشته باشند.آب شیرین کن خورشیدیهنگامی که حرارت دریافت شده از خورشید با دمای کم روی آب شور اثر کند آب تبخیر می شود و املاح باقی می‌ماند. سپس با استفاده از روش‌های مختلف می‌توان آب تبخیر شده را تقطیر کرد و به این ترتیب آب شیرین تهیه نمود. با این روش می‌توان آب بهداشتی مورد نیاز در نقاطی که دسترسی به آب شیرین ندارند مانند برخی جزایر را نیز تأمین کرد.آب‌شیرین‌کن های خورشیدی در دو اندازه خانگی و صنعتی ساخته می‌شوند. در نوع صنعتی با حجم بالا می‌توان برای استفاده شهرها آب شیرین تولید کرد.خشک کن خورشیدیخشک کردن عبارت است از گرفتن قسمتی از آب موجود در مواد غذایی و سایر محصولات که باعث افزایش عمر انباری محصول و جلوگیری از رشد باکتری‌ها است. در خشک کن‌های خورشیدی بطور مستقیم یا غیر مستقیم از انرژی خورشیدی جهت خشک نمودن مواد استفاده می‌شود و هوا نیز به صورت طبیعی یا اجباری جریان یافته و باعث تسریع عمل خشک شدن محصول می‌گردد. خشک‌کن‌های خورشیدی در اندازه‌ها و طرحهای مختلف و برای محصولات و مصارف گوناگون طراحی و ساخته می‌شوند.اجاق‌های خورشیدیدستگاه‌های خوراک‌پز خورشیدی اولین بار بوسیله شخصی بنام نیکلاس ساخته شدند. اجاق او شامل یک جعبه عایق‌بندی شده با صفحه سیاه رنگی بود که قطعات شیشه‌ای درپوش آن را تشکیل می‌داد.پرتو خورشید با عبور از میان این شیشه‌ها وارد جعبه شده و بوسیله سطح سیاه جذب می‌شد سپس درجه حرارت داخل جعبه را به ۸۸ درجه افزایش می‌داد. اصول کار اجاق خورشیدی جمع‌آوری پرتوهای مستقیم خورشید در یک نقطه کانونی و افزایش دما در آن نقطه است. امروزه طرح‌های متنوعی از این سیستم‌ها وجود دارد که این طرح‌ها در مکان‌های مختلفی از جمله آفریقای جنوبی آزمایش شده و به نتایج خوبی نیز رسیده‌اند. استفاده از این اجاق‌ها به ویژه در مناطق شرقی ایران که با مشکل کمبود سوخت مواجه می‌باشند بسیار مفید خواهد بود.کوره خورشیدینوتورا در اوایل قرن ۱۸ اولین کوره خورشیدی را در فرانسه ساخت و بوسیله آن یک تل چوب را در فاصله ۶۰ متری آتش زد. بسمر، پدر فولاد جهان نیز حرارت مورد نیاز در کورة خود را از انرژی خورشیدی تأمین می کرد. متداولترین سیستم یک کوره خورشیدی، متشکل از دو آینه، یکی تخت و دیگری کروی می باشد. نور خورشید به آینه تخت رسیده و توسط این آینه به آینه کروی بازتابیده می شود. طبق قوانین اپتیک، هرگاه دسته پرتوی موازی محور آینه با آن برخورد نماید، در محل کانون، متمرکز می شوند و به این ترتیب انرژی حرارتی گسترده خورشید در یک نقطه جمع می شود، که این نقطه به دماهای بالایی می رسد. امروزه پروژه های متعددی در زمینه کوره های خورشیدی در سراسر جهان در حال طراحی و اجراء می باشد.فن های تهویه خورشیدیفن های تهویه از هر نوعی که باشند با خارج کردن هوای گرم از فضاهای بسته به کاهش هزینه های سرمایشی محیط کمک می کنند. در فن های تهویه سنتی از جریان برق استفاده می شود که هزینه های برق را تا حد قابل توجهی افزایش می دهد اما امروزه فن های تهویه مبتنی بر انرژی خورشیدی عرضه شده که از پنل کوچک دارای سلول های فوتو الکتریکی استفاده کرده و موتور فن بدون نیاز به برق خانگی کار می کند.از 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 خورشیدیاستفاده از انرژی خورشیدی به سیستم های گرمایش آب نیز راه یافته و از آن برای گرم کردن آب داخل خانه ها و استخرها استفاده می شود.برای بهره بردن از این مزیت، وسایل گرمایشی یا هیترهای آب خورشیدی از سلول های نصب شده روی پشت بام برای جذب گرمای خورشید و انتقال آن به مخزن آب استفاده می کنند.یکی از کاربردهای مهم انرژی خورشیدی در این زمینه، گرم کردن آب استخرهای شنا است. از آن جا که سردی بیش از حد آب از مشکلات عمده استخرها می باشد برای رفع این مشکل از ابزاری به نام پتوی خورشیدی استفاده می شود، پتوی شناور اصلی یک ابزار گرمایشی پسیو یا غیر فعال است که با جذب گرمای خورشید و انتقال آن به آب کار می کند.اگر می خواهید کمی پیشرفته تر عمل کنید می توانید یک سیستم گرمایش کامل خورشیدی نصب کنید. به این صورت که با استفاده از پنل های گرمایش خورشیدی روی پشت بام، گرمای خورشید دریافت شده و از طریق یک سری لوله های مخصوص از پنل ها به سوی آب منتقل می شود.درباره مزارع خورشیدی بیشتر بدانید.مزایا و معایب انرژی خورشیدیفواید انرژی خورشیدی عبارتند از:پاکی: به عنوان پاک ترین شکل انرژی در نظر گرفته می شود زیرا هیچ نوع انتشار دی اکسید کربن مانند سوخت های فسیلی که یکی از دلایل گرم شدن کره زمین است وجود ندارد.تجدید پذیر: تا زمانی که خورشید وجود دارد ، مقدار کافی انرژی در زمین موجود است بنابراین می تواند به کاهش هزینه های آب و برق کمک کند.قابل اطمینان: این انرژی را می توان در باتری ها ذخیره کرد بنابراین بحث عدم اطمینان وجود ندارد.انرژی رایگان: زیرا می تواند به راحتی به دام بیفتد و به وفور وجود دارد.معایب انرژی خورشیدی:تولید آن در زمستان ها و در روزهای ابری کم است.نصب و راه اندازی و هزینه اولیه آن گران است.فضای بیشتری مصرف می کند.منابع:سرو نیرو توس