خورشید انرژی سپید

پتانسیلهای انرژی خورشیدی جهت تولید برق فتوولتانیک

(تبدیل مستقیم انرژی تابشی به انرژی الکتریکی)

کد خبر: ۷۸۶۱۱

تاریخ: ۲۳ مهر ۱۳۹۶ - ۰۸:۰۳

برزو فرامرزی

دکترای اقلیم شناسی در برنامه ریزی محیطی

برنامه ريزی و مديريت پايدار منابع محيطی يکي از مهمترين دغدغه های قرن حاضر است بر اين اساس در سالهای اخير چگونگی بهره گيری از توانهای اقليمی به عنوان يکی از ارکان توسعه پايدار در ابعاد زمانی- مکانی مورد توجه محافل مختلف علمی بوده است. شناخت پتانسيلهاي اقليمي، بعنوان يکی از مهمترين ارکان توسعه، پايه غالب برنامه ريزيهاي محيطي است.دردنياي کنوني گفتمان انرژي،تامين ومصرف آن ازبرجسته ترين موضوعهاي پيشروي بشراست. با توجه به محدودیت منابع انرژی های تجدید ناپذیر بر روی زمین و بکار گیری بی رویه از سوخت های فسیلی که آلودگی های زیست محیطی بسیاری را به دنبال داشته است، اهمیت منابع انرژی جایگزین که سالم تر و مطمئن تر باشند به خوبی مشخص است. هر چند تعاریف متفاوتی از انرژی های تجدید پذیر وجود دارد، اما به بیان کلی به آن دسته از منابع انرژی گفته می شوند که پس از یک دوره زمانی معین امکان بازگشت به طبیعت را داشته باشند. دوره زمانی می تواند چند روز تا چندین سال باشد.

سوخت های فسیلی که برای تولید دوباره به میلیون ها سال زمان نیاز دارند در این دسته قرار نمی گیرند. در برابر انرژی هایی چون خورشید، زیست توده ها، باد، آب، موج، جزر و مد، سوخت های زیستی و ….که به وسیله فرایند های طبیعی طی مدت زمان به نسبت کوتاهی باز تولید می شوند، از جمله انرژی های تجدید پذیرند . در این میان، خورشید بزرگترین منبع انرژی در دنیایی که ما در آن زندگی می کنیم می باشد.

انواع انرژی های موجود در مقایسه با انرژی خورشید ناچیزند و منشاً اغلب آنها انرژی خورشید است. انرژی خورشیدی در مقایسه با سایر انرژی ها مزایای بسیاری دارد. مهمترین مزیت آن لایزال بودن آن است. مزیت دیگر انرژی خورشیدی آلوده نکردن محیط زیست است. در حالی که استفاده از سوخت های فسیلی علاوه بر خطر اتمام این سوخت ها تولید گاز های سمی و آلودگی هوا، آب و زمین، افزایش دمای کره ی زمین را به دنبال دارد. که گرم شدن کره ی زمین به نوبه خود باعث مسائل متعددی چون آب شدن یخ ها در قطب ها، تشدید تناوب طوفان ها و سیل ها، بهم خوردن اکوسیستم های طبیعی می شود. برای کاهش آلودگی های مختلف ناشی از مصرف سوخت های فسیلی و استفاده ی بهینه از نفت و گاز در زمینه صنعتی، لازم است به انرژی خورشیدی که منبعی لایزال، پاک و سازگار با محیط زیست است، توجه بیشتری شود.

مهار کردن و استفاده از منبع عظیم انرژی خورشیدی مستلزم شناخت و آگاهی از کمیت و ماهیت آن و عوامل جغرافیایی و اقلیمی موثر در شدت تابش خورشیدی در هر منطقه است. این گونه اطلاعات نه تنها در طراحی و ارزیابی سیستم هایی که با انرژی خورشیدی کار می کنند، مورد استفاده قرار می گیرد، بلکه در زمینه های مختلف اقلیم شناسی، هوا شناسی، زیست شناسی، کشاورزی، معماری و تاسیسات نیز کاربرد دارد. بنابر این قبل از اجرای پروژه های بهره برداری انرژی خورشیدی، باید به ارزیابی پارامترهایی که در میزان تابش خورشیدی دخالت دارند، پرداخت. از عواملی که در میزان تابش خورشید می توان به  آنها اشاره کرد عبارتند از : عوامل جغرافیایی مانند طول و عرض جغرافیایی، ارتفاع از سطح دریا، زاویه تابش خورشید و عناصر هوا شناسی مانند تغییرات دمای روزانه، رطوبت نسبی، مقادیر ابر موجود در آسمان، ساعات آفتابی و سرعت و جهت باد در طول روز در میزان تابش خورشیدی .پس از اطلاع از عوامل و عناصر فوق، قدم بعدی در برنامه ریزی برای استفاده از انرژی خورشیدی، پتانسیل سنجی منطقه با توجه به داده های اقلیمی است. که از دو طریق میسر است: اندازه گیری مستقیم انرژی خورشید واستفاده از مدل های موجود برای تخمین انرژی خورشیدی .

امروزه می دانیم که استفاده از انرژی پاک خورشیدی دارای مزایای قابل توجهی از قبیل کاهش آلودگی محیط زیست، تامین انرژی حرارتی و الکتریکی و دیگر موارد خواهد بود. سیستم های انرژی خورشیدی، فناوری های جدیدی هستند که برای تامین گرما، آب گرم الکترسیته و حتی سرمایش منازل مسکونی، مراکز تجاری و صنعتی به کار می روند. در بسیاری از مناطق جهان می توان با استفاده از تکنولوژی های حرارتی - خورشیدی در مساحت یک کیلومتر از زمین 100 الی 300  گیگا بایت وات ساعت الکترسیته خورشیدی تولید نمود. این مقدار معادل تولید سالانه ی نیروگاه های متداول فسیلی، زغال سنگ یا گازی با ظرفیت 50 مگا وات در بار متوسط است. انرژی خورشیدی یکی از منابع تجدید پذیر و از مهم ترین آنها می باشند. میزان تابش انرژی خورشیدی در نواحی مختلف کره ی زمین به عوامل دیگری  از جمله  شرایط اقلیمی منطقه، جهت ناهمواری ها، پوشش گیاهی و....بستگی دارد.

این میزان تابش در نواحی مختلف جهان متغیر بوده و در کمربند خورشیدی زمین بیشترین مقدار راداراست. کشور ایران نیز در نواحی پر تابش واقع است ودرمطالعات نشان می دهد که استفاده از تجهیزات خورشیدی در ایران مناسب بوده و می توان بخشی از انرژی مورد نیاز کشور را تامین کند. ایران کشوری است که به گفته ی متخصصان این فن، با وجود 300 روز آفتابی دربیش از دو سوم آن و متوسط تابش 5/5-5/4 کیلو وات ساعت بر متر مربع در روز یکی از کشورهایی با پتانسیل بالا که در زمینه انرژی خورشیدی معرفی شده است. برخی از کارشناسان انرژی – خورشیدی گام را فراتر نهاده و در حالتی آرمانی ادعا می کنند که ایران در صورت تجهیز مساحت بیابانی خود به سامانه های دریافت انرژی تابشی می تواند انرژی مورد نیاز بخش های گسترده ای از منطقه را نیز تامین و در زمینه صدور انرژی برق فعال شود. باتوجه به این موارد لازم وضروری است که از این منشائ انرژی تا حدامکان بهره برداری کردوامکانات علمی کشور را دراین راه هرچه بیشتر وسریعتر بکار انداخت وترویج علمی برای داشتن این انرژی  پاک را در اولویت گذاشت وتحولی بزرگ در تولید انرژی ایجاد نمود چراکه ایران سرزمین ثروتهای خدادادی است وبایستی پتاسیلهای موجود را به فعل درآورد.تنوع اقلیم ایران رویکردتولید انرژی نو وپاک را میطلبد.به امید آینده ای روشن وآفتابی برای همه پیشگامان علم ودوستداران دانش.