انرژی خورشیدی چیست؟ – ایمنا

به گزارش ایمنا، برای انجام هر کاری در زندگی ما نیازمند انرژی هستیم. انرژی توانایی انجام کار است به بیان دیگر، هنگامی که جسمی کاری را انجام می‌دهد انرژی خواهد داشت. انرژی به صورت‌های مختلف وجود دارد و نقش بسیار مهمی در زندگی انسان ایفا می‌کند.

انرژی چیست؟

جهان از انرژی و ماده ساخته شده است. هرچیزی که دارای حجم و جرم باشد، ماده نامیده می‌شود. توانایی به حرکت درآوردن، تغییر در ماده و انجام کار را انرژی می‌گویند. انواع مختلفی از انرژی وجود دارد که شامل انرژی حرارتی، انرژی تابشی، انرژی حرکتی، انرژی الکتریکی، انرژی شیمیایی و انرژی گرانشی است. انرژی را می‌توان از شکلی به شکل دیگر تبدیل و از آن استفاده کرد.

انرژی تجدید پذیر و تجدید ناپذیر

منابع انرژی را می‌توان به دو دسته تجدید پذیر و تجدید ناپذیر تقسیم‌بندی کرد. منابع تجدید پذیر انرژی شامل انرژی خورشیدی، انرژی گرمایی زمین، انرژی باد، انرژی زیست توده و انرژی برق آبی هستند. به این منابع انرژی، انرژی‌های تجدیدپذیر گفته می‌شود زیرا به طور طبیعی دوباره جایگزین می‌شوند.

منابع انرژی غیر قابل تجدید عبارت از سوخت‌های فسیلی (نفت، گاز، زغال‌سنگ) و انرژی هسته‌ای هستند. این منابع انرژی غیر قابل تجدید نامیده می‌شوند زیرا منابع آنها محدود به مقادیری است که می‌توان از زمین استخراج کرد.

انرژی خورشیدی چیست؟

در مرکز خورشید به طور مداوم واکنش‌هایی رخ می‌دهد که مقدار زیادی انرژی آزاد می‌کند این انرژی به سطح خورشید می‌آید و به شکل نور و گرما به سطح زمین می‌رسد. به بیان دیگر انرژی خورشیدی، انرژی حاصل از خورشید است که به انرژی گرمایی یا الکتریکی تبدیل می‌شود. انرژی خورشیدی یکی از انرژی‌های تجدید پذیر و پاک در جهان است که منبع اصلی تمامی انرژی‌های موجود در زمین است.

انواع انرژی خورشیدی

انرژی تابشی خورشیدی را می‌توان بسته به نوع تبدیل و نوع انرژی که به آن تبدیل می‌شود به دو دسته انرژی خورشیدی منفعل و فعال طبقه بندی کرد.

• انرژی خورشیدی منفعل: این روش به دام انداختن انرژی خورشید بدون استفاده از هیچ وسیله مکانیکی است.
• انرژی خورشیدی فعال: در این روش از دستگاه‌های مکانیکی برای جمع‌آوری، ذخیره و توزیع انرژی استفاده می‌شود.
• انرژی حرارتی خورشیدی: این انرژی حاصل از تبدیل انرژی خورشیدی به گرما است.
• انرژی خورشیدی فتوولتائیک: این انرژی حاصل از تبدیل انرژی خورشیدی به برق است.
• انرژی خورشیدی متمرکز: نوعی انرژی گرمایی خورشیدی است که برای تولید برق استفاده می‌شود.

تکنولوژی‌های خورشیدی

سه فناوری اصلی که توسط آن انرژی تابشی خورشید مورد استفاده قرار می‌گیرد.

• شامل فتوولتائیک (PV) است که مستقیماً نور خورشید را به برق تبدیل می‌کند.
• انرژی خورشیدی متمرکز (CSP)، که از گرمای خورشید (انرژی حرارتی) برای هدایت توربین‌های برقی در مقیاس مطلوب استفاده می‌کند.
• سیستم‌های گرمایش و سرمایش خورشیدی (SHC)، که انرژی گرمایی را برای تأمین آب گرم و گرمایش هوا یا تهویه هوا جمع‌آوری می‌کنند.

مزایا و معایب انرژی خورشیدی

انرژی خورشیدی دو مزیت بزرگ نسبت به سوخت‌های فسیلی (زغال سنگ، نفت و گاز طبیعی) دارد. اول اینکه اگر چه می‌توان هنوز از سوخت‌های فسیلی با منابع محدود استفاده کرد اما یک منبع بی پایان از نور خورشید که منبع انرژی خورشیدی است وجود دارد. دومین مزیت انرژی خورشیدی این است که انرژی خورشیدی مانند سوزاندن سوخت‌های فسیلی آلودگی ایجاد نمی‌کند. با توجه به مزایا و رایگان بودن این انرژی تجهیزات مورد نیاز برای جمع‌آوری و استفاده از انرژی خورشیدی گران است و هزینه بالای انرژی خورشیدی استفاده از آن را محدود کرده است از دیگر معایب آن می‌توان به کمی تولید آن در زمستان و روزهای ابری و نیاز به فضای بیشتر برای بهره برداری از انرژی اشاره کرد.

پنل خورشیدی

پنل‌های خورشیدی ( Solar Panels) یا سلول‌های فوتوولتائیک، نور خورشیدی را که بر آن‌ها می‌تابد، دریافت می‌کنند و فوتون‌ها یا ذراتی را که دارای انرژی هستند، به انرژی الکتریسیته تبدیل می‌کنند. البته این همه کاربردهای پنل‌های خورشیدی نیست. عملکردهایی مانند کنترل قدرت سیستم اتاقک‌ها و تجهیزات ارتباطی و هم‌چنین کنترل حسگر یا سنسور تولید نمودن الکتریسیته به وسیله سیستم‌های الکتریکی خورشیدی خانگی و تجاری، برخی دیگر از کاربردهای این پنل‌ها است.

کاربرد پنل‌های خورشیدی

کاربرد پنل‌های خورشیدی بسیار گسترده و متنوع است که از جمله می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

یکی از موارد استفاده از سلول‌های خورشیدی تأمین آب گرم برای سیستم‌های گرمایشی در ساختمان است. لوله‌های آبی که بر روی سقف نصب شدند آب را پس از گرم کردن به داخل ساختمان پمپاژ می‌کنند.

• تأمین انرژی برق برای ساختمان

هر ساختمان برای گردش آب به یک پمپ نیاز دارد. این پمپ را می‌توان به برق خانه متصل کرد، اما استفاده از انرژی خورشیدی برای راه اندازی آن بسیار مقرون به صرفه تر است.

• گرم کردن آب استخر

با استفاده از روکش خورشیدی به آسانی می‌توان آب استخر را گرم و از حضور در آن لذت برد. سیستم گرمایش آب گرم از صفحات گرمایشی که بر روی پشت بام نصب شدند تشکیل می‌شود و پس از جذب گرمای خورشید آن را به سمت استخر هدایت می‌کند.

• تأمین آب گرم مصرفی

به جای استفاده از آب گرم‌کن‌ های گازی یا برقی می‌توان از انرژی خورشیدی برای گرم کردن آب ساختمان استفاده کرد.

• سیستم‌های تهویه مطبوع

با استفاده از فن‌ها و سیستم‌های تهویه خورشیدی می‌توان به میزان قابل توجه مصرف انرژی را بهینه سازی کرد و هزینه‌های جاری را کاهش داد.

• تأمین روشنایی فضای باز

با استفاده از صفحات خورشیدی می‌توان در طول روز باتری‌ها را شارژ نمود و در شب برای روشن کردن لامپ‌هایی که در محوطه ساختمان و باغچه‌ها تعبیه می‌شوند، استفاده کرد.

• خشک کن خورشیدی

در خشک کن‌های خورشیدی با استفاده از انرژی خورشیدی به راحتی می‌توان فرآیند خشک کردن مواد غذایی و البسه را انجام داد.

• آب شیرین کن خورشیدی

وقتی آب شور توسط حرارت کم خورشید تبخیر شود املاح باقی می‌ماند. با استفاده از روش‌های شیرین سازی آب می‌توان آب تبخیر شده را مجدداً استفاده کرد.