هر آنچه که باید در مورد انرژی خورشیدی بدانید!

[mhossein]

 

مقدار انرژی گرمایی که زمین در تنها 1 ساعت از خورشید دریا??ت می‌کند، از تمامی انرژی که ما انسان‌ها در طول یک سال مصر?? می‌کنیم، بیشتر است. دقیقاً به همین دلیل است که شرکت‌هایی چون گوگل یا IKEA، با قوایی بی‌سابقه وارد صنعت پنل‌های خورشیدی شده‌اند.

 

 

انرژی خورشیدی پاک و ??راوان و از همه‌ مهمتر رایگان است؛ بر خلا?? سوخت‌های ??سیلی تمام نمی‌شود، به طبیعت آسیبی نمی‌زند و مشکلی هم برای خرید و ??روشش وجود ندارد. پس چرا نباید به آن اهمیت بدهیم؟ شاید بد نباشد به عنوان نخستین گام، ببینیم که انرژی خورشیدی واقعاً چیست و چطور می‌شود آن را از طریق سازه‌های ساخت بشر، ذخیره کرد و مورد است??اده قرار داد.

[h=2]تابش‌های گرم خورشیدی، چگونه به وجود می‌آیند؟[/h]

 

اگر حالات ماده را به چهار نوع جامد، مایع، گاز و پلاسما تقسیم کنیم، ستاره‌ی خورشید از نظر حالت در دسته‌ی چهارم یعنی پلاسما قرار می‌گیرد. یعنی گازهای تشکیل‌دهنده‌ی آن چنان داغ و پرانرژی‌اند که از نظر ساختاری، به یون تبدیل شده‌اند. از نظر شیمیایی، سه چهارم جرم خورشید را هیدروژن و باقی‌مانده‌ی آن را هلیم و چند گاز دیگر (مانند اکسیژن، کربن و نئون) تشکیل می‌دهند.

اساس کار تولید گرما در خورشید، بر پایه‌ی واکنش‌های همجوشی هسته‌ای است؛ دانشی که در حال حاضر، امکان پیاده‌سازی آن در زمین وجود ندارد. وقتی هیدروژن و هلیم در یکدیگر جوش می‌خورند، بر اساس ??رمول مشهور ??یزیکدان نامی، آلبرت انیشتین، یعنی E=MC^2، از تبدیل جرم به انرژی، مقدار زیادی گرما به صورت تابش، به اطرا?? پراکنده می‌شود؛ خلاء حاکم بر ??ضا را می‌پیماید و به اجرام اطرا??، از جمله زمین می‌رسد.

 

[h=2]چگونه انرژی خورشید را جمع‌آوری می‌کنیم؟[/h]

در بحث است??اده از انرژی خورشیدی، دو راهکار داریم: AV و PV

 

AV سرواژه‌ی انگلیسی "active solar" است و به جمع‌آوری انرژی از راه است??اده از پنل‌های خورشیدی یا مولدهای ترموالکتریک، گ??ته می‌شود. به این پنل‌های خورشیدی، پنل‌های ??وتوولتائیک نیز گ??ته می‌شوند.

 

PV که مخ???? "passive solar" است، ما را به طراحی خانه و ساختمان، به گونه‌ای که بیشترین‌ است??اده را از تابش‌های خورشید ببریم، دعوت می‌کند. ایجاد محیط‌های نورگیر یا است??اده از پنجره‌های بزرگ در این حیطه قرار دارد.

[h=2]پنل‌های خورشیدی چگونه کار می‌کنند؟[/h]

 

برای است??اده از انرژی خورشید و تبدیل آن به سایر صورت‌های انرژی، راه‌کار های زیادی پیشنهاد شده است. در حال حاضر، تمرکز خود را بر ص??حات پوشیده شده با سلول‌های خورشیدی معطو?? کنیم.

 

این ص??حات از اثر ??وتوالکتریک، بهره می‌برند (بله درست حدس زدید، شاهکاری دیگر از انیشتین، نظریه‌ای که در سال 1921، جایزه‌ی نوبل ??یزیک را برای او به ارمغان آورد. جالب است که او هیچگاه جایزه‌ای برای نظریه نسبیت دریا??ت نکرد!). این پنل‌ها از مواد نیمه هادی درست می‌شوند و وقتی ??وتون‌های نور (که دارای انرژی هستند) به این مواد برخورد می‌کنند، باعث جداسازی الکترون و به وجود آمدن جریان الکتریکی، می‌شوند. مقدار جریان ایجاد شده، به کارایی و کی??یت ساخت پنل بستگی دارد. مدل‌های تجاری رایج، تقریباً حدود 20 درصد نور دریا??تی را به انرژی تبدیل می‌کنند؛ در حالی که نمونه‌های خاص و گرانی که NASA در ماهواره‌هایش است??اده می‌کند، بازدهی 40 درصدی دارند.

IBM مو??ق به تولید نوعی گیرنده‌ی حرارتی شده که با متمرکز ساختن پرتوهای نور در مرکز یک دیش آینه نشان، با کارایی بیشتری، تا 2000 برابر روش‌های ??علی، انرژی تابشی خورشید را ذخیره می‌کند که البته این طرح هنوز تا تولید انبوه و تجاری، ??اصله‌ی زیادی دارد.

به‌ هرحال، تحقیقات هنوز ادامه دارد و خبرهای خوش و نویدهای پیشر??ت، گاه و بیگاه از راه می‌رسند.

[h=2]چرا باید به سراغ انرژی خورشیدی برویم؟[/h]

 

در قطب جنوب و مناطق یخ زده آلاسکا، عذر مردم برای چشم‌پوشی از این منبع خدادادی پذیر??تنی است؛ اما در مناطقی که در 6 ماه سال، از آ??تابی گرم و سوزان بهره می‌برند(!) عدم است??اده از آن، اسرا?? نعمت‌های خداوندی است و توجیهی ندارد. در آمریکا، دولت تصمیم گر??ته تا با کاهش مالیات بر خرید پنل‌های خورشیدی در ایالت‌های گرمسیری، شهروندان را به خرید آن‌ها ترغیب کند. در برخی کشورها مانند استرالیا، صدها مزرعه بزرگ خورشیدی راه‌اندازی شده است. حتی بر روی سق?? کاخ س??ید، مقر سران ایالات متحده هم، پنل‌های خورشیدی نصب شده تا برق وسایل روشنایی را ??راهم کنند.

 

شرکت‌های بزرگ مانند گوگل یا اپل که به علت داشتن کاربران میلیونی و ترا??یک بسیار سنگین اینترنتی، ناگزیرند هزینه‌های زیادی را برای تأمین انرژی مورد نیاز دیتاسنترهای عظیم‌شان خرج کنند، روی به انرژی‌های پاک و ارزان مانند انرژی خورشیدی آورده‌اند و با تأسیس مزرعه‌هایی از پنل‌های خورشیدی، برق مصر??ی‌شان را تأمین می‌کنند. مانند دیتاسنتر بزرگ اپل در منطقه م??یدن در صحرای نوادا. (البته گاهی هم این شرکت‌ها برای ??رار از هزینه‌های سرمایش و خنک‌سازی دیتاسنترها، به مناطق قطبی پناه می‌برند)

حتی سعی می‌شود خانه‌های مدرن، به گونه‌ای ساخته شوند که بخشی از انرژی مورد نیاز وسایل منزل، با کمک انرژی خورشید تأمین شود. صنعت هواپیما‌سازی هم دارد اندک اندک به است??اده از این گرمای رایگان روی می‌آورد. مانند شرکت Solar Impulse که ادعا می‌کند می‌تواند هواپیمایی 2268 کیلوگرمی را را با کمک 17000 سلول خورشیدی، به پرواز درآورد؛ هواپیمایی که قادر است ??اصله میان اقیانوس آرام تا اقیانوس اطلس را 5 روزه بپیماید.

 

با همه گیر شدن خودروهای الکتریکی، می‌توان با است??اده از انرژی خورشید، وسایل نقلیه را شارژ کرد و برای همیشه از بنزین و آلودگی هوای ناشی از آن رهایی یا??ت. در آمریکا پروژه‌ای با سرمایه‌ی 1 میلیون دلاری کلید خورده که قرار است بخش‌هایی به مساحت 75000 کیلومتر مربع از جاده‌های این کشور را با سلول‌های 6 ضلعی و بسیار مقاوم خورشیدی بپوشاند و برق خانه‌های بسیاری را از این راه تأمین کند.

راه‌اندازی تجهیزات اولیه ممکن است هزینه داشته باشد؛ اما در دراز مدت، این هزینه‌ها جبران می‌شوند؛ چه از نظر مادی، و چه از نظر معنوی که همان ح??ظ و نگه‌داری از محیط زیست باشد. یکی از پیشگامان این تجارت در آمریکا، گوگل است که طی?? وسیعی از محصولات خود را وارد بازار این کشور کرده.

 

بر اساس گزارشی، شهروندان در آمریکا می‌توانند با نصب ص??حات خورشیدی، 84 دلار در ماه و در نهایت 20160 دلار در طول 20 سال پس‌انداز کنند. به هر حال، با توجه به منابع محدود سوخت‌های ??سیلی، بشر مجبور خواهد شد که به منابع دیگر تولید انرژی روی بیاورد. اگر نیم نگاهی به آینده داشته باشیم، می‌بینیم که گزینه‌ای جز انرژی‌های پاک نخواهیم داشت. زیرا چه به دانش همجوشی هسته‌ای برسیم چه نرسیم، سوخت‌های هسته‌ای هم روزی تمام خواهند شد.

[h=2]در این زمان، چه چیزهایی در خطر قرار دارند؟[/h]

 

سوزاندن سوخت‌های ??سیلی برای تولید انرژی، باعث ا??زایش دمای زمین و هوای اطرا?? آن می‌شود. این گرمای اضا??ه می‌تواند صدمات بسیاری به وجود آورد. می‌تواند شرایط اقلیمی را تحت‌تأثیر قرار داده و باعث ناهنجاری‌های آب و هوایی شود. مثلاً در نقطه‌ای خشکسالی شود و در جایی دیگر طو??ان‌های خسارت‌بار روی دهد؛ در حالی که در ناحیه‌ای دیگر به علت بارندگی‌های شدید و بی‌سابقه، سیل و طغیان راه ا??تاده است.

 

می‌تواند باعث ذوب‌شدن یخ‌ها و یخچال‌های قطبی شود که اثرات آن به صورت تغيير در ميزان دسترسي مردم به آب شيرين و آب مورد نياز برای کشاورزی، ا??زايش سطح آب درياها، پيشر??ت خط ساحلی به سمت خشکی و حذ?? بعضی از جزاير از ص??حه‌ی زمين نمايان می‌شود.

 

دوده‌ی حاصل از سوختن سوخت‌هایی چون ن??ت و گازوئیل، باعث اسیدی شدن باران و آسیب به محصولات کشاورزی و سازه‌های ساختمانی مرمری و همچنین آثار ارزشمند باستانی می‌شود.

با اسیدی‌شدن آب اقیانوس‌ها، ساحل‌های مرجانی که زیست‌گاه هزاران جانور آبزی است، از بین می‌رود و میزان اکسیژن مورد نیاز برای بقای آنان به شدت پایین می‌آید. در نهایت ممکن است تأثیراتی هم بر کی??یت غذای انسان‌ها به وجود آید.

 

اصلاً چرا راه دور برویم؛ انرژی گران است! گران است و هر ماه بخش قابل توجهی از درآمد خانواده را به خود اختصاص می‌دهد (این امر در اکثر کشورهای جهان، خصوصاً اروپا و آمریکای شمالی صادق است)

[h=2]پس چرا هنوز منتظریم؟[/h]

 

با این‌همه که گ??تیم، هنوز موانعی سر راه است که نه تقصیر من است، نه شما. هنوز امکان تهیه ص??حات خورشیدی برای همه وجود ندارد و قیمت آن‌ها هم برای شهروندان سطح متوسط خیلی از کشورها، بالا است. در کشورهای پیشر??ته، برخی هنوز به امکانات موجود اعتماد ندارند و منتظرند تا ص??حات خورشیدی از نظر کارایی و راندمان، توانایی‌های بیشتری بدست آورند. برخی هم مثل همیشه، بدنبال بهترین نسبت کارایی به قیمت‌اند و بی‌توجه به وضعیت نگران‌کننده‌ای که خانه‌ی بزرگ ما، یعنی زمین را تهدید می‌کند.

 

برای ??راگیر‌شدن است??اده از این پنل‌ها، باید آن‌ها را بیش از پیش بهینه کرد و بهای‌شان را کاهش داد؛ همچنین میزان تولید را بالاتر برد تا بتوان دایره‌ی توزیع را بزرگ‌تر کرد. بهرحال وقتی بین یک انگیزه‌ی معنوی و محدودیت‌های مادی گیر بیا??تیم، مانند همین موضوع، راهی جز تولید گازهای گلخانه‌ای بیشتر نداریم تا زمانی‌که شرایط بهتر شود.

 

اما در سطوح کلان که امکان اختصاص بودجه‌ی بیشتری داریم، حی?? است که این منابع سرشار و ارزان را نادیده بگیریم. بیش از دو سوم خاک ایران را مناطق بیابانی و نیمه بیابانی تشکیل می‌دهند که حداقل در 6 ماه سال، آ??تاب با قدرتی بی‌نظیری بر آن‌ها می‌تابد. احداث توربین‌های بادی در مناطق مستعد، کاری قابل تقدیر است که تا کنون انجام گر??ته؛ پس می‌توان مقصد بعدی را ایستگاه خورشیدی در نظر گر??ت.

 

منبع: زومیت