انرژی خورشیدی؛ مادر انرژی‌های تجدیدپذیر

نویسنده: محسن فرزان، کارشناس ارشد انرژی‌های تجدیدپذیر        زمان مطالعه: ۲ دقیقه

انرژی‌های تجدیدپذیر آن دسته از منابع انرژی هستند که یا همیشه وجود دارند و پایانی برای آن‌ها تصور نمی‌شود (انرژی خورشیدی) و یا می‌توان در مدت زمان اندک آن‌ها را بازتولید کرد (گیاهان و درختان مورد استفاده برای زیست‌توده (Biomass) ).

در میان منابع انرژی‌ تجدیدپذیر، انرژی خورشیدی از جایگاه ویژه‌ای برخوردار است. فن‌آوری‌های موجود جهت استحصال انرژی از منابع تجدیدپذیر، را به دو دسته اصلی زیر تقسیم کرد:

استفاده مستقیم از انرژی خورشیدی

این دسته از فن‌آوری‌ها، از انرژی خورشیدی به‌طور مستقیم جهت تولید انرژی مورد نیاز جوامع بشری استفاده می‌کنند.

سیستم‌های حرارتی خورشیدی: این سیستم‌ها انرژی خورشیدی را به‌طور مستقیم به انرژی حرارتی مفید برای گرمایش آب، تبدیل می‌کنند. از این آب می‌توان برای مصارف بهداشتی و یا گرمایش فضا استفاده کرد.

سیستم‌های فتوولتاییک: در سیستم‌های فتوولتاییک انرژی خورشید به‌طور مستقیم به وسیله‌ ماژول‌های فتوولتاییک (پنل خورشیدی) به برق تبدیل می‌شود. در مقیاس کوچک، می‌توان از سیستم‌های فتوولتاییک برای شارژ باتری ساعت مچی و یا ماشین حساب و غیره، بهره‌گرفت. در مقیاس‌های بزرگ از سیستم‌های فتوولتاییک برای تامین انرژی الکتریکی یک خانه و یا تزریق به شبکه سراسری برق جهت فروش به وزارت نیرو استفاده کرد. علاوه‌براین، وجود ماژول‌های فتوولتاییک پیشرفته در کاوشگرها و مدارپیماها در فضا بسیار حیاتی است.

سیستم‌های متمرکزکننده انرژی خورشید: در این سیستم‌ها به‌وسیله تعداد زیادی آینه انرژی خورشیدی را برای ایجاد دمای بسیار بالا، متمرکز می‌کنند. از طریق گرمای به‌ وجود آمده، می‌توان به‌وسیله توربین‌های بخار برق تولید کرد.

پیشنهاد مطالعه: انرژی خورشیدی چیست؟ بخش اول

استفاده غیر مستقیم از انرژی خورشید

این دسته از فن‌آوری، از منابع تجدیدپذیر انرژی استفاده می‌کنند که این منابع خود به‌دلیل وجود انرژی خورشیدی روی سطح زمین، ایجاد شده‌اند.

توربین‌های بادی: وزش باد به‌دلیل اختلاف دمای سطح ناشی از تابش ناهمگن خورشید روی سطوح مختلف زمین ایجاد می‌شود. توربین‌های بادی فن‌آوری‌هایی هستند که انرژی جنبشی موجود در زمان وزش باد را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کنند. توربین‌های بادی در مقیاس‌های گوناگون تولید می‌شود. انواع توربین‌های بادی را می‌توان به دوسته اصلی محور افقی و محور عمودی تقسیم‌بندی کرد.

سیستم‌های انرژی زیستی: رشدونمو گیاهان و درختان که از منابع اصلی انرژی زیستی هستند، به‌طور مستقیم به انرژی خورشیدی وابسته است. انرژی زیستی در واقع انرژی شیمیایی ذخیره‌شده در زیست‌توده‌ها است که می‌توان آن را به گرما، برق و سوخت تبدیل کرد.

هیدروانرژی (امواج دریا و جریان‌های اقیانوسی): پدیده تبخیر و بارش وابسته به انرژی خورشیدی است. حرکت امواج دریا و جریان‌های اقیانوسی نیز ناشی از انرژی خورشیدی که به زمین می‌رسد، است. فن‌آوری‌های توربین آبی انرژی موجود در این پدیده‌ها را به انرژی الکتریکی مورد استفاده برای کاربردهای روزانه بشر، تبدیل می‌کند.

شکل۱: انواع انرژی‌های تجدیدپذیر

تنها منابع تجدیدپذیر انرژی که به منبع خورشید وابستگی ندارند و از آن منتج نمی‌شوند، انرژی‌های زمین گرمای و جذرومد است. انرژی زمین گرمایی، انرژی حرارتی محبوس‌شده در لایه‌های زمین است. از این منبع تجدیدپذیر انرژی می‌توان جهت ایجاد گرمایش، سرمایش و یا تولید برق استفاده کرد. جذرومد به‌دلیل حرکت چرخشی زمین همراه با نیروی جاذبه بین زمین و ماه و زمین و خورشید، به‌وجود می‌آید که می‌توان آن را با استفاده از توربین‌های آبی به الکتریسیته تبدیل کرد.

منبع:

Renewable Energy, Technology, Economics and Environment. / Kaltschmitt, Martin (Editor); Streicher, Wolfgang (Editor); Wiese, Andreas (Editor). 1 ed. Berlin [u.a.] : Springer, 2007.