معرفی انرژی خورشیدی

آیا می‌دانستید که خورشید ما به طور متوسط حدود 5 کیلووات ساعت بر متر مربع در روز در ایران تابش دارد؟ یعنی در حدود 30 مترمربع (5.5 متر در 5.5 متر) به اندازه مصرف متوسط برق یک خانه انرژی دریافت می‌شود. اما اشتباه نکنید! این مقدار، کل انرژی تابیده شده از طرف خورشید است و نه برقی که از آن تولید می‌شود. تا کنون روش های مختلفی جهت استفاده از انرژی خورشیدی پیشنهاد شده است که احتمالاً با سلول های فتوولتاییک (پنل ها یا صفحات خورشیدی) Photovoltaic Cells آشنایی دارید. اما روش‌های دیگری نیز در دنیا رایج هستند که یکی از آن‌ها متمرکز کردن تابش خورشید در یک ناحیه و داغ کردن یک روغن مناسب یا آب به منظور تولید بخار در دیگ بخار و در نتیجه گرداندن توربین و ژنراتور است که بر خلاف سلول‌های خورشیدی که تابش را مستقیم به انرژی الکتریکی البته جریان مستقیم (DC) تبدیل می‌کنند، در تولید برق از حرارت خورشیدی Solar Thermal، جریان متناوب (AC) تولید می‌شود. تمرکز حرارت خورشیدی به وسیله آینه خورشیدی یا کلکتور Solar Collector انجام می‌شود که به آینه‌های سهموی خطی نیز معروف هستند.

مقایسه انرژی خورشیدی حرارتی و الکتریکی

همان طور که اشاره شد، حرارت خورشیدی به وسیله متمرکز کننده هایی که معمولاً آینه‌های سهموی خطی هستند، جذب آب یا سیال مناسب دیگر مثلاً روغن های صنعتی مناسب برای انتقال حرارت شده سپس در دیگ بخار باعث تولید بخار زیاد برای گرداندن توربین نیروگاه می‌شود. شکل زیر شمای ساده ای از چنین نیروگاهی را نشان می‌دهد.

 تولید برق از حرارت خورشیدی به وسیله آینه سهموی خطی نسبت به روش فتوولتاییک (پنل) دارای مزایا و معایب مختلفی است. از جمله مهم‌ترین مزایای آن می توان به تکنولوژی در دسترس تر و قابل اطمینان آن اشاره نمود که نیاز به تجهیزات جدید با فناوری بالا و گران قیمت ندارد. همچنین این نوع نیروگاه امکان تولید همزمان برق و حرارت را داراست. به علاوه به راحتی به وسیله سوخت های فسیلی رایج می‌توان امکان پشتیبانی یا یکنواختی تولید برق را تأمین نمود. فناوری های جدیدی در دنیا جهت استفاده همزمان از چند نوع منبع انرژی برای تأمین حرارت سیکل های تولید برق به کار گرفته شدند که برای مثال به طور همزمان از انرژی حرارت خورشیدی، زمین گرمایی و فسیلی برای به جوش آوردن دیگ بخار استفاده می‌شود. در نتیجه می‌توان این قابلیت را به عنوان یکی از مزایای استفاده از آینه خورشیدی مطرح نمود.

در کنار این مزایا، از مهم‌ترین عیب های نیروگاه حرارت خورشیدی، گران بودن کلکتورها (آینه های سهموی خطی) است؛ زیرا برای داشتن خاصیت انعکاس نور بالا، آینه‌های خورشیدی معمولاً از نقره ساخته می‌شوند و در نتیجه قیمت بالایی دارند. همچنین انرژی خورشیدی حرارتی در مقیاس کوچک مثلاً خانگی یا کارگاهی قابل استفاده نیست.

پتانسیل انرژی خورشیدی در ایران

ایران یکی از بهترین کشورها از نظر تابش خورشیدی با حدود 300 روز آفتابی در سال و میزان تابش قابل توجه است. از طرف دیگر وجود زمین های غیر مناسب برای کشاورزی و زندگی، شرایط مناسبی را جهت استفاده از انرژی خورشیدی فراهم نموده است. در سال های اخیر کشور های خارجی مخصوصاً چین نسبت به سرمایه گذاری در زمینه انرژی خورشیدی در ایران اقدام به بستن قراردادهای متعدد نموده اند. اما با این حال حجم تولید برق خورشیدی نسبت به کل برق تولیدی در کشور قابل توجه نیست. مخصوصاً انرژی حرارت خورشیدی که تنها در شیراز به شکل پایلوت (نیمه صنعتی) و دانشگاهی مورد آزمایش قرار گرفته است.