انرژی خورشیدی چیست؟

خورشید به عنوان یک منبع شگفت انگیز و تجدیدپذیر، توانایی تامین سوخت حیات روی زمین و انرژی پاک و پایدار را برای همه ساکنان آن دارد. در واقع، انرژی خورشیدی که در مدت یک ساعت به سیاره می رسد کل جمعیت جهان در عرض یک سال از آن استفاده می کنند. انرژی‌خورشید را می توان از طریق ماژول های فتوولتاییک خورشیدی به برق تبدیل کرد.

چرا باید از انرژی خورشیدی استفاده کنیم؟

ماژول های PV نور خورشید را جذب و انرژی را به جریان الکتریکی قابل استفاده تبدیل می کنند. تابش خورشید در سراسر جهان، باعث ایجاد الکتریسیته خورشیدی در هر نقطه می شود.

انرژی خورشیدی را می توان هم تراز با باتری ها برای ذخیره انرژی فرض کرد؛ سیستم های برق خورشیدی می توانند مستقل از شبکه برق بوده و برای مکان های دوردست مقرون به صرفه باشند. ماژول‌های خورشیدی قطعات متحرک ندارند که این باعث کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری شده و مدت سرویس دهی برق را تا بالای ۲۵ سال تضمین می کنند.

انرژی خورشیدی به عنوان منبع سوخت متکی به خورشید است، بنابراین نیازی به حفاری برای سوخت های مبتنی بر نفت، پالایش آن ها یا انتقال آن ها به مکان ها نیست. با توجه به این ها می توان فهمید که انرژی خورشیدی مزایای زیادی دارد.

مزایای انرژی خورشیدی

۱. منبع انرژی تجدید پذیر

انرژی خورشیدی به عنوان یک منبع انرژی تجدیدپذیر از مهم ترین مزیت پنل های خورشیدی به شمار می رود که می توان آن را برای همه مناطق جهان تهیه کرد و هر روز در دسترس قرار داد. برخلاف منابع انرژی دیگر، انرژی خورشیدی تمام نمی شود.
به انرژی خورشیدی تا زمان وجود خورشید، می توان دسترسی پیدا کرد، بنابراین نور خورشید تا حداقل ۵ میلیارد سال که به گفته دانشمندان زمان خاموش شدن خورشید است، در دسترس ما خواهد بود.

2. کاهش هزینه های قبوض برق

به این دلیل که برخی از نیازهای انرژی با برق تولید شده در سیستم های انرژی خورشیدی تامین خواهد شد، هزینه های قبوض برق کاهش می یابند. مقدار صرفه جویی در هزینه ها بستگی به مقدار سیستم های خورشیدی و مصرف افراد از برق یا حررات دارد.
به عنوان مثال، اگر کسب وکار شما از پنل های خورشیدی تجاری استفاده کند، مزایای زیادی به همراه خواهد داشت؛ زیرا سیستم های با اندازه بزرگ می توانند بخش های زیادی از قبوض انرژی را پوشش دهند.

علاوه بر صرفه جویی در قبض برق، امکان دریافت وجه از طریق اعتبار صادراتی هوشمند (SEG) برای انرژی مازادی که به شبکه بازگردانده می شود، نیز وجود دارد.

3. کاربردهای متنوع

انرژی‌خورشیدی برای اهداف مختلف قابل استفاده است که می توان برای تولید الکتریسیته (فتوولتائیک) یا گرما (گرمای‌خورشیدی) بکار برد. همچنین از این انرژی  می توان برای تولید برق مناطقی که به شبکه انرژی دسترسی ندارند، برای تقطیر آب مناطقی که منابع آبی پاک محدودی دارند و برای انرژی ماهواره های فضایی استفاده کرد.

انرژی خورشیدی را همچنین می توان در مواد مورد استفاده در ساختمان ها بکار برد که چندی پیش پنجره های شفاف انرژی خورشیدی توسط شارپ معرفی شدند.

4. هزینه های نگهداری کم

سیستم های انرژی خورشیدی نیازی به تعمیر و نگهداری زیادی ندارند. فقط باید آن ها را نسبتاً تمیز نگه داشت، بنابراین باید چندین بار در سال تمیز شوند. اکثر تولیدکنندگان پنل های خورشیدی ضمانت ۲۵-۲۰ ساله را برای محصولات خود ارائه می دهند.

فرسودگی و پارگی به دلیل نبود قطعات متحرک در این سیستم ها، بوجود نمی آید. مبدل معمولاً تنها قسمتی است که بعد از ۱۰-۵ سال نیاز به تعویض دارد زیرا به طور مداوم برای تبدیل انرژی‌خورشیدی به برق و گرما PV) خورشیدی در مقابل حرارت خورشیدی( به کار می رود. کابل ها نیز به غیر از مبدل، به تعمیر و نگهداری نیاز دارند تا اطمینان حاصل شود که سیستم انرژی‌خورشیدی با حداکثر راندمان کار می کند.

بنابراین، علاوه بر پوشش هزینه اولیه ی سیستم های خورشیدی، می توان هزینه ی بسیار کمی برای تعمیر و نگهداری انتظار داشت.

5. توسعه فناوری

فناوری در صنعت انرژی‌خورشیدی به طور مداوم در حال پیشرفت است و در آینده نیز زیاد خواهد شد. نوآوری‌ها در فیزیک کوانتوم و نانوفناوری به طور بالقوه می‌توانند اثربخشی پنل‌های خورشیدی را افزایش دهند و توان الکتریکی سیستم‌های انرژی‌خورشیدی را دو یا حتی سه برابر کنند.

معایب انرژی خورشیدی

۱. هزینه بالا

هزینه خرید اولیه ی سیستم خورشیدی نسبتاً زیاد است که شامل هزینه های مربوط به پنل های خورشیدی، مبدل، باتری، سیم-کشی و نصب می شود. با این وجود، فناوری های خورشیدی به طور مداوم در حال توسعه هستند و می توان فرض کرد که قیمت ها در آینده کاهش خواهند یافت..

2. وابستگی به آب و هوا

از انرژی‌خورشیدی در روزهای ابری و بارانی هم می توان استفاده کرد اما بازدهی سیستم های خورشیدی کم می شود. پنل های خورشیدی برای جمع آوری موثر انرژی‌خورشیدی، وابسته به نور خورشید هستند. بنابراین روزهای ابری و بارانی تأثیر محسوسی بر سیستم های انرژی می گذارند. همچنین باید در نظر داشت که انرژی‌خورشیدی در طول شب قابل بهره گیری نیست.

از سوی دیگر، در صورت نیاز به آب گرم در شب یا در طول زمستان، پنل های ترمودینامیکی می توانند به عنوان جایگزینی بررسی شوند.

3. گران بودن ذخیره انرژی خورشیدی

انرژی خورشیدی فوراً باید استفاده شود یا آن را در باتری های بزرگی می توان ذخیره کرد. این باتری ها که در خارج از شبکه سیستم های خورشیدی استفاده می شوند، در طول روز می توانند شارژ شوند تا در شب انرژی آن ها استفاده شود. این راه حلی مناسب برای استفاده از این انرژی در تمام طول روز بوده اما روش بسیار گرانی است.

استفاده از انرژی خورشیدی در طول روز و بکارگرفتن انرژی شبکه در شب هوشمندانه تر است (فقط در صورتی می توان این کار را انجام داد که سیستم به شبکه متصل باشد). معمولا تقاضای انرژی در طول روز زیاد است، بنابراین می توان بیشتر آن را با انرژی‌خورشیدی تامین کرد.

4. اشغال حجم زیاد

برای تولید برق بیشتر، به پنل های خورشیدی زیادی برای جمع آوری بیش تر نور خورشید نیاز است. پنل های خورشیدی PV به فضای بزرگی نیاز دارند و برخی از سقف ها به اندازه کافی بزرگ نیستند تا تعداد پنل های خورشیدی مورد نظر را جای دهند.

یک روش جایگزین این است که برخی از پنل ها در حیاط نصب شوند که البته باید به نور خورشید دسترسی داشته باشند. اگر فضای لازم برای همه پنل‌ها وجود نداشته باشد، می‌توان تعداد کم تری را نصب کرد تا برخی از نیازهای انرژی برآورده شود.

5. ایجاد آلودگی

آلودگی مربوط به سیستم های انرژی‌خورشیدی اگرچه در مقایسه با سایر منابع انرژی کم تر است، اما آلودگی بوجود می آورند. حمل و نقل و نصب سیستم های خورشیدی با انتشار گازهای گلخانه ای همراه هستند.

استفاده از برخی مواد سمی و محصولات خطرناک در طول فرآیند ساخت سیستم های فتوولتائیک خورشیدی، می توانند به طور غیرمستقیم بر محیط زیست تأثیر بگذارند.

با این وجود، آلودگی انرژی خورشیدی به مراتب کم تر از سایر منابع انرژی جایگزین است.