انرژی خورشیدی چیست؟

انرژی خورشیدی (Solar Energy) در واقع اشعه تابشی و گرمای ناشی از خورشید است که با استفاده از انواع مختلف فناوری های جدید مانند گرمایش خورشیدی، فتوولتاییک، انرژی حرارتی خورشیدی، معماری خورشیدی، نیروگاه های تولید برق از طریق نمک مذاب و فتوسنتز مصنوعی، مورد بهره برداری و استفاده قرار می گیرد.

انرژی خورشید منبع اصلی انرژی های تجدیدپذیر است، و فناوری هایش براساس نحوه جذب و توزیع انرژی خورشیدی و یا تبدیل آن به برق خورشیدی، به دو دسته عمده خورشیدی فعال و خورشیدی غیر فعال (منفعل) تقسیم می شوند. در روش های فعال خورشیدی از سیستم های فتوولتاییک، انرژی خورشیدی متمرکز و گرمایش آب خورشیدی برای بهره گیری از انرژی خورشید استفاده می شود. اما روش های غیر فعال خورشیدی شامل جهت گیری ساختمان ها به سمت خورشید، انتخاب مصالح ساختمانی با جرم حرارتی مطلوب و ویژگی های پراکندگی نور، و طراحی فضاهایی است که هوا به صورت طبیعی آزادانه در آنها گردش می کند.

حجم بالای انرژی خورشیدی، آن را به یک منبع بسیار مناسب برای تولید برق تبدیل کرده است. برنامه توسعه سازمان ملل متحد در زمینه ارزیابی انرژی جهانی در سال 2000 نشان داد که پتانسیل سالیانه انرژی خورشیدی، 1575- 49837 اگزا ژول (EJ) است. این حجم از انرژی، چندین برابر از کل مصرف انرژی جهان در سال 2012، یعنی 559.8 اگزا ژول بیشتر بوده است.

آژانس بین المللی انرژی در سال ۲۰۱۱ اظهار کرد که «توسعه فناوری های مقرون به صرفه، پایان ناپذیر و پاک انرژی خورشیدی، مزایای بلند مدت زیادی به همراه خواهد داشت. چرا که با اتکا کشورها به این منابع بومی، پایان ناپذیر و عمدتاً مستقل از واردات، امنیت آنها در زمینه انرژی تامین می شود؛ به علاوه پایداری افزایش یافته و آلودگی های زیست محیطی کاهش می یابد. ضمن اینکه هزینه های گرمایش زمین هم کاهش می یابد و قیمت سوخت های فسیلی پایین خواهد آمد. تمامی این مزایا جنبه ای جهانی دارند. از این رو باید هزینه های اضافی که صرف مشوق ها به منظور استقرار زود هنگام تاسیسات بهره گیری از انرژی خورشیدی می شوند، به عنوان نوعی سرمایه گذاری آموزشی به حساب بیایند؛ پس اینگونه بودجه ها باید به شکلی هوشمندانه هزینه گردیده و به صورت گسترده تقسیم شوند».

پتانسیل انرژی خورشیدی

تشعشعات خورشیدی توسط سطح زمین، اقیانوس ها (که حدود ۷۱% کل سطح کره زمین را پوشانده اند) و اتمسفر جذب می شود. هوای گرم حاوی آب تبخیر شده از سطح اقیانوس ها بالا رفته، و باعث گردش یا همرفتی جوی می شود. وقتی هوا به ارتفاع بالا می رسد، یعنی جاییکه درجه حرارت آن پایین است؛ بخار آب در ابرها متراکم شده که به صورت باران بر روی سطح زمین می بارد و باعث تکمیل شدن چرخه آب می گردد. گرمای نهان چگالش آب ضمن ایجاد پدیده های جوی مانند بادها، سیلیکون ها و آنتی سیلیکون ها، باعث تقویت همرفتی می شود. نور خورشید جذب شده توسط اقیانوس ها و خشکی ها، دمای سطح آنها را در متوسط ۱۴ درجه سانتیگراد نگه می دارد. گیاهان سبز با فتوسنتز، انرژی خورشیدی را به انرژی ذخیره شده شیمیایی تبدیل می کنند؛ این انرژی منشاء تولید مواد غذایی، چوب ها و زیست توده هایی است که سوخت های فسیلی از آنها به وجود می آیند.

کل انرژی خورشیدی جذب شده توسط اتمسفر زمین، اقیانوس ها و خشکی ها تقریباً 3 میلیون و 850 هزار اگزا ژول (EJ) در سال است. میزان این انرژی در سال 2002 تنها در یک ساعت، بیشتر از مصرف یک سال جهان بود. هر ساله حدود 3000 اگزا ژول از این انرژی به واسطه فتوسنتز، توسط زیست توده ها جذب می شود. مقدار انرژی خورشیدی که به سطح کره زمین می رسد آنقدر زیاد است که حدوداً در یک سال به اندازه دو برابر تمام منابع تجدیدناپذیر کره زمین اعم از زغال سنگ، نفت، گاز طبیعی و اورانیوم استخراج شده می باشد.