انرژی خورشیدی

انرژی خورشیدی

صفحات خورشیدی یک نیروگاه

انرژی خورشیدی چیست؟

منبع اصلی تمام انرژی در سیاره زمین از آفتاب . انرژی خورشیدی نیرویی است که مستقیماً از آن تولید می شود نور خورشید . از انرژی خورشیدی می توان برای استفاده کرد انرژی گرمایی یا به انرژی الکتریکی تبدیل می شود.

انرژی تجدید پذیر

هنگام استفاده از انرژی خورشیدی ، از هیچ یک از منابع زمین مانند زغال سنگ یا روغن استفاده نمی کنیم. این امر انرژی خورشیدی را به یک منبع انرژی تجدیدپذیر تبدیل می کند. انرژی خورشیدی همچنین یک قدرت پاک است که آلودگی زیادی ایجاد نمی کند.

انرژی خورشیدی برای گرما

از انرژی خورشیدی می توان برای گرم کردن خانه ها و سایر ساختمان ها استفاده کرد. گاهی اوقات انرژی خورشیدی برای گرم کردن می تواند منفعل باشد. این زمانی است که هیچ اجزای مکانیکی برای انتقال گرما وجود ندارد. گرمایش غیرفعال به گرم نگه داشتن خانه ها در زمستان ، گرم شدن استخرها کمک می کند و حتی وقتی ماشین ما را در فضای بیرون پارک می کنیم گرم می شود (که در زمستان خوب است ، اما در یک روز گرم تابستان خیلی زیاد نیست).

گرمایش فعال زمانی است که اجزای مکانیکی برای کمک به حرکت گرما در اطراف وجود داشته باشد. از خورشید می توان برای گرم کردن آب یا هوایی که سپس به اطراف ساختمان پمپ می شود استفاده کرد تا گرما را در همه اتاق ها تأمین کند.

انرژی خورشیدی برای برق

وقتی بیشتر ما به انرژی خورشیدی فکر می کنیم ، به سلول های خورشیدی فکر می کنیم که پرتوهای آفتاب را به برق تبدیل می کنند. سلول های خورشیدی را سلول های فتوولتائیک نیز می نامند. کلمه 'فتوولتائیک' از کلمه 'فوتون' آمده است که ذراتی هستند که نور خورشید را تشکیل می دهند و همچنین کلمه 'ولت' است که اندازه گیری الکتریسیته است.

امروزه از سلول های خورشیدی معمولاً در دستگاه های کوچک دستی مانند ماشین حساب و ساعت مچی استفاده می شود. با کارآیی بیشتر در بین ساختمانها و خانه ها محبوبیت بیشتری پیدا می کنند. یک نکته خوب در مورد سلول های خورشیدی این است که می توانند روی سقف ساختمان یا خانه قرار بگیرند و فضای اضافی را اشغال نکنند.

صفحات خورشیدی در یک خانه
سلول های خورشیدی در خانه ای که برای تولید برق استفاده می شود

سلول های خورشیدی چگونه کار می کنند؟

سلول های خورشیدی انرژی فوتون ها را از خورشید به برق تبدیل می کنند. وقتی فوتون به بالای سلول برخورد می کند ، الکترون ها به سطح سلول جذب می شوند. این امر باعث ایجاد ولتاژ بین لایه های بالا و پایین سلول می شود. هنگامی که یک مدار الکتریکی از بالا و پایین سلول تشکیل می شود ، جریان جریان می یابد و تجهیزات الکتریکی را تأمین می کند.

برای تأمین نیرو در یک ساختمان یا خانه ، سلول های خورشیدی زیادی لازم است. در این حالت ، تعدادی از سلول های خورشیدی به یک مجموعه سلول بزرگ متصل می شوند که می توانند انرژی کل بیشتری تولید کنند.

تاریخچه انرژی خورشیدی

سلول فتوولتائیک در سال 1954 توسط محققان آزمایشگاه های بل اختراع شد. از آن زمان به بعد ، سلول های خورشیدی روی موارد کوچک مانند ماشین حساب استفاده می شود. آنها همچنین منبع انرژی مهمی برای سفینه های فضایی و ماهواره ها بوده اند.

از دهه 1990 دولت بودجه تحقیقاتی را تأمین كرده و مشوق های مالیاتی را به افرادی كه از انرژی تمیز و تجدید پذیر مانند انرژی خورشیدی استفاده می كنند ارائه داده است. دانشمندان در کارایی سلول خورشیدی پیشرفت داشته اند. امروزه سلول های خورشیدی حدود 5 تا 15 درصد کارآیی دارند ، به این معنی که مقدار زیادی از انرژی نور خورشید هدر می رود. آنها امیدوارند که در آینده به 30٪ یا بهتر برسند. این امر انرژی خورشیدی را به گزینه ای بسیار اقتصادی و مقرون به صرفه تر از انرژی تبدیل خواهد کرد.

آیا اشکالی در انرژی خورشیدی وجود دارد؟

انرژی خورشیدی دو اشکال عمده دارد. یک اشکال این است که میزان آفتاب در یک مکان خاص به دلیل زمان روز ، آب و هوا و زمان سال تغییر می کند. اشکال دیگر این است که با تولید فن آوری فعلی ، سلولهای فتوولتائیک گران قیمت زیادی برای تولید برق مناسب به طول می انجامد.

حقایق جالب درباره انرژی خورشیدی
  • بزرگترین نیروگاه های حرارتی خورشیدی جهان در ایالت کالیفرنیا واقع شده اند.
  • بسیاری از نیروگاه های بزرگ فتوولتائیک در سراسر جهان در حال ساخت هستند. برخی از بزرگترین ها در چین ، کانادا و ایالات متحده (نوادا) واقع شده اند.
  • اگر فقط 4٪ از بیابان های جهان تحت سلول های فتوولتائیک قرار داشته باشند ، می توانند تمام برق جهان را تأمین کنند.
  • بسیاری از مردم تصور می كنند كه هرچه صفحات خورشیدی كارآمدتر و گرانتر می شوند ، به یك ویژگی استاندارد خانه ها و ساختمانهای جدید تبدیل می شوند.
  • در سال 1990 یک هواپیمای خورشیدی بدون استفاده از سوخت در سراسر ایالات متحده پرواز کرد.
  • آلبرت انیشتین در سال 1921 برای تحقیق در مورد قدرت فتوولتائیک برنده جایزه نوبل شد.