انرژی خورشیدی چگونه کار می‌کند؟

میزان نور تابشی خورشید به سطح زمین در عرض یک ساعت و نیم برای تأمین انرژی مصرفی کل جهان در طی یک سال کفایت می‌کند. انرژی خورشیدی یک انرژی تجدیدپذیر و پایان‌ناپذیر است و از تابش الکترومغناطیسی خورشید به دست می‌آید.

فناوری‌های خورشیدی تشعشعات خورشید را جذب و اشکال مفید از انرژی همانند برق و گرما را به روشی کاملاً پایدار و رایگان تولید می‌کنند. علاوه بر این، انرژی خورشیدی آلودگی هوا یا گازهای گلخانه ای نیز تولید نمی‌کند.

 

جذب نور خورشید با فناوری‌های خورشیدی

انرژی خورشیدی چگونه تولید می‌شود؟

انرژی خورشیدی را می‌توان از پنل و آینه‌ها به دست آورد: فناوری‌های خورشیدی نور خورشید را از طریق پنل‌های فتوولتائیک (PV) یا از آینه‌هایی که قادر به متمرکز ساختن تشعشعات خورشیدی هستند، به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کنند. این انرژی می‌تواند برای تولید برق استفاده یا در باتری و ذخیره‌سازهای حرارتی ذخیره شود.

به طور کلی سه نوع انرژی خورشیدی وجود دارد:

1. فتوولتائیک که در تولید برق کاربرد دارد.
2. حرارتی که از آن برای گرم کردن آب استفاده می‌کنند.
3. غیرفعال که حاصل فرآیند بهره‌برداری مسقیم از نور خورشید است.

انرژی خورشیدی فتوولتائیک (PV)

احتمالاً با این نوع از انرژی خورشیدی که از آن در پنل‌های خورشیدی استفاده می‌شود، بیشتر آشنایی دارید. نور خورشید توسط سلول‌های فتوولتائیک جذب پنل می‌شود و طی فرآیندی به نام اثر فوتوالکتریک به طور مستقیم به الکتریسیته تبدیل می‌شود؛ در طی این فرآیند مواد خاصی قادر به جذب فوتون‌ و الکترون‌های آزاد و تولید جریان الکتریکی می‌شوند. انرژی خورشیدی فتوولتائیک نوری را فراهم می‌سازد که با استفاده از پنل‌های خورشیدی به الکتریسیته تبدیل می‌شود.

پنل‌های خورشیدی فتوولتائیک از مجموعه‌ای از سلول‌های خورشیدی سیلیکونی تشکیل شده‌اند که قادرند نور (فوتون) را به انرژی الکتریکی (الکترون) تبدیل کنند. این پنل‌ها قابل نصب در ساختمان‌ها، منازل و در مقیاس بزرگتر در تأسیسات عظیم هستند.

انواع تأسیسات فوتوولتائیک:

• پنل‌های خورشیدی برای مصرف شخصی
• نیروگاه‌های تولیدی فوتوولتائیک

 

مزرعه خورشیدی رفسنجان

 

پنل‌های فتوولتائیک بر سقف منازل

از آن‌جایی که پنل‌های خورشیدی فتوولتائیک گرما تولید نمی‌کنند، نمی‌توان از آن‌ها برای ذخیره انرژی خورشیدی استفاده کرد.

با این وجود، مازاد تولید انرژی خورشیدی فتوولتائیک را می‌توان به شبکه مصرف انتقال داد. به لطف پنل‌های فتوولتائیک، تأمین انرژی شخصی به روشی دموکراتیک‌تر امکان‌پذیر است، بدین معنا که هرکس قادر است برق مصرفی خانه خود را تأمین و هزینه‌اش را کاهش دهد.

انرژی حرارتی خورشیدی

انرژی گرمایی خورشیدی از انرژی خورشید برای تولید گرمایی استفاده می‌کند که بعدتر به عنوان یک منبع انرژی در سطوح خانگی (برای گرم کردن خانه، آشپزی یا بهداشت شخصی) و هم‌چنین صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد. در طی فرآیندی انرژی حرارتی به انرژی مکانیکی تبدیل و از این طریق انرژی الکتریکی تولید می‌شود.

سیستم‌های انرژی حرارتی خورشیدی متمرکز (CSP) با به کارگیری آینه‌ها برای انعکاس و متمرکز کردن نور خورشید روی گیرنده‌هایی انرژی را جمع‌آوری و به گرما تبدیل می‌کنند. سپس، گرما را به مایع انتقال می‌دهند و آن را از طریق لوله‌هایی برای استفاده در ساختمان‌ها، تأسیسات یا حتی جهت تولید انرژی ترموالکتریک خورشیدی هدایت می‌کنند. با استفاده از تکنیک‌های معماری زیست‌محیطی می‌توان از این انرژی به صورت غیرفعال نیز استفاده کرد. با استفاده از تکنیک‌های معماری زیست‌محیطی می‌توان از این انرژی به صورت غیرفعال نیز استفاده کرد.

منبع:

https://digiato.com/article/2022/07/05/solar-energy