انرژی خورشیدی چیست؟
انرژی خورشیدی چیست؟
انرژی خورشیدی به انرژی الکتریکی یا حرارتی اشاره دارد که از تابش خورشید – نیروی خورشید – ایجاد می‌شود. انرژی خورشیدی همچنین به عنوان انرژی خورشیدی یا حتی به طور خلاصه فقط خورشیدی نامیده می‌شود.
خورشید مقدار بسیار زیادی تابش به زمین ساطع می‌کند: حدود ۴۴ کوادریلیون وات برق در سال. با این حال، میزان انرژی خورشیدی که می‌تواند تولید شود نه تنها به فناوری و تجهیزات مورد استفاده، بلکه به عواملی مانند جغرافیا، فصل، زمان روز و حتی سایه درختان و ساختمان‌های محلی نیز بستگی دارد.
از آنجا که منبع انرژی – خورشید – با گذشت زمان (یا حداقل در یک جدول زمانی که مربوط به ما انسان‌های فانی است) تمام نمی‌شود، به عنوان انرژی تجدیدپذیر در نظر گرفته می‌شود.
ما به انرژی خورشیدی در دو مقیاس اشاره خواهیم کرد که کیفیت‌ها و هزینه‌های متفاوتی دارند:
- انرژی خورشیدی مسکونی یا پشت بامی: سیستم‌های کوچکی که در بالای یا نزدیکی خانه‌ها یا مشاغل نصب می‌شوند. نصب این منابع انرژی نسبتاً آسان است و اغلب از زیرساخت‌های موجود مانند پشت بام‌ها بهره می‌برند. به دلیل نحوه اتصال این سیستم‌های کوچک‌تر و پراکنده به شبکه، آنها منابع انرژی “توزیع‌شده” در نظر گرفته می‌شوند.
- انرژی خورشیدی در مقیاس صنعتی یا تجاری: سیستم‌های بزرگ‌تری که مانند یک نیروگاه معمولی عمل می‌کنند و انرژی را برای کل محله‌ها تأمین می‌کنند. این سیستم‌ها به فضا و زیرساخت بیشتری نسبت به انرژی خورشیدی مسکونی نیاز دارند و معمولاً متعلق به شرکت‌های برق هستند که انرژی را به مشتریان خود در شبکه محلی می‌فروشند. اصطلاحاتی مانند مزارع خورشیدی و نیروگاه‌های خورشیدی به این نیروگاه‌های خورشیدی در مقیاس صنعتی اشاره دارند. در حالی که ممکن است راه‌اندازی سیستم‌های خورشیدی توزیع‌شده به دلیل کوچک‌تر بودن ارزان‌تر باشد، سیستم‌های خورشیدی در مقیاس صنعتی به دلیل صرفه‌جویی در مقیاس، هزینه کمتری در هر کیلووات ساعت (kWh) دارند.
انواع انرژی خورشیدی
دو نوع اصلی انرژی خورشیدی وجود دارد: انرژی فتوولتائیک و انرژی حرارتی. هر دو از نور خورشید به عنوان سوخت استفاده می‌کنند، اما آن را به روش‌های مختلفی مهار می‌کنند.
انرژی فتوولتائیک
انرژی فتوولتائیک (PV)، که نور خورشید را مستقیماً به برق تبدیل می‌کند، چیزی است که اکثر مردم هنگام صحبت در مورد انرژی خورشیدی به آن فکر می‌کنند. پنل‌های فتوولتائیک، ماژول‌های بزرگ سیاه یا آبی هستند که در مکان‌هایی مانند پشت بام‌های مسکونی و پارکینگ‌ها یا در مزارع خورشیدی در مقیاس بزرگ به صورت خوشه ای مشاهده می‌کنید. هر پنل فتوولتائیک از سلول‌های فتوولتائیک منفرد تشکیل شده است و چندین پنل متصل، یک آرایه خورشیدی را تشکیل می‌دهند.
اما دقیقاً چگونه نور خورشید به برق تبدیل می‌شود؟ سلول‌های فتوولتائیک حاوی مواد نیمه‌هادی هستند: سیلیکون، معمولاً. وقتی نور خورشید – که از ذرات ریز انرژی به نام فوتون تشکیل شده است – به سلول فتوولتائیک برخورد می‌کند، این ماده فوتون‌ها را جذب می‌کند که باعث جدا شدن الکترون‌ها می‌شود. این حرکت الکترون‌ها جریان الکتریکی ایجاد می‌کند.
سپس کانکتورهای فلزی در کنار هر سلول فتوولتائیک، برق را به سیم‌ها و به یک اینورتر منتقل می‌کنند که این جریان را به شبکه برق ما تغذیه می‌کند.
انرژی حرارتی
هیچ چیز کاملاً شبیه حس گرمای نور خورشید در یک روز خنک و دلچسب نیست. به طرز شگفت انگیزی، ما می‌توانیم این گرما یا انرژی حرارتی را برای بسیاری از چیزها مهار کنیم. انرژی حرارتی می‌تواند برای گرم کردن آب دوش یا به طور غیرفعال‌تر، حفظ دمای مطلوب در داخل خانه شما استفاده شود. ما حتی می‌توانیم از آن برای تولید برق در مقیاس وسیع استفاده کنیم.
منبع: https://www.nrdc.org/stories/solar-power-101
