سیستم انرژی خورشیدی | تاریخچه انرژی خورشیدی

سیستم انرژی خورشیدی

انرژی خورشیدی نور و گرما از خورشید است که آب و هوا و زندگی روی زمین را کنترل می‌کند. این منبع تجدیدپذیر انرژی از فرآیند ترمیانی درون خورشید سرچشمه می‌گیرد که حدود ۶۵۰ میلیون تن هیدروژن را به هلیوم تبدیل می‌کند. این عمل بسیاری از گرما و تابش الکترومغناطیسی را تولید می‌کند. گرما در خورشید باقی می‌ماند و در حفظ واکنش ترمیانی و تابش الکترومغناطیسی که شامل نور مرئی، اشعه فروسرخ و فرابنفش است، کمک می‌کند. انرژی خورشیدی در واقع انرژی هسته‌ای است. مانند تمام ستارگان، خورشید یک کره گازی بزرگ است که عمدتاً از هیدروژن و هلیوم تشکیل شده است. در سطح داخلی خورشید، ۲۵٪ هیدروژن با سرعت حدود ۷ × ۱۰^۱۱ کیلوگرم هیدروژن در ثانیه به هلیوم تبدیل می‌شود.

گرما از مرکز ابتدا پخش می‌شود و سپس به سطح خورشید منتقل می‌شود، جایی که دمای ۵۸۰۰ کلوین حفظ می‌شود. بر اساس قانون استفن-بولتزمن، کل انرژی که توسط خورشید آزاد می‌شود و بنابراین مقدار انرژی خورشیدی که ما در زمین دریافت می‌کنیم به طور قابل توجهی به این دمای سطحی وابسته است. امروزه سیستم‌های انرژی خورشیدی نقش مهمی در تولید برق یا استفادات خانگی مانند گرم کردن آب و پخت غذا ایفا می‌کنند. می‌دانیم که بخش عمده تولید برق به زغال سنگ بستگی دارد که در نیروگاه‌های حرارتی استفاده می‌شود (در هند ۶۵٪ از کل تولید برق توسط نیروگاه‌های حرارتی تولید می‌شود). اما مشکل اصلی این است که سوخت مورد استفاده در نیروگاه‌های حرارتی زغال سنگ است که در مقدار محدودی موجود است و ممکن است در آینده برای تولید برق در دسترس نباشد. این دلیل اصلی استفاده از سیستم‌های انرژی خورشیدی است.

سیستم‌های انرژی خورشیدی منبع بدون آلودگی هستند و همیشه در دسترسند زیرا خورشید منبع انرژی خورشیدی (همچنین به عنوان انرژی تجدیدپذیر یا غیرمعمولی شناخته می‌شود) است که در مرکز سامانه خورشیدی قرار دارد و انرژی را با نرخ بسیار بالا و نسبتاً ثابت به صورت تابش الکترومغناطیسی در همه جهات منتشر می‌کند. خورشید مقدار عظیمی از انرژی را دارد اما تمام این انرژی به دلایلی مانند زیر در زمین استفاده نمی‌شود:

• زمین حول محور قطبی خود می‌چرخد.

• دلایل جوی زمین.

• زمین از خورشید دور می‌شود.

اما اصلی‌ترین چیز این است که پس از این موانع، انرژی خورشیدی که به زمین می‌رسد کافی است برای تولید یا تولید برق بدون آلودگی. با توجه به این در نظر گرفته می‌شود که ما از استفاده از نیروگاه‌های حرارتی، نیروگاه‌های گازی و غیره کمتر کنیم و منابع انرژی تجدیدناپذیر مانند زغال سنگ و نفت را برای آینده ذخیره کنیم. در سال‌های اخیر، سیستم‌های انرژی خورشیدی به عنوان یک منبع اصلی انرژی برای تبدیل به برق و تقریباً تمام کشورها در جهان از بیشترین انرژی خورشیدی برای تولید برق استفاده می‌کنند و این بسیار کم‌هزینه است. مزیت اصلی سیستم‌های انرژی خورشیدی این است که نور خورشید در همه جا به صورت رایگان موجود است. برای تولید برق یا تبدیل انرژی خورشیدی به سایر فرم‌های انرژی ابتدا مبلغ زیادی برای پنل‌های خورشیدی که انرژی خورشیدی را به سایر فرم‌ها تبدیل می‌کنند، سرمایه‌گذاری می‌کنیم اما مزیت اصلی این است که پس از نصب هیچ نوع نگهداری برای ۴۰ تا ۵۰ سال نیاز ندارد.

تاریخچه انرژی خورشیدی

اولین جمع‌کننده خورشیدی توسط دانشمند سوئیسی به نام هوراس-بندیکت دو سوسور در سال ۱۷۶۷ ساخته شد. او یک جعبه عایق‌بندی شده با سه لایه شیشه‌ای ساخت که انرژی گرمایی را جذب می‌کرد. پس از آن جعبه دو سوسور مشهور شد و به عنوان اولین فرنسه خورشیدی شناخته شد که دماهای ۲۳۰ درجه فارنهایت را می‌رساند. بعد از آن در سال ۱۸۳۹ یکی از مهم‌ترین نقاط عطف در پیشرفت انرژی خورشیدی با کشف اثر فتوولتائیک توسط دانشمند فرانسوی ادموند بکرل رخ داد. او دو الکترود را در یک الکترولیت قرار داد و آن را به نور معرض قرار داد و نتیجه افزایش قابل توجه ولتاژ بود. پس از آن تعداد زیادی آزمایش توسط دانشمندان مختلف در زمان‌های مختلف انجام شد و سیستم انرژی خورشیدی ما را برای تولید بیشتر برق از انرژی خورشیدی بهبود بخشید. اما امروزه همچنان در این زمینه آزمایش‌های مختلفی توسط دانشمندان انجام می‌شود، چگونه بیشترین انرژی خورشیدی که در زمین در دسترس است را استفاده کنیم.

در سال ۱۸۷۳، ویلاگبی اسمیت فتوکندکتیویت موادی به نام سلنیوم را کشف کرد. در سال ۱۸۸۷، هاینریش هرتز کشف کرد که پرتو فرابنفش می‌تواند یک جرقه بین دو الکترود ایجاد کند. در سال ۱۸۹۱ اولین گرمکن خورشیدی ساخته شد. در سال ۱۸۹۳ اولین سلول خورشیدی معرفی شد. در سال ۱۹۰۸، ویلیام جی. بیلیز یک جمع‌کننده مسی ساخت که با استفاده از سیم‌های مسی و جعبه‌ها ساخته شده بود. در سال ۱۹۵۸، انرژی خورشیدی در فضا استفاده شد. در دهه ۱۹۷۰، شرکت اکسون یک پنل خورشیدی کارآمد را طراحی کرد که کم‌هزینه‌تر برای تولید بود. فرآیند تولید کم‌هزینه پنل‌های خورشیدی نقطه عطف اصلی در تاریخچه انرژی خورشیدی بود. در سال ۱۹۷۷، دولت آمریکا با راه‌اندازی مؤسسه تحقیقات انرژی خورشیدی، استفاده از انرژی خورشیدی را پذیرفت. در سال ۱۹۸۱، پل مک‌ریدی اولین هواپیمای خورشیدی را تولید کرد. در سال ۱۹۸۲، اولین خودروهای خورشیدی در استرالیا توسعه یافت. در سال ۱۹۹۹ بزرگترین نیروگاه با ظرفیت تولید بیش از ۲۰ کیلووات ساخته شد.

در سال ۱۹۹۹، سلول خورشیدی کارآمد‌ترین با کارایی فتوولتائیک ۳۶ درصد توسعه یافت. امروزه ما ۲۰۰ مگاوات تا ۶۰۰ مگاوات برق از انرژی خورشیدی تولید می‌کنیم مانند پارک خورشیدی گجرات در هند که مجموعه‌ای از مزارع خورشیدی در اطراف منطقه گجرات است با ظرفیت نصب شده ۶۰۵ مگاوات و پارک خورشیدی گلمود در چین با ظرفیت نصب شده ۲۰۰ مگاوات.

Statement: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.