استفاده از انرژی پاک در صنعت
خورشید، تبلور انرژی
زندگی بشر از ابتدا و در تمام ادوار تاریخ رابطه مستقیمی با چگونگی تولید و مصرف انرژی داشته است.
پگاه گودرزی
زندگی بشر از ابتدا و در تمام ادوار تاریخ رابطه مستقیمی با چگونگی تولید و مصرف انرژی داشته است. گردش چرخ تکنولوژی مرهون انرژی و مصرف آن است؛ انرژی‌هایی که از منابعی مانند نفت، زغال‌سنگ و انرژی‌های فسیلی تامین می‌شوند و صدالبته که این انرژی‌ها تجدیدناپذیرند و روی به پایان.
از این رو در سال‌های اخیر استفاده از منابع انرژی که قابل تجدید باشد از دغدغه‌های بشر امروزی است چرا که این منابع علاوه بر اینکه قابل تجدیدند بسیار متنوع و زیاد هستند. انرژی باد، بیوانرژی، انرژی امواج، انرژی گرادیان، ژئوترمال، انرژی فیوژن، انرژی آب و البته انرژی خورشیدی از انواع انرژی‌های قابل تجدید هستند که رشد و توسعه تکنولوژی، بشر را قادر به مهار آنها کرده است. انرژی خورشیدی از انواع انرژی‌هایی است که با استفاده از علم فیزیک انرژی‌ها کاربری بسیار زیادی دارد.
ایران سرزمین تبلور انرژی‌ها است، چرا که از یکسو دارای منابع گسترده سوخت‌های فسیلی و تجدیدناپذیر نظیر نفت و گاز است و از سوی دیگر دارای پتانسیل فراوانی در زمینه انرژی‌های تجدیدپذیر و نو مانند انرژی خورشیدی، زمین،گرمایی، باد و توده است.
زمین، گهواره بشر مکانی است که هسته مرکزی‌اش در عمق تقریبی ۶۴۰۰کیلومتری قرار دارد و حرارتی بالغ بر چهارهزار درجه سانتیگراد دارد و خورشیدی بر این کره می‌تابد که اگر تنها یک‌درصد از صحراهای جهان به نیروگاه‌های خورشیدی تبدیل شوند برق سالانه این کره سرگردان تامین خواهد شد.
انرژی خورشیدی یکی از منابع تامین انرژی رایگان، پاک و عاری از اثرات مخرب زیست‌محیطی است که از دیرباز با روش‌های گوناگون مورد استفاده بشر قرار گرفته است. به طور متوسط خورشید در هر ثانیه ۱۰۲۰کیلووات ساعت انرژی ساطع می‌کند و از کل این انرژی منتشر شده توسط خورشید تنها ۴۷درصد آن به سطح زمین می‌رسد. یعنی انرژی ناشی از سه‌روز تابش خورشید به زمین برابر با تمام انرژی ناشی از احتراق کل سوخت‌های فسیلی در دل زمین است و می‌توان نتیجه گرفت که در اثر تابش ۴۰روز خورشید به زمین می‌توان انرژی موردنیاز یک قرن را ذخیره کرد.
کشور ایران در بین مدارهای ۲۵ تا ۴۰درجه عرض شمالی قرار گرفته است و در منطقه‌ای واقع شده که به لحاظ دریافت انرژی خورشیدی در بین نقاط مختلف جهان در بالاترین رده‌ها قرار دارد. میزان تابش خورشید در ایران بین ۱۸۰۰ تا ۲۲۰۰کیلوولت ساعت بر مترمربع در سال تخمین زده شده است که البته بالاتر از میزان متوسط جهانی است.
کاربردهای انرژی خورشیدی و معایب و محاسن آن
تامین انرژی الکتریسیته (تولید برق با استفاده از فوتوولتاییک‌ها و تولید برق با استفاده از گرمایش خورشیدی) سرمایش خورشیدی، اجاق‌های خورشیدی، آب‌شیرین‌کن‌های خورشیدی و گرمایش خورشیدی از جمله کاربردهای این انرژی هستند که از محاسن آن می‌توان به پاکی و بی‌آلایندگی (حذف انتشار گازهای گلخانه‌ای از جمله دی‌اکسید کربن)، نامحدود و فراوان بودن، رایگان و بی‌هزینه بودن، باعث کاهش مصرف سوخت‌های فسیلی و در دسترس بودن اشاره کرد.
و اما از معایب آن این است که خورشید منبع کاملا متغیری است یعنی در فصول، ماه‌ها و ساعات شب و روز متغیر است و چگالی انرژی آن کم است.
در ایران از میان کاربری‌های متفاوت این انرژی به گرمایش خورشیدی برای تامین آبگرم مصرفی توجه شده است که این کار از طریق راه‌اندازی دو نوع سیستم صورت گرفته است:
۱ - آبگرمکن‌های خانگی خورشیدی (Domestic Solar Water Heater)
۲ - حمام‌های عمومی روستایی خورشیدی (Solar Bath Water Heater)
آبگرمکن‌های خانگی خورشیدی
مساعدترین بخش برای کاربرد انرژی خورشیدی، بخش خانگی است. قسمت اعظم آبگرم مصرفی در این بخش می‌تواند توسط انرژی خورشیدی تامین شود.
استفاده از آبگرمکن خورشیدی نسبت به سیستم‌های برقی ۱۳ برابر به ازای هر خانوار خطر تخریب لایه ازن را کاهش می‌دهد.
محققان معتقدند سیستم‌های آبگرمکن خورشیدی به ازای هر خانوار کمتر از ۵۰۰کیلوگرم گاز گلخانه‌ای (دی‌اکسیدکربن) در هوا منتشر می‌کند.
این در حالی است که سیستم‌های برقی سالانه حدود ۵/۶تن گاز گلخانه‌ای به ازای هر خانوار به هوا می‌فرستند.
(انتشار گاز گلخانه‌ای یکی از عوامل اصلی تخریب لایه ازن و گرم شدن بیش از اندازه دمای کره زمین است که باعث بالا آمدن آب دریاها و وقوع سیل و ... می‌شود).
آبگرمکن‌های خورشیدی بیشتر در مناطقی استفاده می‌شود که امکان گازرسانی وجود نداشته باشد و یا با سختی‌هایی برای گازرسانی مواجه هستند که عمدتا استان‌های خراسان، یزد، کرمان، هرمزگان، بوشهر، فارس و سیستان و بلوچستان را شامل می‌شود. برای اجرای این طرح حدودا ۸/۴۸میلیون دلار یارانه در نظر گرفته شده است و با تجهیز یک‌هزار روستا به آبگرمکن‌های خورشیدی سالانه حدود ۹۰میلیون لیتر گازوئیل و مازوت صرفه‌جویی می‌شود.
ساختمان آبگرمکن‌های خورشیدی
بخش اصلی یک آبگرمکن خورشدی کلکتور آن است که خود شامل یک ورق است که به وسیله تابش خورشید حرارت یافته و حرارت خود را به یک سیال جذب‌کننده (مانند آب) که داخل لوله در حال جریان است، منتقل می‌کند.
رنگ این ورق همیشه تیره انتخاب می‌شود و دارای پوشش خاصی است که بتواند ضریب جذب انرژی را به حداکثر و ضریب پخش را به حداقل برساند. برای رسیدن به دمای بالا مجموعه
ورق و لوله‌ها را در داخل یک جعبه عایق با روکش شیشه قرار می‌دهد. آبی که بدین وسیله گرم می‌شود بر اثر اختلاف دما و با گردش طبیعی وارد یک تانک دوجداره شده و آب مخزن را گرم می‌کند.
ظرفیت این آبگرمکن‌های خانگی اگر به صورت منفرد نصب شوند حدودا بین ۴ تا ۶نفر است یعنی قابلیت این را دارد که روزانه آبگرم مصرفی ۴ تا ۶نفر را تامین کند. هزینه نصب آبگرمکن‌های خانگی خورشیدی بسته به نوع سیستم درخواستی متفاوت است و همچنین، به عواملی مانند متراژ بنا، تعداد واحدها، میزان اوج مصرف، تعداد نفرات و... بستگی دارد اما در حالت کلی برای یک
خانواده پنج‌نفره حدودا ۴۰۰هزار تومان هزینه در برخواهد داشت.
دیگر کاربرد انرژی خورشیدی در ایران حمام‌های عمومی روستای خورشیدی است (Solar bath water heater). در این روش به جای استفاده از سوخت‌های فسیلی تجدیدناپذیر حمام را با استفاده از انرژی خورشیدی گرم می‌کنند و آبگرم حمام نیز از این طریق تامین می‌شود که نمونه آن حمام استاد درگناباد است. برای این روش کافی است روستا از جمعیت کافی و حمام عمومی فعال برخوردار باشد.
ارسال نظر