مقاله برق - درباره انرژی خورشیدی

(به نام خدا) موضوع: برق؛درباره انرژی خورشیدی گرد آورنده: عرشیا گودرزی تاریخ1403/1/30: .1چکیده: انرژی خورشیدی به عنوان یکی از منابع انرژی پاک و قابل تجدید ،توجه جهانی را به خود جلب کرده است .در این مقاله ،به بررسی روش های تولید برق از انرژی خورشیدی ،مزایا یا معایب این روش ،و نقش آن در کاهش گازهای گلخانه ای و تغییرات اقلیمی می پردازیم .سپس به بررسی تکنولوژی های جدید در زمینه انرژی خورشیدی ،چالش ها و فرصت های پیش روی این صنعت می پردازیم .این مقاله به منظور افزایش اگاهی درباره اهمیت و کاربرد های انرژی خورشیدی در جهان ارائه شده است. .2کلید واژه: )1انرژی خورشیدی )2پنل های خورشیدی )3تولید انرژی خورشیدی )4انرزی های تجدید پذیر )5تکنولوژی خورشیدی )6تاثیرات زیست محیطی انرژی خورشیدی )7 کاربرد های انرژی خوشیدی )8نصب راه اندازی سیستم های خورشیدی )9اقتصاد انرژی خورشیدی )10مزایا و معایب انرژی خورشیدی .3مقدمه: انرژی خورشیدی به عنوان یکی از منابع اصلی انرژی پاک و قابل تجدید ،اهمیت بیشتریدر دهه های اخیر به دست آورده است .با توجه به افزایش جمعیت جهانی و رشد روز افزون صنعت ،نیاز به منابع انرژی پاک و پایدار از اهمیت بیشتری برخورد دار شده است .در این راستا ،استفاده از انرژی خورشیدی به عنوان یکی از راهکار های اصلی در کاهش انگیزه های آالینده و حفظ محیط زیست مطرح می شود .در این مقاله ،به بررسی انواع روش های تولید برق از انرژی خورشیدی ،مزایا و معایب آن، و نقش ان در کاهش اثرات مخرب تولید انرزی سنتی پرداخته می شود. .4تاریخچه: استفاده از انرژی خورشیدی به عنوان یک منبع ارژی قدیمی و تاریخی است که به هزاران سال پیش باز می گردد .انسان ها از دوران باستان به طرق مختلفی از انرژی خورشیدی برای گرمایش و روشنایی استفاده می کردند ،اما تا قرن بیستم ،فناوری های تولید برق از انرژی خورشیدی به طور جدی مورد توجه قرار نگرفت .در دهه های اخیر ،با پیشرفت فناوری و افزایش نیاز به منابع انرژی پاک و پایدار ،توسعه و استفاده از تکنولوژی های تولید برق از انرژی خورشیدی به شدت گسترش یافته است .اولین سلول خورشیدی کاربردی در دهه 1950توسط دوچرخه ای با نام "بلیر" ساخته شد و از آن زمان به بعد ،تحقیقات و توسعه در این حوزه به شدت افزایش یافته است. .5روش های تولید برق از انرژی خورشیدی:  )1سلول های خورشیدی فتوولتائیک ( :)PVاین روش شامل استفاده از پنل های خورشیدی است که نور خورشید را به انرژی الکتریکی تبدیل می کنند .سلول های خورشیدی فتوولتائیک در حال حاضر یکی از روش های محبوب تریم و پر کاربرد در تولید برق از انرژی خورشیدی هستند. )2سیستم های تجمیعی خورشیدی ( :)CSPدر این روش ،از آینه ها یا عدسی های بزرگ برای تمرکز نور خورشیدی و تولید حرارت استفاده می شود .سپس حرارت تولید شده برای تولید بخار و سپس ژنراتور های بخار برای تولید برق استفاده می شود .محبوب ترین و پر کاربرد در تولید برق از انرژی خورشیدی هستند. )3سیستم های تجمیعی خورشیدی ( :)CSPدر این روش ،از اینه ها یا عدسی های بزرگ برای تمرکز نور خورشیدی و تولید حرارت استفاده می شود .سپس حرارت تولید شده برای تولید بخار و سپس برای ژنراتور های بخار برای تولید برق استفاده می شود.  )4سیستم های هیبریدی :این سیستم ها شامل ترکیب دو یا چند فناوری مختلف از انرژی خورشیدی مانند PVو CSPبه همراه انرژی از منابع دیگر مانند باد یا سوخت های فسیلی است. )5سلول های خوشیدی آلی :این سلول ها از مواد آلی مانند پلیمر ها یا مولکلول های کربنی برای تولید انرژی الکتریکی استفاده می کنند. .6مزایا و معایب روش های تولید برق از انرژی خورشیدی:  )1سلول های خورشیدی فتوولتائیک ()PV مزایا: قابلیت نصب در مکان های مختلف از جمله ساختمان ها و فضا های باز. صفر گازهای گلخانه ای تولید می کند. نیاز به نگهداری کم و عمر طوالنی دارد. معایب: هزینه باالی نصب در ابتدا. وابستگی به شرایط آب و هوایی ،مخصوصا در نواحی ابری و مه آلود. )2سیستم های تجمیعی خورشیدی (:)CSP مزایا: تولید برق در هنگام افتابی بیشتر و قابلیت ذخیره سازی حرارت برای استفاده در شب. کارایی باال در تولید برق در نواحی با تابش خورشید قوی. معایب: هزینه های نصب و سرمایه گذاری ابتدایی باال. نیاز به فضای بزرگ برای اینه ها و تهجیزات مرتبط. )3سیستم های هیبریدی: مزایا: افزایش اطمینان از تامین انرژی با ترکیب چند منبع انرژی مختلف. کارایی باال در مناطقی با شرایط متغیر آب و هوایی. معایب: هزینه های نصب و نگهداری باال به دلیل پیچیدگی سیستم. نیاز به فناوری و تهجیزات پیشرفته. )4سلول های خورشیدی آلی: مزایا: هزینه تولید پایین تر به دلیل استفاده از مواد ارزان تر. قابلیت تولید در انواع مختلف زاز سطوح و مواد. معایب: کارایی کمتر نسبت به سلول های خورشیدی فتوولتائیک. استحکام و عمر کوتاه تر در مقایسه با سلول های خورشیدی سیلیکونی. .7تکنولوژی های نوظهور در تولید برق از انرژی خورشیدی: )1سلول های خورشیدی نانوکریستالی: این سلول ها از نانوکریستال های فلز اکسیدی به عنوان ماده فعال استفاده می کنند که کارایی باالیی در تبدیل نور خورشیدبه انرژی الکتریکی دارند و هزینه تولید آن ها نیز پایین تر است.  )2سلولهای خورشیدی پروسکایت :این سلول ها از مواد ارگانیک و معدنی ترکیب شده استفاده می کنند که کارایی باال و هزینه تولید کمتری نسبت به سلولهای خورشیدی سیلیکونی دارند. )3ماژول های فتوولتائیک انعطاف پذیر :این ماژول ها از مواد انعطاف پذیر مانند پلیمرها یا فلزات انعطاف پذیر ساخته شده اند که امکان نصب در سطوح منحنی و غیر منظم را فراهم می کنند. )4سیستم های ذخیره سازی :انرژی استفاده از سیستم های ذخیره سازی باتری و یا سایر فناوری های ذخیره سازی انرژی امکان استفاده از انرژی خورشیدی در زمان های کم نور و شب را فراهم می کند. .8تأثیرات زیست محیطی: )1کاهش انتشار گازهای گلخانه ای :استفاده از انرژی خورشیدی در جایگاه انتخابی برای تولید برق منجر به کاهش انتشار گازهای گلخانهای مانند دی اکسید کربن متان و نیتروژن اکسید میشود که برای محیط زیست بسیار مفید است. )2حفظ منابع طبیعی :استفاده از انرژی خورشیدی به معنای کاهش نیاز به منابع طبیعی مانند سوخت های فسیلی ،است که منجر به حفظ این منابع برای نسل های آینده می شود کاهش آلودگی هوا و آب تولید برق از انرژی خورشیدی بدون ایجاد آلودگی هوا و آب صورت می گیرد در نتیجه کاهش اثرات منفی آلودگی محیط زیست مشاهده می شود. :منابع Alharbi, Fahad H., et al. "A comprehensive review on photovoltaic (PV) system: Topologies modeling, reliability, and applications." Renewable and Sustainable Energy Reviews 143 (2021): 110878 Green, Martin A., and Keith Emery. "Solar cell efficiency tables (version 61)." Progress in Photovoltaics: Research and Application .29.1 (2021): 3-15 Dincer, Ibrahim, and Marc A. Rosen. "Thermal energy storage systems and .applications." John Wiley & Sons, 2011Amin, E. M. "A review on photovoltaic/thermal solar collectors applications." Renewable and Sustainable .Energy Reviews 15.8 (2011): 3801-3813