انرژی خورشیدی
انرژی خورشیدی (solar energy)
انرژی حاصل از نور و گرمای خورشید. مقدار انرژیی که به هر کیلومتر مربع از سطح زمین می‌رسد حدود ۴هزار مگاوات است که برای گرمایش و روشنایی شهر کوچکی کفایت می‌کند. خورشید در هر ثانیه حدود ۱۳میلیون برابر مصرف سالانۀ برق در ایالات متحده امریکا انرژی در فضا پخش می‌کند. گرم‌کن‌های خورشیدی[۱] معمولاً از آینه‌های مقعر[۲] یا سطوح بازتابگر سهموی تشکیل می‌شوند که پرتوهای خورشید را روی پانلی سیاه و جاذبِ گرما متمرکز می‌کنند. در لوله‌های تعبیه شده در داخل این پانل، هوا یا آب بر اثر پدیدۀ هم‌رفت[۳] یا با تلمبه گردش می‌کند. انرژی گرمایی[۴] هوا یا آبِ داخل لوله‌ها با استفاده از توربین[۵] و مولد[۶] به انرژی الکتریکی[۷] تبدیل می‌شود. بر اثر گردش آب در این پانل‌ها، آب گرم مصارف صنعتی یا خانگی تولید می‌شود و آبی که در این پانل‌ها می‌گردد گرمای خورشید را جذب می‌کند. انرژی خورشیدی را غیرمستقیم و با پیل‌های خورشیدی[۸] (پیل‌های فتوولتایی[۹]) نیز مهار می‌کنند. این پیل‌ها از صفحه‌هایی از جنس مواد نیم‌رسانا[۱۰]، معمولاً سیلیسیم[۱۱]، ساخته می‌شوند که بر اثر تابش نور خورشید الکتریسیته تولید می‌کنند. تولید خروجی بالا با استفاده از انرژی خورشیدی، در مقایسه با سایر منابع انرژی ازجمله سوخت‌های هسته‌ای[۱۲] یا فسیلی[۱۳]، بسیار دشوار است، اما انرژی خورشیدی یکی از منابع مهم انرژی تجدیدپذیر[۱۴] و غیرآلاینده[۱۵] است که از شمالی‌ترین نقاط زمین، مانند اسکاندیناوی، تا جنوب غربی امریکا و کشورهای حوزۀ مدیترانه قابل استفاده است. در ۱۹۹۸، پژوهشگران سوئیسی اعلام کردند پیل خورشیدیِ ارزان‌تر و کارآمدتری ساخته‌اند. بازده این پیل، که با دی اکسید تیتانیوم[۱۶] ساخته می‌شود، دو برابر بازده پیل‌های تجاری فعلی است. کورۀ خورشیدی[۱۷]، مانند کوره‌ای که در ۱۹۷۰ در ُاُدیلو[۱۸]، واقع در پیرنۀ[۱۹] فرانسه، ساخته شد، هزاران آینه برای متمرکز‌کردن نور خورشید دارد. این کوره گرمای شدید و غیرآلاینده‌ای در حدود ۳هزار درجۀ سانتی‌گراد، برای مصارف صنعتی، علمی، یا آزمایشی تولید می‌کند. در ۱۹۱۱، نخستین نیروگاه خورشیدی[۲۰] جهان که به شبکۀ برق‌رسانی ملی متصل است، در آدرانو[۲۱]ی سیسیل گشایش یافت. تعداد بسیاری آینۀ غول‌پیکر در طول روز حرکت خورشید را دنبال می‌کنند و نور آن را روی دیگ بخار متمرکز می‌کنند. بخار تولیدی توربینی را به کار می‌اندازد. این نیروگاه حدود یک مگاوات برق تولید می‌کند. تأسیسات مشابهی، با نام سولار[۲۲]، در صحرای موهاوی[۲۳]، در نزدیکی داگت[۲۴]، واقع در کالیفرنیای امریکا ساخته شده است. این نیروگاه از ۱۸۱۸ آینه تشکیل می‌شود که با رایانه کنترل می‌شوند و به صورت دایره‌ای پیرامون یک دیگ بخار مرکزی، به ارتفاع ۹۱ متر، استقرار یافته‌اند. طرح‌های پیشرفته‌ای نیز مطرح شده‌اند که در آن‌ها از بازتابگرهای خورشیدی غول‌پیکر مستقر در فضا برای مهار انرژی خورشیدی و ارسال آن به سوی زمین، به صورت باریکه‌های میکروویو، استفاده خواهد شد. در مارس ۱۹۹۶، نخستین نیروگاه خورشیدی که قادر به ذخیره‌سازی گرماست، در صحرای موهاوی کالیفرنیا[۲۵] راه‌اندازی شد. سولار بخشی از پروژۀ سه‌سالۀ دولتی است که از ۲هزار آینۀ موتوری تشکیل می‌شود. این آینه‌ها نور خورشید را روی برجی فلزی به ارتفاع ۹۱ متر متمرکز می‌کنند. این برج حاوی نمک نیترات مذاب است. وقتی دمای نمک به ۵۶۵ درجۀ سانتی‌گراد برسد، آب را به جوش می‌آورد و توربین بخار ۱۰ مگاواتی را به کار می‌اندازد. نمک مذاب گرمای خود را حدود دوازده ساعت حفظ می‌کند. پیل‌های خورشیدی، به رغم هزینۀ بهره‌برداری اندک، هزینۀ ساخت گزاف و بازده ناچیزی دارند و در نتیجه، کاربرد آن‌ها تقریباً به کاوشگرهای فضایی و ماهواره‌های مصنوعی محدود شده است و خارج از این حوزه کاربردهای معدودی دارند. در عین حال، گرمایش خورشیدی برای مصارف خانگی در بسیاری از نقاط جهان کاربرد گسترده‌ای پیدا کرده است.
- ↑ solar heaters
- ↑ concave mirrors
- ↑ convection
- ↑ heat energy
- ↑ turbine
- ↑ generator
- ↑ electrical energy
- ↑ solar cells
- ↑ photovoltaic cells
- ↑ semiconductor
- ↑ silicon
- ↑ nuclear fuels
- ↑ fossil fuels
- ↑ renewable
- ↑ nonpolluting
- ↑ titanium dioxide
- ↑ solar furnace
- ↑ Odeillo
- ↑ Pyrenees
- ↑ solar power station
- ↑ Adrano
- ↑ Solar
- ↑ Mohave
- ↑ Daggett
- ↑ California