سلولهای خورشیدی

سلول‌ها ي خورشيدي

 

سلول‌هاي خورشيدي وسائلي هستند كه انرژي خورشيدي را مستقيماً به الكتريسته تبديل مي كنند، يا مستقيماً از طريق اثر فتوولتايي و يا به طور غيرمستقيم انرژي خورشيدي به گرما يا انرژي شيميايي تبديل مي كنند.

متداول‌ترين شكل خورشيدي سلول‌ها مبتني بر اثر فتو ولتايي هستند كه شامل دو لايه نيم رسانا مي باشد يك اختلاف پتانسيل بين لايه‌ها توليد مي شود. اين ولتاژ توليد يك شدت جريان در يك مدار بيروني توليد مي كند و بدين وسيله كار مفيد ايجاد مي شود.

 

تاريخچه سلولهاي خورشيدي

سلول‌هاي خورشيدي ميانه دهة‌ 1950 در دسترس بوده‌اند ولي، زماني كه دانشمند فرانسوي ، (بكرل) كشف كرد كه با تاباندن نور به برخي محلولهاي شيميايي ويژه يك جريان الكتريكي توليد مي شود. تحقيق علمي اثر فتوولتايي سال 1839 شروع شد، در 1877 اين تاثير ابتدا در يك جامد فلزي مشاهده‌شد (در فلز سلنيوم). اين فلز سالهاي بسياري براي سنجش نور به كار رفته بود و فقط به مقادير خيلي كم توان داشت. يك درك عميق‌تر علمي، در سال 1905 توسط انيشتين و در سال1930 به وسيله اسكاتكي فراهم شد و لازم بود سلول‌هاي خورشيدي كارآمد ساخته‌شود. در سال 1954 يك سلول خورشيدي سيليسيمي كه 6% از انرژي خورشيد را به الكتريسيته تبديل مي كرد به وسيله پيرسون و فولر ساخته شد، اين نوع باطري از 1958در شاتل هاي فضايي به كار رفت.

امروز سلول‌هاي خورشيدي سيليسيمي به طور تجارتي در حدود 18% از نور خورشيد را به الكتريسته تبديل مي كنند، اكنون انواع روشها براي توليد عملي سلول‌هاي خورشيدي سيليسيمي (بي شكل، تك‌بلوري و چندبلوري) همانند سلول‌هاي خورشيدي ساخته‌شده از مواد ديگر(دي سلنيد مس و اينديوم، تلوريدكادميوم و غيره) تحت بررسي است.

علل احتياج به سلول خورشيدي

توسعه ‌سلولهاي خورشيدي براي مقاصد زير است:

*  احتياج داشتن به منابع الكتريسته مناسب براي مكان‌هاي دور از شبكة‌ برق اصلي

* پمپ كردن آب

* فانوس برج‌ها

* ماشين‌حساب‌ها و دوربين‌هاي عكاسي

* احتياج داشتن به توان تجديدشدني و قابل حمل

 

انرژی خورشید 2

انرژى خورشید به کمک آیندگان می‌شتابد

نیروگاه هاى خورشیدى که انرژى خورشید را به برق تبدیل مى کنند، در آینده با مزیت هایى که در برابر نیروگاه هاى فسیلى دارند، مشکل برق و تا حدودى مشکل کم آبى را بویژه در دوران تمام شدن نفت و گاز حل خواهند کرد و بطور مسلم تأسیس و بکار گیرى برجهاى نیرو ، زمینه لازم را براى خودکفایى و قطع وابستگى کشور فراهم خواهد کرد. تولید برق بدون مصرف سوخت ، نیاز نداشتن به آب فراوان ، آلوده نکردن محیط زیست ، استهلاک کم و عمر زیاد از مزیتهاى بارز برجهاى نیرو و نیروگاههاى خورشیدى نسبت به نیروگاههاى فسیلى و اتمى است.

 

لزوم استفاده از انرژى خورشیدى

فناورى ساده ، کاهش آلودگى هوا و محیط زیست و از همه مهمتر ذخیره شدن سوختهاى فسیلى براى آینده با تبدیل آنها به مواد پردازش با استفاده از تکنیک پتروشیمى ، از دلایل لزوم استفاده از انرژى خورشیدى در کشور هستند. با افزایش قیمت نفت در سال 1973 کشورهاى پیشرفته صنعتى مجبور شدند، به استفاده از انرژیهاى جانشین جدیتر بیندیشند. کشورهاى صنعتى به این نتیجه رسیده‌اند که با بهینه سازى مصرف انرژى در صنایع و ساختمانها ، مصرف انرژى را مى‌توان 30 تا 40 درصد کاهش داد.

بررسیهاى بانک جهانى حاکى از آن است که اگر کشورهاى در حال توسعه ، سیاستهاى بهینه سازى مصرف انرژى را بکار مى‌گرفتند، تا سال 1990 مى‌توانستند 4 میلیون بشکه در روز صرفه جویى کنند. کارشناسان معتقدند با استفاده از سیاستهاى بهینه سازى مصرف انرژى ، ضمن کاهش مصرف انرژى منافعى مانند: کاهش آلودگى هوا بویژه در شهرهاى بزرگ ، صرفه جویى در سرمایه گذارى در ساخت نیروگاهها ، پالایشگاهها و سیستم گازرسانى به میزان میلیاردها دلار در سال ، طولانى شدن عمر ذخایر نفتى ، ایجاد اشتغال در کشور ، کم هزینه بودن و نگهدارى آسان ، عاید کشور خواهد شد.

ناگفته نماند با احتساب مصرف بیش از یک میلیون بشکه معادل نفت در روز ، بیش از یک میلیارد دلار درآمد ارزى در سال نصیب کشور خواهد شد. ایران با عرض جغرافیایى 25 تا 45 شمالى در منطقه مناسبى براى دریافت انرژى خورشیدى قرار دارد. میزان انرژى که زمین در یک ساعت از خورشید دریافت مى‌کند، بیش از انرژى مصرفى جهان در یک سال است. انرژى خورشیدى با بهره گیرى از روشها و وسایل ویژه به تولید برق با استفاده از حرارت خورشید مى‌پردازد که حرارت نیز پس از گذار از یک یا چند مرحله به انرژى الکتریکى تبدیل مى‌شود.

پاک بودن این سیستم ، توجه بسیارى از کشورها و دولتهاى جهان را به خود معطوف کرده تا آنجا که انگلستان اخیرا با الزامى کردن استفاده از صفحات خورشیدى در ساختمانهاى در حال ساخت، گامى بلند و موثر در بهینه سازى مصرف انرژى خو رشیدی برداشته است.

 

ادامه مطلب .......

 

ادامه نوشته

انرژی خورشید

انرژی خورشیدی عظیم ترین منبع انرژی در جهان است. این انرژی پاک، ارزان و بی پایان بوده و در بیشتر مناطق کره زمین قابل استحصال می باشد. محدودیت منابع فسیلی و پیامدهای حاصل از تغییرات زیست محیطی و آب و هوای جهانی، فرصتهای مناسبی را برای رقابت انرژی خورشیدی با انرژیهای فسیلی خصوصا در کشورهایی با پتانسیل بالای تابش ایجاد نموده است.سیستمهای انرژی خورشیدی، فناوریهای جدیدی هستند که برای تامین گرما، آب گرم، الکتریسیته و حتی سرمایش منازل مسکونی، مراکز تجاری و صنعتی بکار می روند.استفاده از این فناوری ها می تواند هزینه های مربوط به تامین انرژی را به حداقل برساندوبراى کشورهاى فاقد منابع انرژى زیرزمینى ، مناسبترین راه براى دستیابى به نیرو و رشد و توسعه اقتصادى می باشد.انرژی خورشیدی از جمله انرزی های ثجدیدپذیر می باشد که در منابع مختلف تحت عنوان انرژی های نو از آن ها یاد می کنند.در قسمت بعد به بیان کاربرد های انرژی خورشیدی می پردازیم.

معرفی خورشید

خورشید نه تنها خود منبع عظیم انرژی است، بلکه سرآغاز حیات و منشاء تمام انرژیهای دیگر است. طبق برآوردهای علمی در حدود 6000 میلیون سال از تولد این گوی آتشین می‌گذرد و در هر ثانیه 4/2 میلیون تن از جرم خورشید به انرژی تبدیل می‌شود. با توجه به وزن خورشید که حدود 333 هزار برابر وزن زمین است. این کره نورانی را می‌توان به‌عنوان منبع عظیم انرژی تا 5 میلیارد سال آینده به حساب آورد. قطر خورشید 610× 1/39 کیلومتر است و از گازهایی نظیر هیدروژن ( 86/8درصد) هلیوم (3 درصد) و 63عنصر دیگر که مهم‌ترین آنها اکسیژن ، کربن ، نئون و نیتروژن است تشکیل شده‌است.میزان دما در مرکز خورشید حدود 10تا 14میلیون درجه سانتیگراد می‌باشد که از سطح آن با حرارتی نزدیک به 5600درجه و به صورت امواج الکترو مغناطیسی در فضا منتشر می‌شود.زمین در فاصله 150میلیون کیلومتری خورشید واقع است و 8 دقیقه و 18 ثانیه طول می‌کشد تا نور خورشید به زمین برسد. بنابراین سهم زمین در دریافت انرژی از خورشید حدودا از کل انرژی تابشی آن می‌باشد.جالب است بدانید که سوختهای فسیلی ذخیره شده در اعماق زمین، انرژیهای باد و آبشار و امواج دریاها و بسیاری موارد دیگر از جمله نتایج همین مقدار انرژی دریافتی زمین از خورشید می‌باشد.

 لینک مطلب