کاربردهای انرژی خورشیدی چیست؟

استفاده از انرژی خورشیدی چیست؟
این انرژی یکی از پاک‌ترین و دردسترس‌ترین منابع تجدیدپذیر در دنیا است و منبع اصلی تمام انرژی‌ها در زمین است. انرژی خورشید به صورت مستقیم و غیرمسقیم به اشکال مختلف تبدیل می‌شود. استفاده از این انرژی در کشورهایی مانند ایران که میزان تابش پرتوهای سالانه آن بالا است، یکی از بهترین روش‌ها است.

انرژی خورشید از تبدیل فوتون‌های نور خورشید که حامل انرژی بسیار زیاد و نامتناهی هستند به دست می‌آید. تا زمانی که خورشید به تابش ادامه ‌می‌دهد، می‌توان از انرژی آن استفاده کرد.

کاربردهای انرژی خورشیدی
آب گرم کن های خورشیدی
به طور کلی دو نوع سیستم خورشیدی است که می توان جایگزین آب گرم کن های سنتی گازی یا برقی کرد.

نوع اول شامل سیستم های آب گرم کن خورشیدی اکتیو است که از پمپ های گردش مکانیکی برای انتقال آب یا سایر مایعات از پنل های جمع کننده گرما در پشت بام به مخزن ذخیره سازی استفاده می کند.

نوع دوم آب گرم کن های خورشیدی پسیو یا غیر فعال هستند که پمپ مکانیکی ندارند و از خاصیت طبیعی افزایش گرما و بالا رفتن دما استفاده می کنند، نوع پسیو ارزان تر بوده و کارایی کمتری دارد.

برق خورشیدی
یکی از برنامه های کاربردی انرژی خورشیدی که در سال های اخیر سر و صدای زیادی ایجاد کرده برق خورشیدی است.

از آن جا که با استفاده از انرژی خورشیدی، هزینه تولید برق و خطرات زیست محیطی کاهش می یابد این گزینه طرفداران زیادی خواهد داشت.

در حال حاضر درصد کمی از برق تولید شده در ایالات متحده برق خورشیدی است (1.9 درصد در سال 2017) و این درصد به سرعت در حال رشد است.

از جمله موارد استفاده از برق خورشیدی می توان به لامپ های خورشیدی اشاره کرد که از آن برای روشن کردن محوطه منازل و چراغ های امنیتی گرفته تا علائم جاده ای و لامپ های خیابان ها استفاده می شود.

گرمایش خورشیدی
یکی دیگر از کاربردهای انرژی خورشیدی گرم کردن خانه ها و فضاهای زندگی است، برای این منظور لازم است طراحی خورشیدی پسیو خانه ها از جمله نحوه قرار گرفتن پنجره و انتخاب مصالح به گونه ای انجام شود که برای گرم شدن خانه در زمستان نیز کارایی داشته باشد.

شارژرهای خورشیدی
در دنیای امروز که تلفن های همراه و تبلت ها به یکی از ابزارهای اصلی در زندگی همه ما تبدیل شده اند شارژ کردن باتری ها از مواردی است که همه افراد به آن نیاز پیدا می کنند و استفاده از شارژرهای قابل حمل خورشیدی می تواند در این زمینه کمک کننده باشد.

حمل و نقل خورشیدی
ممکن است در آینده استفاده از وسایل نقلیه خورشیدی از خودروهای شخصی گرفته تا اتوبوس ها و قطار و هواپیما به اتفاق رایج روزمره تبدیل شود، طرح های این ایده در حال حاضر در برخی نقاط دنیا مورد بررسی قرار می گیرد.

در حال حاضر در برخی وسایل نقلیه از پنل های خورشیدی برای تهویه مطبوع و خنک نگه داشتن فضای داخلی خودرو استفاده می شود که به کاهش مصرف سوخت تا حد خوبی کمک می کند.

همچنین اولین قایق خورشیدی در سال 1975 ساخته شده است، تا سال 1995 قایق های مسافربری دارای پنل های پی وی روی کار آمدند و در حال حاضر به صورت گسترده استفاده می شوند.

کاربردهای انرژی خورشیدی در کشاورزی
انرژی خورشیدی در بهینه سازی پرورش گیاهان اهمیت زیادی دارد. نور خورشید یک منبع فراوان است اما در برخی موارد استثنا چندان در دسترس نیست و همین باعث شده کشاورزان به فکر استفاده بهینه از این انرژی باشند.

به عنوان مثال کشاورزان فرانسوی و انگلیسی در طول فصول یخبندان سال از دیوارهای میوه ای برای به حداکثر رساندن جمع آوری انرژی خورشیدی استفاده کردند. این دیوارها به صورت توده های حرارتی عمل می کنند که با گرم نگه داشتن گیاهان سرعت بلوغ آن ها را افزایش می دهند.

در ابتدا این دیوارها به صورت عمود بر زمین و رو به جنوب ساخته می شدند اما با گذشت زمان از دیوارهای شیب دار برای کارایی بیشتر استفاده کردند.

از دیگر کاربردهای انرژی خورشیدی در کشاورزی می توان به پمپاژ آب، خشک کردن محصولات و خشک کردن کود مرغی اشاره کرد.

در گلخانه ها نیز نور خورشید به گرما تبدیل شده و باعث می شود محصولات زراعی و گیاهان در تمام طول سال امکان رشد در محیط های بسته را داشته باشند.

آب شیرین کن خورشیدی
هنگامی که حرارت دریافت شده از خورشید با دمای کم روی آب شور اثر کند آب تبخیر می شود و املاح باقی می‌ماند. سپس با استفاده از روش‌های مختلف می‌توان آب تبخیر شده را تقطیر کرد و به این ترتیب آب شیرین تهیه نمود. با این روش می‌توان آب بهداشتی مورد نیاز در نقاطی که دسترسی به آب شیرین ندارند مانند برخی جزایر را نیز تأمین کرد.آب‌شیرین‌کن های خورشیدی در دو اندازه خانگی و صنعتی ساخته می‌شوند. در نوع صنعتی با حجم بالا می‌توان برای استفاده شهرها آب شیرین تولید کرد.

خشک کن خورشیدی
خشک کردن عبارت است از گرفتن قسمتی از آب موجود در مواد غذایی و سایر محصولات که باعث افزایش عمر انباری محصول و جلوگیری از رشد باکتری‌ها است. در خشک کن‌های خورشیدی بطور مستقیم یا غیر مستقیم از انرژی خورشیدی جهت خشک نمودن مواد استفاده می‌شود و هوا نیز به صورت طبیعی یا اجباری جریان یافته و باعث تسریع عمل خشک شدن محصول می‌گردد. خشک‌کن‌های خورشیدی در اندازه‌ها و طرحهای مختلف و برای محصولات و مصارف گوناگون طراحی و ساخته می‌شوند.

اجاق‌های خورشیدی
دستگاه‌های خوراک‌پز خورشیدی اولین بار بوسیله شخصی بنام نیکلاس ساخته شدند. اجاق او شامل یک جعبه عایق‌بندی شده با صفحه سیاه رنگی بود که قطعات شیشه‌ای درپوش آن را تشکیل می‌داد.

پرتو خورشید با عبور از میان این شیشه‌ها وارد جعبه شده و بوسیله سطح سیاه جذب می‌شد سپس درجه حرارت داخل جعبه را به ۸۸ درجه افزایش می‌داد. اصول کار اجاق خورشیدی جمع‌آوری پرتوهای مستقیم خورشید در یک نقطه کانونی و افزایش دما در آن نقطه است. امروزه طرح‌های متنوعی از این سیستم‌ها وجود دارد که این طرح‌ها در مکان‌های مختلفی از جمله آفریقای جنوبی آزمایش شده و به نتایج خوبی نیز رسیده‌اند. استفاده از این اجاق‌ها به ویژه در مناطق شرقی ایران که با مشکل کمبود سوخت مواجه می‌باشند بسیار مفید خواهد بود.

کوره خورشیدی
نوتورا در اوایل قرن ۱۸ اولین کوره خورشیدی را در فرانسه ساخت و بوسیله آن یک تل چوب را در فاصله ۶۰ متری آتش زد. بسمر، پدر فولاد جهان نیز حرارت مورد نیاز در کورة خود را از انرژی خورشیدی تأمین می کرد. متداولترین سیستم یک کوره خورشیدی، متشکل از دو آینه، یکی تخت و دیگری کروی می باشد. نور خورشید به آینه تخت رسیده و توسط این آینه به آینه کروی بازتابیده می شود. طبق قوانین اپتیک، هرگاه دسته پرتوی موازی محور آینه با آن برخورد نماید، در محل کانون، متمرکز می شوند و به این ترتیب انرژی حرارتی گسترده خورشید در یک نقطه جمع می شود، که این نقطه به دماهای بالایی می رسد. امروزه پروژه های متعددی در زمینه کوره های خورشیدی در سراسر جهان در حال طراحی و اجراء می باشد.

فن های تهویه خورشیدی
فن های تهویه از هر نوعی که باشند با خارج کردن هوای گرم از فضاهای بسته به کاهش هزینه های سرمایشی محیط کمک می کنند.

در فن های تهویه سنتی از جریان برق استفاده می شود که هزینه های برق را تا حد قابل توجهی افزایش می دهد اما امروزه فن های تهویه مبتنی بر انرژی خورشیدی عرضه شده که از پنل کوچک دارای سلول های فوتو الکتریکی استفاده کرده و موتور فن بدون نیاز به برق خانگی کار می کند.

از این فن ها برای خنک نگه داشتن گاراژها، کلبه ها، لانه سگ یا مرغ دانی در تابستان استفاده می شود و از انواع ایستاده و قابل جابه جایی آن ها می توان در پاسیو یا اتاق بازی کودکان بهره برد.

گرمایش آب خورشیدی
استفاده از انرژی خورشیدی به سیستم های گرمایش آب نیز راه یافته و از آن برای گرم کردن آب داخل خانه ها و استخرها استفاده می شود.

برای بهره بردن از این مزیت، وسایل گرمایشی یا هیترهای آب خورشیدی از سلول های نصب شده روی پشت بام برای جذب گرمای خورشید و انتقال آن به مخزن آب استفاده می کنند.

یکی از کاربردهای مهم انرژی خورشیدی در این زمینه، گرم کردن آب استخرهای شنا است. از آن جا که سردی بیش از حد آب از مشکلات عمده استخرها می باشد برای رفع این مشکل از ابزاری به نام پتوی خورشیدی استفاده می شود، پتوی شناور اصلی یک ابزار گرمایشی پسیو یا غیر فعال است که با جذب گرمای خورشید و انتقال آن به آب کار می کند.

اگر می خواهید کمی پیشرفته تر عمل کنید می توانید یک سیستم گرمایش کامل خورشیدی نصب کنید. به این صورت که با استفاده از پنل های گرمایش خورشیدی روی پشت بام، گرمای خورشید دریافت شده و از طریق یک سری لوله های مخصوص از پنل ها به سوی آب منتقل می شود.