با وجود اینکه استان یزد یکی از قطب های مهم کشور در بهره مندی از انرژی خورشید محسوب می شود اما استفاده از انرژی پاک در این استان با توجه به مزایای آن،می تواند بیش از پیش مورد توجه جدی قرار گیرد.سرمایه بر بودن نصب امکانات اولیه و عدم برنامه ریزی مطلوب از جمله دلایل توسعه نیافتن انرژی پاک در استانی است که بیش از 300 روز کاملا آفتابی در طول سال دارد. براساس اطلاعات هواشناسی، استان یزد، یکی از آفتابی ترین استان های کشور است به گونه ای که در این استان تنها هوا در کمتر از دو ماه در سال ابری ونیمه ابری بوده و در بیش از 300 روز باقیمانده سال نعمت بی کران خورشید در تمامی ساعات روز بر  زمین می تابد در حالی که استفاده از این انرژی علاوه بر جلوگیری از آلودگی هوا  در صرفه جویی هزینه ها و کاهش وابستگی ها به در آمدهای نفتی نقش موثری دارد.

چرا انرژی خورشیدی:

انرژي خورشيد يکي از منابع تامين انرژي رايگان، پاك و عاري از اثرات مخرب زيست محيطي است که از دير باز به روش‌هاي گوناگون مورد استفاده بشر قرار گرفته است. بحران انرژي در سال‌هاي اخير، کشورهاي جهان را بر آن داشته که با مسائل مربوط به انرژي، برخوردي متفاوت نمايند که در اين ميان جاي‌گزيني انرژي‌هاي فسيلي با انرژي‌هاي تجديدپذير و از جمله انرژي خورشيدي به منظور کاهش و صرفه‌جويي در مصرف انرژي، کنترل عرضه و تقاضاي انرژي و کاهش انتشار گازهاي آلاينده با استقبال فراواني روبرو شده است.انرژی خورشیدی نور و گرمای تولید شده توسط خورشید است . طبق آخرین برآوردهای رسمی اعلام شده عمر این انرژی بیش از ۱۴ میلیارد سال می‌باشد. در هر ثانیه ۲/۴ میلیون تن از جرم خورشید به انرژی تبدیل می‌شود. با توجه به وزن خورشید که حدود ۳۳۳ هزار برابر وزن زمین است. این کره نورانی را می‌توان به‌عنوان منبع عظیم انرژی تا ۵ میلیارد سال آینده به حساب آورد .بخش عمده ای از مردم جهان برای رفع نیازمندیشان بر انرژی هایی مانند گاز، زغال سنگ، باد، آب و… تکیه می کنند اما تنها تعداد کمی از افراد اهمیت و مزایای انرژی خورشیدی را می دانند و از آن استفاده می کنند. سوخت های فسیلی منابع تجدید ناپذیر هستند یعنی به وجود آمدن آن ها نیازمند هزاران هزار سال است بنابراین این سوخت مدت زیادی نمی تواند جوابگوی تمام نیازهای انسان باشد و دیر یا زود تمام خواهد شد پس باید جایگزین مناسبی برای این سوخت ها پیدا کنیم که انرژی خورشیدی می تواند جایگزین بسیار مناسبی مخصوصا برای نسل های آینده باشد.خورشید از گازهایی نظیر هیدروژن (۷۳٫۴۶درصد) هلیوم (۲۴٫۸۵ درصد) و عناصر دیگری تشکیل شده است که از جمله آن‌ها می‌توان به اکسیژن، کربن، نئون و نیتروژن اشاره نمود.انرژی ستاره خورشید یکی از منابع عمدهٔ انرژی در منظومه شمسی می‌باشد. میزان دما در مرکز خورشید حدود ۱۰ تا ۱۴ میلیون درجه سانتیگراد می‌باشد که از سطح آن با حرارتی نزدیک به ۵۶۰۰ درجه و به صورت امواج الکترو مغناطیسی در فضا منتشر می‌شود.زمین در فاصله ۱۵۰ میلیون کیلومتری خورشید واقع است و ۸ دقیقه و ۱۸ ثانیه طول می‌کشد تا نور خورشید به زمین برسد. بنابراین سهم زمین در دریافت انرژی از خورشید میزان کمی از کل انرژی تابشی آن می‌باشد. سرمنشاء تمام اشکال مختلف انرژیهای شناخته شده تاکنون شامل (سوختهای فسیلی ذخیره شده درزمین، انرژی‌های بادی، آبشارها، امواج دریاها و...) موجود در کره زمین از خورشید می‌باشد.به‌طور کلی انرژی متصاعد شده از خورشیدی در حدود ۳٫۸ در ۱۰۲۳ کیلووات در ثانیه می‌باشد.به طور متوسط خورشيد در هر ثانيه 1020*1.1   كيلووات ساعت انرژي ساطع مي‌كند. از كل انرژي منتشر شده توسط خورشيد، تنها در حدود 47% آن به سطح زمين مي‌رسد. اين بدان معني است كه زمين در هر ساعت تابشي در حدود 60 ميليون Btu دريافت مي‌کند. يعني انرژي ناشي از سه روز تابش خورشيد به زمين ‌برابر با تمام ‌انرژي ناشي از احتراق كل سوخت‌‌هاي ‌فسيلي در دل زمين است و بنابراين مي‌توان نتيجه گرفت كه در اثر تابش خورشيد به مدت چهل روز، مي‌توان انرژي مورد نياز يک قرن را ذخيره نمود. بنابراين با به كارگيري كلكتورهاي خورشيدي مي‌توان تا حدودي از اين منبع انرژي بي‌پايان، پاك و رايگان استفاده كرد و تا حد بسيار زيادي در مصرف سوخت‌هاي فسيلي صرفه جويي نمود.

موقعيت برخی از كشوردنیا از نظرميزان دريافت انرژي خورشيدي

برخی از کشورهای دنیا که بیشترین استفاده را از انرژی خورشیدی دارند،عبارتند از : (ارقام برحسب مگاوات)

آلمان9785،اسپانیا3386،ژاپن2633،ایالات متحده1650،ایتالیا1167،جمهوری چک 465،بلژیک363،چین305،فرانسه272وهند 120 (مگاوات) می باشد.

موقعيت كشور ايران از نظرميزان دريافت انرژي خورشيدي

كشور ايران در بين مدارهاي 25 تا 40 درجه عرض شمالي قرار گرفته است و در منطقه‌اي واقع شده كه به لحاظ دريافت انرژي خورشيدي در بين نقاط جهان در بالاترين رده‌ها قرار دارد. ميزان تابش خورشيدي در ايران بين 1800 تا 2200 كيلووات ساعت بر مترمربع در سال تخمين زده شده است كه البته بالاتر از ميزان متوسط جهاني است. در ايران به طور متوسط ساليانه بيش از 280 روزآفتابي گزارش شده است كه بسيار قابل توجه است. ایران با داشتن حدود ۳۰۰ روز آفتابی در سال جزو بهترین کشورهای دنیا در زمینه پتانسیل انرژی خورشیدی در جهان می‌باشد. با توجه به موقعیت جغرافیای ایران و پراکندگی روستای در کشور، استفاده از انرژی خورشیدی یکی از مهمترین عواملی است که باید مورد توجه قرار گیرد. استفاده از انرژی خورشیدی یکی از بهترین راه‌های برق رسانی و تولید انرژی در مقایسه با دیگر مدل‌های انتقال انرژی به روستاها و نقاط دور افتاده در کشور از نظر هزینه، حمل‌نقل، نگهداری و عوامل مشابه می‌باشد.با توجه به استانداردهای بین‌المللی اگر میانگین انرژی تابشی خورشید در روز بالاتر از ۳٫۵ کیلووات ساعت در مترمربع (۳۵۰۰ وات/ساعت) باشد استفاده از مدلهای انرژی خورشیدی نظیر کلکتورهای خورشیدی یا سیستم‌های فتوولتائیک بسیار اقتصادی و مقرون به صرفه است.در بسیاری از قسمتهای ایران انرژی تابشی خورشید بسیار بالاتر از این میانگین بین‌المللی می‌باشد و در برخی از نقاط حتی بالاتر از ۷ تا ۸ کیلو وات ساعت بر مترمربع اندازه‌گیری شده است ولی بطور متوسط انرژی تابشی خورشید بر سطح سرزمین ایران حدود ۴٫۵ کیلو وات ساعت بر مترمربع است.

موقعیت استان یزداز نظرميزان دريافت انرژي خورشيدي

نخستین نیروگاه خورشیدی متمرکز کشور با همکاری سازمان انرژی اتمی و جهاد سازندگی(سابق) برای تامین برق 20 خانوار، در روستای دُربید استان یزد ساخته شد . توان برق تولید این نیروگاه 12 کیلو وات ساعت و ذخیره انرژی آن 72 کیلو وات ساعت است.به دلیل موقعیت اقلیمی استان ، روزهای ابری در استان یزد کم است و روزهای نیمه ابری نیز بیشتر از 30 روز در سال نداریم اما در همه روزهای سال بیشتر از 10 ساعت آفتاب داریم، بطوریکه،متوسط ساعت آفتابی در ایران بیش از 2 هزار و 800 ساعت در سال و در استان یزد بیش از 3 هزار و 500 ساعت در سال است. از این رو با توجه به اینکه ظرفیت های بالایی برای سرمایه گذاری در تولید انرژی خورشیدی و صادرات برق به کشورهای حوزه خلیج فارس ، شرق کشور و حتی اروپا وجود دارد، می توانیم با کشورهای تولیدکننده سلولهای آفتابی در جهان رقابت داشته باشیم.از سویی دیگربه دلیل صنعتی بودن استان و فراهم بودن زیر ساخت ها، توسعه صنایع خورشیدی از قبیل ساخت لوازم، قطعه و صفحات نیروگاه های خورشیدی در استان مقرون به صرفه است. به گفته کارشناسان،اکنون سوخت همه گلخانه های یزد با گازوییل و مازوت تامین می شود که برای تهیه گازوییل هر هکتار گلخانه سالانه بیش از  44 میلیون تومان هزینه می شود و درصورت جایگزینی انرژی خورشیدی این هزینه با 38.8 درصد کاهش همراه خواهد بود.با توجه به مطالعات چندین ساله ، در حال حاضردر استان یزد 500 کیلووات برق (ظرفیت نصب شده نامی: 160 کیلووات توسط شرکت برق منطقه ای و340 کیلووات نیزتوسط شرکت توزیع برق یزدمی باشد.)شبکه خانگی،اداری،برخی مساجد و مدارس استان یزد توسط سیستم های فتوولتائیک (pvs)تولید می شود.همچنین در ابعاد نیروگاهی نیز می‌توان به نیروگاه ۱۷ مگاواتی حرارتی- خورشیدی در حال احداث اشاره کرد که در آن از حرارت خورشید به عنوان پیش گرمکن آب واحدهای بخار نیروگاه استفاده می‌شود.در بعد پژوهشی و تحقیقاتی نیز با برخی دانشگاه های استان در حدود یک تا دومگاوات جهت تولید انرژی خورشیدی قراردادهایی منعقد شده است.  توزیع  آبگرمکن‌های خورشیدی با یارانه ، نصب سامانه‌های فتوولتائیک در ساختمان‌های اداری ،مسکونی،بعضی از مساجد و مدارس از جمله اقداماتی است که در استان یزد صورت گرفته است.

مزایای استفاده از انرژی خورشیدی:

پاک و بدون آلودگی (حذف انتشار گازهای گلخانه ‌ای از جمله دی ‌اکسید کربن) ، امن و بی‌ خطر،سازگاری با طبیعت، استهلاک کم و عمر زیاد، نیاز نداشتن به فناوی بالا و نیروی متخصص، رایگان و در درسترس بودن و کاهش دهنده مصرف سوخت های فسیلی از مزایای استفاده از انرژی خورشیدی است. درصورت استفاده از انرژی خورشیدی در خانه ها، اداره ها و مکان های عمومی بین 20 تا 50 درصد صرفه جویی خواهد شد.

 کاربرد انرژی خورشیدی:

ازمنابع عظیم انرژی خورشید برای تولید انرژی الکتریسته در ابعاد نیروگاهی ،صنعتی ،کشاورزی وسایر بخشها می توان استفاده کرد که بطور خلاصه عبارت‌اند از:استفاده از انرژی حرارتی خورشید برای مصارف خانگی، صنعتی و نیروگاهی ،تبدیل مستقیم پرتوهای خورشید به الکتریسیته بوسیله تجهیزاتی به نام فتوولتائیک، تامین روشنایی از انرژی خورشید،تامین انرژی الکتریسیته ،تولید برق با استفاده از فوتوولتاییک ‌ها، تولید برق با استفاده از گرمایش خورشیدی، سرمایش و گرمایش هوا، اجاق ها، آب شیرین کن،گرمایش آب،تامین آب گرم در فرایندهای صنعتی و تامین گرمای مورد نیاز برخی فرایندها،گرمایش استخرها،مخازن ذخیره آب فصلی،آبگرمکن‌های خانگی خورشیدی ،خانه‌ و ساختمان های با پنل های خورشیدی،صفحه یا پنلهای خورشیدی،سیستم تغذیه کننده ایستگاههای مخابراتی و زلزله نگاری،نیروگاههای فتوولتائیک،نیروگاه‌های حرارتی از نوع بشقابی.

مراجع:

1-مرکز مطالعات وبرنامه ریزی شبکه های قدرت.

2-دفتر برنامه ريزي و توليد، شركت توانير، 1393

3-دفتر خصوصي سازي صنعت برق، وزارت نيرو.

[1]IEEE Standard C57.106.2009,"IEEE Guide for acceptance and Maintenance of Insulation Oil in Equipment,"

[2] Richard E.Brown,"Failure rate modeling using equipment  inpection data",IEEE Standard.power Systems,Vol.2,May 2012,pp.782-787.

• نویسنده : یزد فردا
• منبع خبر : خبرگزاری فردا