انرژی خورشیدی چگونه کار می کند؟
به گزارش سیناپرس، خورشید مقدار خارق العاده‌ای از نور و انرژی گرمایی به محیط اطراف خود منتقل می کند. این انرژی برای انسان یک منبع پایان ناپذیر محسوب شده و برآوردهای محققان نشان می دهد در واقع، مقدار انرژی خورشیدی که تنها در دو ساعت به سطح زمین برخورد می کند، برای پوشش تمام نیازهای انرژی ما برای یک سال تمام کافی است. در این میان مشکل اصلی پیش روی بشر، دریافت و ذخیره این انرژی و تبدیل آن به نوعی است که قابل استفاده بوده و کاربرد داشته باشد.
با توجه به فناوری های موجود، دو راهکار کلیدی برای گرفتن و استفاده از انرژی از خورشید وجود دارد: پانل های خورشیدی (فتوولتائیک) که نور را به الکتریسیته تبدیل می کنند و نیروی حرارتی خورشیدی که انرژی خورشید را به گرما تبدیل می کند.
در داخل یک پنل خورشیدی، چیدمان منظمی از سلول‌های خورشیدی قرار دارد که هر یک به اندازه یک زیر لیوانی بوده و از دو برش نازک ماده ای خاص (معمولاً سیلیکون)، با بارهای الکتریکی مخالف تشکیل شده است. زمانی که نور خورشید به سلول می تابد، فوتون ها (بسته های کوچک انرژی نور) الکترون ها را از اتم های سیلیکون بیرون می اندازند که این رویداد در فیزیک به عنوان اثر فوتوالکتریک شناخته می شود. به این ترتیب جریان حاصل از الکترون ها جریان الکتریکی کوچکی را در هر سلول تشکیل می دهد. به گزارش سیناپرس، راه دیگر جذب انرژی خورشید تبدیل آن به گرما است. به عنوان مثال، نیروگاه های حرارتی خورشیدی متمرکز، از آینه ها و عدسی ها برای انعکاس و تمرکز نور خورشید برای گرم کردن آب یا مایعات دیگر استفاده می کنند. گرمای حاصل برای تامین آب گرم منازل و مشاغل و یا راندن توربین برای تولید برق استفاده می شود.
در این میان نقطه ضعف انرژی خورشیدی این است که فقط در طول روز می توان آن را تولید کرده و از سوی دیگر شرایط آب و هوای خاصی مانند ابری شدن آسمان یا بارش باران و برف بر تولید این انرژی تاثیر منفی دارد.
این ضعف بدان معناست که انرژی خورشیدی باید در کنار سایر منابع انرژی مورد استفاده قرار گرفته یا راهکاری برای ذخیره آن جستجو کرد تا بتوان از این طریق به یک منبع ثابت برق در همه ساعات شبانه روز دسترسی داشت.
با این حال، انرژی خورشیدی به عنوان یک شکل پاک، همه کاره و مقرون به صرفه از انرژی های تجدیدپذیر، قرار است جهان را در تسخیر خود درآورد. البته در حال حاضر پنل های خورشیدی تنها ۲.۷ درصد از برق جهان را تولید می کنند، اما انتظار می رود ظرفیت کل تولید انرژی خورشیدی در دهه آینده بیش از سه برابر شود.
مترجم: مهدی فلاحی پناه
منبع: sciencefocus
