درآمدزایی از آفتاب سوزان،

ایران می‌تواند قطب تولید برق خورشیدی شود/ آفتاب سوزانی که هم درد است و هم درمان

آفتاب سوزانی که این روز‌ها گرمایش ما را به ستوه آورده و مصرف برق کشور را افزایش داده می‌تواند منبع مهمی برای پول درآوردن کشور باشد.

کد خبر: ۶۹۹۸۵۷

يکشنبه - ۰۷ مرداد ۱۳۹۷ / July 29, 2018

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، قطعی برق این روز‌ها خیلی‌ها را کلافه کرده است. هرچند ایران به دلایل مختلف فراتر از استاندارد‌های جهانی برق مصرف می‌کند، اما افزایش نیاز به مصرف برق مسئله‌ای جهانی است. دغدغه‌ای که سال‌هاست توجه بسیاری از پژوهشگران را به خود معطوف کرده. افزایش بهره‌وری از نیروگاه‌های سوخت فسیلی، احداث نیروگاه‌های شکافت هسته‌ای و تلاش‌ها برای صنعتی کردن فناوری هم‌جوشی هسته‌ای از جمله این تلاش‌هاست. در این میان بهره‌برداری از انرژی خورشیدی راهکاری است که پیشرفت‌هایش بیش از دیگر رقیبان مورد توجه قرار گرفته.

نگاه همه به آسمان است
ایده بهره‌برداری از انرژی خورشید برای تولید برق اولین بار سال ۱۹۲۳ در آلمان مطرح شد. زمانی که بیشتر خانه‌های دنیا هنوز به شبکه برق متصل نشده بودند. طرحی که البته هیچگاه عملیاتی نشد، اما بذری را در ذهن محققان کاشت که حالا در قرن بیست یکم به نهالی امیدوارکننده بدل گشته است. هرچند سهم این انرژی در سبد تولید برق جهانی در مقایسه با سهم ۳۱ درصدی نفت، ۲۸ درصدی ذغال سنگ، ۲۸ درصدی گاز و حتی ۲/۵ درصدی برق‌آبی ناچیز است، اما در سال‌های اخیر توانسته رشد قابل توجهی در سبد منابع تولید برق داشته باشد.

گاردین سال گذشته در گزارشی اعلام کرد انرژی خورشیدی سال ۲۰۱۶ بیشترین رشد را بین منابع تولید برق داشته و به نقل از آژانس بین‌المللی انرژی‌های تجدیدپذیر، آینده استفاده از این منبع انرژی را بسیار امیدوار کننده دانست. این گزارش تأکید می‌کند انرژی خورشیدی در سال ۲۰۲۲ به مقام اولیفناوری‌های تجدید ناپذیر تولید برق تبدیل خواهد شد و کشور‌های زیادی برای تأمین برق از انرژی خورشیدی برای روزگار پسانفت سرمایه‌گذاری می‌کنند.

طراحی مفهومی اولیه برای تولید برق از انرژی خورشیدی
تولید برق از خورشید با استفاده از دو فناوری اصلی انجام می‌شود. سیستم‌های فتوولتائیک که با استفاده از سلول‌های خورشیدی مستقیما برق را به الکتریسته تبدیل می‌کنند و سیستم‌های CSP که با استفاده از آینه‌ها نور خورشید را در یک نقطه جمع کرده و از گرمای آن برق تولید می‌کنند.

بیابان‌ها دوست داشتنی می‌شوند
بیشتر نیروگاه‌های برقی دنیا تا امروز از کنار هم قرار گرفتن سلول‌های خورشیدی درست شده‌اند. بزرگ‌ترین آن‌ها نیروگاه تنگر (Tengger) چین با ظرفیت ۱۵۴۷ مگاوات است. آلمانی‌ها هم ۳۵/۶ درصد از برق‌شان را با همین فناوری تأمین می‌کنند.

بازدهی سلول‌های خورشیدی علاوه بر فناوری به کار رفته در آن‌ها تابعی از شرایط اقلیمی منطقه مورد استفاده است. با وجود این که اروپایی‌ها پیشرو در تکنولوژی‌های نوین سلول‌های خورشیدی هستند، اما کشور‌های خودشان مکان مناسبی برای نصب این سلول‌ها نیستند. آمار‌های اطلس جهانی تابش خورشید نشان می‌دهد مناطق مرکزی آفریقا، بخش‌هایی از بیایان‌های عربستان، استرالیا و بخش کوچکی از شیلی بهترین مناطق برای استفاده از سلول‌های خورشیدی در زمین هستند.

پروفسور مهران معلم، دانش آموخته فیزیک اتمی و سلول‌های خورشیدی از دانشگاه برکلی معتقد است کل برق مورد نیاز جهان را می‌توان از انرژی خورشیدی تأمین کرد. وی درباره ظرفیت تولید برق در صحرای آفریقا می‌گوید: «مجموع برق تولیدی جهان از همه منابع (سوخت‌های فسیلی، هسته‌ای، تجدیدپذیر و...) در سال ۲۰۱۵ حدود ۱۷/۳ تراوات بوده است. اگر ما نیروگاهی در ابعاد ۳۳۵ کیلومتر در ۳۳۵ کیلومتر، با سلول خورشیدی مدرن در صحرای آفریقا ایجاد کنیم، بیش از ۱۷/۴ تراوات برق تولید خواهیم کرد. این محدوده مساحتی معادل ۴۳ هزار مایل را در بر می‌گیرد. یعنی چیزی در حد ۱/۲ درصد از مساحت کل صحرا».

ایران یکی از مستعدترین کشور‌ها برای تولید برق خورشیدی است. همین آفتاب سوزان که این روز‌ها گرمایش ما را به ستوه آورده و مصرف برق کشور را افزایش داده می‌تواند منبع مهمی برای پول درآوردن کشور باشد. اطلس جهانی تابش خورشید نشان می‌دهد مناطقی از استان‌های کرمان، فارس و سیستان و بلوچستان تابشی نزدیک به آنچه درباره صحرای آفریقا گفتیم دارند. تابش خورشید در بیشتر مناطق ایران حدود دو برابر آلمانی است که بیشترین سهم از تولید برق از انرژی خورشیدی را به خود اختصاص داده است.

عربستان سعودی امسال اعلام کرد تا سال ۲۰۳۰ بزرگ‌ترین نیروگاه برق خورشیدی جهان را در مناطق کویری این کشور احداث می‌کند. نیروگاهی ۲۰۰ میلیون واتی (چیزی حدود چهار برابر کل مصرف برق ایران) که با همکاری چند کشور خارجی ساخته می‌شود. عمان و مصر دیگر کشور‌های خاورمیانه‌ای هستند که برای تولید برق خورشیدی سرمایه‌گذاری کرده‌اند.

گامی فراتر از سلول‌های خورشیدی
آن سوی کره زمین در صحرای نوادا محققان مشغول کار روی مدل دیگری از نیروگاه‌های برق خورشیدی هستند. تحقیقاتی که یکی دو سالی است نتایج قابل توجهی به دنبال داشته‌اند. سایت بیگ تینک (bigthink) در گزارشی از این نیروگاه با عنوان پیروزی نهایی انسان بر انرژی سوخت‌های فسیلی نام می‌برد. آینه‌هایی که مانند گل‌های آفتاب‌گردان متناسب با زاویه نور خورشید می‌چرخند و نور آن را در نقطه کانونی برج اصلی می‌تابانند. نوع خاصی از نمک که تا هزار درجه فارنهایت تحمل نگه‌داری گرما دارد در محفظه این برج قرار می‌گیرد تا واسطه تبدیل انرژی باشد. این نمک بر اثر گرمای این نور‌ها مذاب شده و وارد چرخه نیروگاهی می‌شود. از اینجا به بعد، سیستم کار شبیه به بقیه نیروگاه‌هاست. نمک‌های ذوب شده آب را بخار می‌کنند، بخار آب توربین را می‌چرخاند و آخرش هم تولید برق!

تفاوت اصلی این نیروگاه با دیگر سیستم‌های CSP در استفاده از همین نمک است. نمک به کار گرفته شده می‌تواند تا ۱۶ ساعت گرما را درون خود حفظ کند. قابلیتی که این نیروگاه را به یک سیستم شبانه‌روزی تولید برق تبدیل می‌کند. تولید برق در دیگر نیروگاه‌های خورشیدی محدود به ساعت‌های تابش آفتاب است و برای استفاده از آن‌ها در شب یا ایام ابری نیازمند باتری هستیم. ۱۰ هزار و ۳۴۷ قطعه آینه در این نیروگاه به کار رفته است و ظرفیت تولید برق آن ۵۰۰ هزار مگاوات در سال است. حدود دو برابر نیروگاهی مشابه با سلول‌های خورشیدی. شرکت تسلا اخیراً قرادادی با ایالت استرالیای جنوبی بسته است تا یک نیروگاهی با استفاده از همین تکنولوژی برای آن‌ها بسازد.

فرصتی که نباید از دست بدهیم
سازمان انرژی‌های تجدیدپذیر کشورمان چند روز پیش اعلام کرد نیروگاه‌های کوچک خورشیدی کشور در روز‌های پرمصرف و ساعات پیک عملکرد بسیار خوبی داشته‌اند. برآورد‌های متعددی از ظرفیت‌های ایران برای تولید برق خورشیدی مطرح شده است. برخی منابع می‌گویند این با سرمایه‌گذاری ۶۰ میلیارد دلاری می‌تواند یک سوم کل برق مورد نیازش را از این منبع تأمین کند. با این حال تا کنون اقدام جدی برای استفاده گسترده از این انرژی در ایران دیده نشده است. غفلتی که ممکن است ایران را از دسترسی به یکی از مهم‌ترین فناوری‌های مهم آینده دنیا عقب بیندازد.