English
مقدمه
انرژی خورشیدی ارزان تر و پایدارتر از نیروگاه های فعلی ما با سوخت زغال سنگ است، پس چرا ما این انتقال منابع انرژی را انجام نداده ایم؟ مقصر واقعی ابرها هستند که کنترل انرژی خورشیدی را دشوار می کنند. الکساندروس جورج توضیح می دهد که چگونه برج ها و صفحات خورشیدی برق ایجاد می کنند و چگونه دانشمندان در تلاشند تا سیستمی ایجاد کنند که حتی در هوای ابری نیز کار کند.
دلایل خوبی برای تغییرکامل به سمت انرژی خورشیدی داریم. در بسیاری از موارد ارزان تر است و قطعاً پایدارتر از وابستگی ما به نیروگاه های سنتی است که از منابعی مانند زغال سنگ استفاده می کنند، که در نهایت تمام خواهد شد.
پس چرا این گیاهان سنتی را با انرژی خورشیدی جایگزین نمی کنیم؟ زیرا یک عامل وجود دارد که انرژی خورشیدی را بسیار غیر قابل پیش بینی می کند: پوشش ابر. هنگامی که پرتوهای خورشید به سمت زمین حرکت می کنند، برخی جذب جو زمین می شوند، برخی دوباره به فضای خارج منعکس می شوند، اما بقیه به سطح زمین می رسند.
به مواردی که منحرف نشوند تابش مستقیم گفته می شود. به مواردی که توسط ابر منحرف می شوند، تابش پراکنده گفته می شود. به آن اشعه هایی که ابتدا قبل از رسیدن به سیستم انرژی خورشیدی توسط یک سطح، مانند یک ساختمان در نزدیکی منعکس می شوند، تابش منعکس گفته می شود. اما قبل از اینکه بتوانیم تأثیر ابرها بر روی اشعه خورشید و تولید برق را بررسی کنیم، بیایید ببینیم که این سیستم های انرژی خورشیدی چگونه کار می کنند. در ابتدا، ما برج های خورشیدی را بررسی می کنیم.
اینها از یک برج مرکزی تشکیل که توسط یک میدان بزرگ آینه احاطه شده اند و مسیر خورشید را ردیابی می کنند و فقط پرتوهای مستقیم را به یک نقطه از برج متمرکز می کنند، مانند یک ساحل مشتاق. گرمای تولید شده توسط این اشعه ها به قدری زیاد است که می توان از آن برای جوشاندن آب تولید کننده بخار که توربین سنتی را هدایت می کند و باعث تولید برق می شود استفاده کرد. اما وقتی می گوییم سیستم های انرژی خورشیدی، معمولاً در مورد فتوولتائیک یا پانل های خورشیدی صحبت می کنیم، سیستم هایی که معمولاً برای تولید انرژی خورشیدی استفاده می شوند
در پانل های خورشیدی، فوتون های تابش خورشید به سطح پانل برخورد می کنند و الکترون ها برای ادامه جریان الکتریکی آزاد می شوند. صفحات خورشیدی می توانند از انواع تابش استفاده کنند، در حالی که برج های خورشیدی فقط می توانند از تابش مستقیم استفاده کنند و این جایی است که ابرها اهمیت پیدا می کنند زیرا بسته به نوع و موقعیت آنها نسبت به خورشید، می توانند میزان تولید برق را افزایش یا کاهش دهند.
به عنوان مثال، حتی چند ابر کومولوس در مقابل خورشید می تواند تولید برق در برج های خورشیدی را تقریبا به صفر برساند، زیرا این وابستگی به اشعه مستقیم دارد. در صفحات خورشیدی، این ابرها باعث کاهش تولید انرژی نیز می شوند، البته نه به این دلیل که صفحات خورشیدی می توانند از انواع تابش استفاده کنند. با این حال، همه اینها به موقعیت دقیق ابرها بستگی دارد.
به دلیل انعکاس یا پدیده ای خاص به نام پراکندگی Mie، در واقع می توان اشعه های خورشید را توسط ابرها متمرکز کرد تا بیش از ۵۰٪ افزایش تابش خورشید به یک صفحه خورشیدی را ایجاد کند. اگر این افزایش احتمالی محاسبه نشود، می تواند به صفحه خورشیدی آسیب برساند. چرا این مهم است؟ شما نمی خواهید این درس فقط به دلیل عبور ابر از صفحه روی سقف شما متوقف شود.
در برج های خورشیدی، می توان از مخازن عظیم نمک یا روغن مذاب برای ذخیره گرمای بیش از حد و استفاده در صورت لزوم استفاده کرد، بنابراین به این ترتیب آنها مشکل نوسان تابش خورشید را کنترل تا تولید برق را هموار کنند. اما در مورد پنل های خورشیدی، در حال حاضر هیچ راهی برای ذخیره انرژی اضافی وجود ندارد.
در این هنگام است که نیروگاه های سنتی وارد می شوند زیرا برای اصلاح هر نوع نوسان در این نیروگاه های خورشیدی، برق اضافی از منابع سنتی همیشه باید موجود باشد. اما پس چرا این نیروگاه های سنتی فقط به عنوان پشتیبان استفاده نمی شوند، به جای اینکه ما انسان ها به آنها به عنوان منابع اصلی انرژی خود وابسته باشیم؟ زیرا برای یک کارمند در یک کارخانه هسته ای یا ذغال سنگ، غیرممکن است بسته به تعداد ابرهای آسمان یک دکمه را برای تولید برق بیشتر یا کمتر ایجاد کند.
زمان پاسخ به سادگی خیلی کند است. در عوض، برای رفع این نوسانات، همیشه مقداری برق اضافی از نیروگاه های سنتی تولید می شود. در روزهای آسمان صاف، ممکن است برق اضافی هدر رود، اما وقتی آسمان ابری غالب است، این چیزی است که شکاف را پر می کند. این همان چیزی است که در حال حاضر برای تأمین دائمی انرژی به آن وابسته هستیم.
به همین دلیل، بسیاری از محققان علاقه مند به پیش بینی حرکت و تشکیل ابرها از طریق تصاویر ماهواره ای یا دوربین هایی هستند که به آسمان نگاه می کنند تا انرژی حاصل از نیروگاه های خورشیدی را به حداکثر و اتلاف انرژی را به حداقل برسانند.
اگر بتوانیم این کار را انجام دهیم، شما می توانید از این ویدئو لذت ببرید که صرفاً توسط اشعه خورشید ساخته می شود، مهم نیست که آب و هوا چطور است. با این حال اگر خورشید می درخشد، ممکن است وسوسه شوید که بیرون بروید و به نوع دیگری به ابرها خیره شوید.
برای مشاهده منبع مقاله کلیک کنید
