کاربرد انرژی های تجدید پذیر در کشاورزی – انرژی خورشیدی (قسمت اول)

کاربرد انرژی های تجدید پذیر در کشاورزی – انرژی خورشیدی (قسمت اول)
بر گرفته از مقاله چاپ شده در ماهنامه دام و کشت و صنعت /شماره  ۱۷۴ و ۱۷۵ / مهر و آبان ۱۳۹۳

 

مصرف روز افزون انرژی، کاهش پیوسته ذخائر سوخت های فسیلی و آلودگی های زیست محیطی ناشی از این نوع سوخت ها، استفاده از منابع انرژی جایگزین و پاک را ضروری ساخته است. بر طبق برآوردهای انجام شده، ذخائر سوخت های فسیلی در جهان به طور متوسط عمری در حدود ۱۰۰ سال خواهند داشت. البته این دوره در مورد نفت کمتر و در مورد ذغال سنگ بیشتر است. اما اگر فرض کنیم عمر ذخائر خیلی بیش از این هم باشد آلودگی های زیست محیطی ناشی از استفاده از این سوخت ها محدودیت هایی را در استفاده از سوخت های فسیلی ایجاد می کند. گرم شدن کره زمین در سال های اخیر و ادامه این وضع در سال های آینده می تواند اثرات جبران ناپذیری را برای حیات در این کره بوجود آورد.

از جمله راه های کاهش این اثرات می توان از بهینه سازی در مصرف انرژی و به کارگیری انرژی های تجدید پذیر نام برد. منابع انرژی تجدید پذیر یکی از جایگزین های مناسب برای سوخت های فسیلی هستند که علاوه بر دائمی بودن و اتمام ناپذیری، آلودگی بسیار بسیار کمتری نیز دارند. مهمترین انواع انرژی های تجدید پذیر عبارتند از انرژی خورشیدی، انرژی باد، انرژی آب، انرژی امواج دریا، انرژی ناشی از جزر و مد، انرژی ناشی از زیست توده و انرژی زمین گرمایی.

در این نوشتار به اختصار کاربردهای انرژی خورشیدی در کشاورزی معرفی خواهند شد.

 

انرژی خورشیدی

کشور ما ایران در مقایسه با بسیاری از نقاط دیگر جهان دارای تابش خورشیدی مناسب است. در نقشه زیر میزان تابش در نقاط مختلف جهان نشان داده شده است و هر رنگ طبق توضیح زیر شکل نشان دهنده مقدار تابش و مناسب بودن استفاده از انرژی خورشیدی است. همانطور که در این شکل مشاهده می شود بیشتر نقاط ایران دارای تابش عالی و مناسب هستند. این در حالی است که میزان استفاده از انرژی خورشیدی در ایران در مقایسه با کشورهایی مثل آلمان که شدت تابش بسیار کمتری  دارند ناچیز است.


به طور کلی، از انرژی خورشیدی می توان برای تولید برق و حرارت استفاده کرد. تولید برق توسط سلول های خورشیدی و تولید حرارت توسط کلکتورهای خورشیدی صورت می گیرد. در بخش های بعدی به اختصار در مورد این دو کاربرد توضیح داده می شود.

 

استفاده از انرژی خورشیدی برای تولید برق

برای تولید برق از انرژی خورشیدی از سلول خورشیدی استفاده می شود. اگر تعدادی سلول خورشیدی را در کنار هم قرار دهیم به آن پانل خورشیدی می گویند. البته باید توجه داشت که برق تولید شده توسط سلول های خورشیدی برق مستقیم است.

برای استفاده از برق خورشیدی حالات زیر ممکن است:

استفاده از برق مستقیم تولید شده بدون ذخیره: این حالت با وجود سادگی و قیمت مناسب یک اشکال مهم دارد. وسیله برقی مورد استفاده تنها در شرایطی کار می کند که شدت تابش آفتاب کافی باشد. در عمل یکی از کاربردهای مناسب برای این امر استفاده از آن در تامین برق پمپ های آب کشاورزی است. در این حالت می توان در طول روز که شدت تابش آفتاب کافی است آب را به داخل مخزنی که در ارتفاع مناسب قرار دارد پمپ کرد. سپس می توان در مواقع لزوم از ارتفاع آب داخل مخزن برای به جریان در آوردن آن استفاده کرد.

استفاده از برق مستقیم تولید شده با ذخیره در باتری: در این حالت برای اطمینان از دسترسی به برق در شرایطی که شدت تابش نور خورشید اندک است، یا شب ها، باید از باتری برای ذخیره انرژی استفاده شود. مزیت عمده این روش امکان تامین برق در شرایطی با شدت ناکافی نور خورشید و عیب آن هزینه اولیه اضافی مورد نیاز ، هزینه نگهداری و هزینه تعویض باتری ها پس از پایان دوره کاری است.

تولید برق متناوب: یکی از اشکالات دو روش قبل آن است که تقریبا تمامی وسایل برقی که با آن ها سرو کار داریم با برق متناوب کار می کنند در حالی که برق تولید شده توسط سلول های خورشیدی از نوع مستقیم است. یکی از راه های حل این مشکل استفاده از وسایل برقی قابل کار با برق مستقیم است. متاسفانه این نوع وسایل برقی به آسانی در دسترس نیستند. راه حل دوم استفاده از یک اینورتر برای تبدیل برق مستقیم به برق متناوب است. البته در این حالت هزینه اینورتر به هزینه های قبلی اضافه می شود.

فروش برق خورشیدی: امروزه در بسیاری از کشورهای دنیا، از جمله ایران، این امکان فراهم شده است که برق تولید شده از انرژی های تجدید پذیر از جمله برق حاصل از انرژی خورشیدی با نرخ بیشتر از نرخ خرید آن در اختیار سازمان های توزیع برق قرار گرفته و از بابت آن در آمد حاصل شود. بنابر این یکی دیگر از کاربردهای این روش، تولید برق و فروش آن طبق مصوبات فوق است. البته باید توجه داشت که توجیه اقتصادی این امر باید در هر مورد به طور مجزا مورد بررسی قرار گیرد.

در شکل مجاور نمونه ای از یک گلخانه که در سقف آن از پانل های خورشیدی استفاده شده، نشان داده شده است. در این کاربرد، برق تولید شده می تواند به مصرف گلخانه رسیده یا به شبکه سراسری تغذیه شود. با توجه به اختلاف قابل توجه در قیمت برق شبکه سراسری و تعرفه خرید تضمینی معمولا مشترکان ترجیح می دهند که برق مورد نیاز را از شبکه خریداری نموده و برق خورشیدی تولید شده را به شبکه تزریق نمایند.

 

 

با طراحی مناسب یا استفاده از پانل هایی که بخشی از نور خورشید را از خود عبور می دهند می توان از نور خورشید در داخل گلخانه نیز استفاده نمود. تکنولوژی تولید پانل هایی که بتوانند بخش عمده ای از نور خورشید را از خود عبور داده و در عین حال برق تولید کنند نیز در حال توسعه است.

یکی دیگر از کاربردهای برق تولید شده از انرژی خورشیدی در کشاورزی، استفاده از آن برای تامین برق پمپ های آبیاری است. همانطور که قبلا توضیح داده شد، در این کاربرد می توان با حذف باتری، از منبع هوایی به عنوان محلی برای ذخیره آب در ساعات آفتابی استفاده کرد. البته در هر سیستم بنا به شرایط کاربرد باید طراحی مناسب صورت گیرد. در شکل زیر نمونه ای از یک سیستم پمپاژ خورشیدی نشان داده شده است.

 

 

از کاربردهای دیگر برق خورشیدی می توان به استفاده از آن در آب شیرین کن های خورشیدی اشاره کرد. البته آب شیرین کن های خورشیدی به طور کلی به دو نوع حرارتی و الکتریکی تقسیم می شوند. متداول ترین آب شیرین کن خورشیدی الکتریکی، آب شیرین کن نوع اسمز معکوس است. در این روش، برق مورد نیاز پمپ سیستم توسط پانل های خورشیدی تامین می شود. دسته دیگری از آب شیرین کن های خورشیدی نیز وجود دارند که با استفاده از حرارت تولید شده توسط خورشید عمل می کنند.
یکی دیگر از کاربردهای جالب انرژی خورشیدی، استفاده از برق خورشیدی برای تولید برودت است. به عنوان مثال در شکل زیر نمونه ای از یک سردخانه کوچک خورشیدی نشان داده شده است. از این سیستم ها می توان برای سرد کردن محصولات دامی مانند شیر نیز استفاده کرد.

 

 

 

ادامه: کاربرد انرژی های تجدید پذیر در کشاورزی – انرژی خورشیدی (قسمت دوم)

 

0 پاسخ

دیدگاه خود را ثبت کنید

آیا تمایل دارید نظر خود را اعلام نمایید؟
در صورت تمایل نظر خود را در کادر زیر بنویسید.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *