بیم ها و امیدهای انرژی خورشیدی

بیم ها و امیدهای انرژی خورشیدی

سال ۱۳۹۶ با مجموعه ای از بیم ها و امیدها در زمینه کاربرد سیستم های خورشیدی در ایران رو به پایان است. بیم و امید جزء لاینفک هر کسب و کاری است و نمی توان صرفا به اتکای امید به کسب و کاری قدم نهاد مخصوصا اگر عاشق کارت باشی. به قول هاتف اصفهانی:

هرگزم امید و بیم از وصل و هجر یار نیست

عاشقم عاشق مرا با وصل و هجران کار نیست

لیکن آن چه که موجب دلسردی فعالان اقتصادی می شود تغییرات ناگهانی و تصمیمات کلان بدون کسب نظر از این فعالان است. به هر روی در سرمقاله این شماره نگاهی به این بیم ها و امیدها خواهیم داشت:

 

بیم های سال ۱۳۹۶:

  • افزایش ناگهانی قیمت ارز موجب شد تا محاسبات سودآوری و بازگشت سرمایه نیروگاه های فتوولتائیک نیاز به بازنگری مجدد داشته باشد.
  • ناکارآمدی نسبی ضریب تعدیل قیمت خرید تضمینی برای جبران تغییرات ناگهانی قیمت ارز. این ضریب در حال حاضر به صورت سالانه تعیین می شود و نیاز به بازنگری دارد.
  • زمزمه های افزایش حقوق ورودی گمرکی مدول خورشیدی از ۱۵ به ۳۲ درصد. البته بیم این افزایش بیشتر متوجه آن دسته از سرمایه گذاران نیروگاه های خورشیدی بود که قصد داشتند مدول های خورشیدی را از شرکت های سازنده خارجی وارد نمایند.
  • نگرانی ها در مورد کاهش احتمالی و ناگهانی و بدون خبر قبلی قیمت های خرید تضمینی در سال ۱۳۹۷٫ این کاهش، آخرین بار در سال ۱۳۹۵ اتفاق افتاده بود.
  • نگرانی ها در مورد پرداخت به موقع صورتحساب های برق تولیدی به مالکین نیروگاه های احداث شده. متاسفانه در سال ۱۳۹۶ شاهد مشکلاتی در این خصوص بودیم.
  • اخذ پروانه احداث توسط افرادی که حائز شرایط لازم برای اخذ مجوزهای فوق نبودند. این امر باعث اشغال ظرفیت برخی مناطق شد.

لیکن در کنار این بیم ها امیدهایی نیز برای سال آینده وجود دارد. ازجمله می توان به موارد زیر اشاره کرد:

 

امیدهای سال ۱۳۹۶::

  • افزایش قابل توجه نیروگاه های کوچک و بزرگ خورشیدی در نقاط مختلف کشور در سال ۱۳۹۶ که می تواند در صورت تداوم سیاست های حمایتی و برنامه ریزی صحیح با رشد بسیار بیشتری ادامه یابد.
  • افزایش آگاهی و اطلاعات تصمیم سازان کشور در خصوص استفاده از انرژی های تجدیدپذیر
  • فرهنگ سازی در سطح جامعه در خصوص شناخت بیشتر از کاربردهای انرژی خورشیدی
  • افزایش عوارض حمایت از انرژی های تجدیدپذیر در قبوض مشترکان برق، از ۵۰ ریال به ازای هر کیلووات ساعت، به هشت درصد از برق مصرفی در لایحه بودجه سال ۱۳۹۷
  • عدم افزایش حقوق ورودی گمرکی مدول خورشیدی از ۱۵ به ۳۲ درصد. به نظر می رسد که نهایتا این مبلغ به ۲۰ درصد افزایش یافت. این افزایش اندک احتمالا رضایت هر دو طرف یعنی وارد کنندگان و مونتاژ کنندگان مدول را به دنبال خواهد داشت.
  • جدیت تیم مدیریتی و کارکنان سازمان انرژی های تجدید پذیر و بهره وری انرژی برق ساتبا
  • حمایت های وزارت نیرو از توسعه انرژی های تجدیدپذیر
  • سرمایه گذاری شرکت های متعدد خارجی در نیروگاه های خورشیدی و کاهش ترس سایر سرمایه گذاران
  • ورود شرکت های متعدد ایرانی به حوزه ساخت و فروش تجهیزات و احداث نیروگاه های خورشیدی
  • ادامه روند کاهش قیمت سیستم های خورشیدی در جهان
  • ادامه روند افزایش راندمان تجهیزات خورشیدی در جهان
  • رفع برخی از ایرادات اولیه در قراردادهای خرید تضمینی برق تجدید پذیر و تلاش برای رفع سایر مواردی که در اختیار وزیر، هیئت وزیران و مجلس هستند.

 

نیروگاه خورشیدی یا تولید تجهیزات خورشیدی؟

نیروگاه خورشیدی یا تولید تجهیزات خورشیدی؟

گسترش کاربرد سیستم های فتو ولتائیک برای ایران حائز اهمیت بیشتری است یا تولید تجهیزات این سیستم ها؟

این سوالی است که جواب های متفاوتی به آن داده می شود. البته اختلاف نظر به طور کلی و در مرحله برنامه ریزی امری مطلوب است و نقد نظرات موجب پالایش ایده شده و نهایتا    می تواند به شرط رعایت اصول مباحثه منجر به اخذ نتیجه مناسب شود. اما آنچه که نامطلوب است سردرگمی سرمایه گذاران، دانشگاهیان، صنعت گران و … برای برنامه ریزی است.

با آن که گروهی توسعه نیروگاه های خورشیدی کشور را نشانه پیشرفت می دانند گروهی دیگر بر لزوم توجه به تولید تجهیزات به جای توسعه نیروگاه ها تاکید دارند. مهم ترین دلایل گروه دوم، عدم استفاده از تولیدات داخلی در توسعه نیروگاه های خورشیدی احداث شده، عدم به کار گیری نیروهای متخصص در طول دوره راه بری نیروگاه و ابهام در مزیت مستقیم این امر برای کشور است.

در این گزارش سعی می کنیم بدون جانب داری از گروه خاصی، به جنبه هایی از این موضوع در سطح بین المللی و ملی بپردازیم.

 

تکنولوژی های مرسوم فعلی

بر طبق آمار شکل زیر که از گزارش ژوئیه سال ۲۰۱۷ موسسه فرانهوفر اقتباس شده است تا پایان سال ۲۰۱۶ بیشترین سهم به میزان ۵/۵۷ درصد به نوع پلی کریستال اختصاص داشته و انواع مونو کریستال و لایه نازک با ۲/۲۰ و ۹/۴ درصد رتبه های بعدی را داشته اند. بنابر این سهم عمده بازار تا این زمان در اختیار مدول های فتوولتائیک نوع کریستالی است.

 

رصد تکنولوژی های نوین

در شکل زیر وضعیت بلوغ و تجاری سازی هر یک از تکنولوژی های فتوولتائیک نشان داده شده است. همانطور که مشاهده    می شود بسیاری از تکنولوژی های نوین فعلا در مرحله تست های آزمایشگاهی یا پروژه های پایلوت قرار دارند.

 

فرایند تولید مدول

در شکل زیر مراحل تولید مدول فتوولتائیک نشان داده شده است. این مراحل را به طور خلاصه می توان به کریستالیزاسیون، تولید سلول و مونتاژ مدول تقسیم بندی کرد. یکی از سوالات مهم در صورت ورود به زنجیره تولید مدول تصمیم گیری در خصوص مرحله مورد نظر است.

به طور کلی مشخصات هر یک از این سه مرحله به شرح زیر است:

کریستالیزاسیون: نیاز به سرمایه گذاری زیاد، زمان بر

تولید سلول: نیاز به سرمایه گذاری زیاد، نیاز به تجربه بالا

مونتاژ مدول: نیاز به سرمایه گذاری کمتر، زمان کوتاه تر

تاکنون بخش عمده فعالیت های انجام شده در داخل کشور در بخش تجاری،  بر مرحله سوم متمرکز بوده است. در حال حاضر در استان های خراسان رضوی، سمنان، یزد، اصفهان، کرمان و فارس شرکت هایی برای مونتاژ مدول یعنی تبدیل سلول به مدول احداث شده و در حال فعالیت هستند.

 

توزیع تولید سلول و مونتاژ مدول خورشیدی در کشورها

تولید سلول: عمده تولید سلول خورشیدی تا سال ۲۰۱۶ در چین و تایوان بوده لیکن پیش بینی می شود که در سال های آتی کشورهای جنوب آسیا و مخصوصا هند، سهم عمده ای در این امر داشته باشند.

مونتاژ مدول: بر طبق آخرین آمار سال ۲۰۱۶ میلادی، ۶۸ درصد از سهم تولید PV به کشورهای چین و تایوان اختصاص داشته است. نکته جالب در این آمار آن است که با آنکه احداث کارخانجات تولید سلول و مدول در چین در سال ۲۰۱۶ کاهش یافت لیکن این کشور اقداماتی را برای تولید این کارخانجات در کشورهای دیگر از قبیل ویتنام، مالزی و تایلند شروع نمود. روند احداث کارخانجات تولید PV در کشورهای اروپایی نیز روند کاهشی داشته است.

 


توزیع سیستم های فتو ولتائیک نصب شده در جهان

شکل های قبل در واقع نشان دهنده کشورهای تولید کننده مدول هستند. در شکل زیر درصد سیستم های فتو ولتائیک نصب شده در جهان تا پایان سال ۲۰۱۶ نشان داده شده است. همانطور که در بخش قبل دیدیم بخش عمده تولید سلول و موناژ مدول در چین و تایوان صورت می گیرد لیکن مطابق شکل زیر تنها ۲۶ درصد از ظرفیت نصب شده در این دو کشور است.

 

 

اسناد بالادستی کشور در زمینه انرژی خورشیدی

یکی از نکات مهم دیگر که در تصمیمات کلان و خرد تاثیر دارد سیاست های کلی و اسناد بالادستی کشور در زمینه انرژی های تجدید پذیر است. در ذیل بندهایی از اسناد ملی که به تجدید پذیرها اشاره دارند معرفی می شود.

سند چشم انداز بیست ساله و سیاست های كلی نظام جمهوری اسلامی ایران – ماده ۲-۳ بند ب ماده ۲-۳ بند ب: ايجاد تنوع در منابع انرژي كشور و استفاده از آن با رعايت مسائل زيست محيطي و تلاش براي افزايش سهم انرژيهاي تجديدپذير با اولويت انرژيهاي آبي.

نقشه جامع علمی کشور- بند ۳-۲: انرژی های تجدید پذیر در زمره اولویت های اصلی( الف) کشور قرار دارند.

قانون اصلاح الگوی مصرف: فصل دهم – ماده۶۱: وزارت نیرو موظف است به‌منظور حمایت از گسترش استفاده از منابع تجدیدپذیر انرژی، شامل انرژیهای بادی، خورشیدی، زمین‌گرمایی، آبی‌کوچک (تا ده مگاوات)، دریایی و زیست‌توده (مشتمل بر ضایعات و زائدات کشاورزی، جنگلی، زباله‌ها و فاضلاب شهری، صنعتی، دامی، بیوگاز و بیومس) و با هدف تسهیل و تجمیع این امور، از طریق سازمان ذی‌ربط نسبت به عقد قرارداد بلند مدت خرید تضمینی از تولیدکنندگان غیردولتی برق از منابع تجدیدپذیر اقدام نماید.

قانون اصلاح الگوی مصرف- فصل دهم- ماده۶۲: وزارتخانه‌های نیرو و نفت موظفند به‌منظور ترویج کاربرد اقتصادی منابع تجدیدشونده انرژی در سامانه‌های مجزای از شبکه از قبیل آبگرمکن خورشیدی، حمام خورشیدی، تلمبه بادی، توربین بادی، سامانه‌های فتوولتاییک، استحصال گاز از منابع زیست توده و صرفه‌جویی در هزینه‌های تأمین و توزیع سوختهای فسیلی، حمایت لازم را به صورت عمومی اعلام و از محل بودجه‌های مصوب سالانه خود یا منابع مذکور در ماده(۷۳) این قانون تأمین و پرداخت نمایند.

برنامه ششم توسعه – ماده ۵۰: دولت مکلف است سهم نیروگاههای تجدیدپذیر و پاک با اولویت سرمایه‌گذاری بخش غیردولتی (داخلی و خارجی) با حداکثر استفاده از ظرفیت داخلی را تا پایان اجرای قانون برنامه به حداقل پنج‌ درصد ظرفیت برق کشور برساند.

با فرض آنکه در سال هدف ظرفیت نیروگاه های کشور ۱۰۰ هزار مگاوات باشد، ۵۰۰۰ مگاوات باید از طریق نیروگاه های تجدید پذیر تامین شود. با آن که آمار دقیقی در خصوص برنامه ریزی هر نوع از نیروگاه تجدید پذیر در دسترس نیست لیکن پیش بینی می شود سهم نیروگاه های خورشیدی در حدود ۱۰۰۰ مگا وات باشد که با میزان نصب شده فعلی فاصله زیادی دارد.

سند ملی توسعه دانش بنیان انرژی های تجدید پذیر

این سند در ستاد راهبری اجرای نقشه جامع علمی کشور و شورای عالی انقلاب فرهنگی مصوب و جهت ابلاغ برای ریاست محترم جمهور به عنوان رئیس شورای عالی انقلاب فرهنگی ارسال شده است. برخی از مواد این سند عبارتند از:

ماده ۵ بند ۱: دستیابی به سهم ۱۰ درصدی نیروگاه های تجدید پذیر نسبت به کل ظرفیت نیروگاهی نصب شده در کشور در سال ۱۴۰۴

ماده ۵ بند ۷: افزایش میزان بومی سازی تجهیزات انرژی های تجدید پذیر به میزان حداقل ۸۰ درصد ارزش تجهیزات نصب شده در سال ۱۴۰۴

ماده ۵ بند ۸: دست یابی به سهم ۱۰ درصدی صادرات خدمات مهندسی و تجهیزات انرژی های تجدید پذیر نسبت به کل خدمات فنی مهندسی و تجهیزات انرژی های تجدید پذیر ساخت داخل

سند راهبرد ملی و نقشه‌ی راه توسعه‌ی فناوری‌های مرتبط با انرژی خورشیدی در ایران:

در راهبردهای توسعه فناوری این سند در بخش فتو ولتائیک که در سال ۱۳۹۴ توسط پژوهشگاه نیرو تدوین شد سه راهبرد کلان به شرح زیر پیش بینی شده است:

توسعه فناوری سیلیکونی کریستالی در داخل کشوراز طریق حمایت و تشویق صنایع توانمند داخلی به همکاری فعالانه با پیشگامان این فناوری در دنیا

توسعه فناوری های نسل نوین فتو ولتائیک از طریق توسعه درون زا و تکیه بر توان دانشگاه ها، مراکز تحقیقاتی و شرکت های دانش بنیان داخلی

توسعه فناوری فتو ولتائیک چند اتصالی از طریق توسعه درون زا و تکیه بر توان دانشگاه ها، مراکز تحقیقاتی و شرکت های دانش بنیان داخلی

 

در این نوشتار برخی از جنبه های فنی و غیر فنی مرتبط با توسعه سیستم های فتوولتائیک و به طور اخص تولید مدول های فتو ولتائیک مورد بررسی قرار گرفتند و اسناد بالادستی مرتبط معرفی شدند. بررسی این مطالب و نظرات تکمیلی شما می تواند به تصمیم سازی دقیق تر در خصوص عنوان این مطلب کمک کند.

 

 

آبگرمکن های خورشیدی

آبگرمکن های خورشیدی

نرخ های جذاب خرید تضمینی برق حاصل از تجدیدپذیرها و عدم توجه کافی به تولید حرارت از منابع تجدیدپذیر باعث شده تا این روزها اخبار کمتری از آبگرمکن های خورشیدی بشنویم. از طرفی سابقه نه چندان مطلوب کاربرد آبگرمکن های خورشیدی در سال های قبل در برخی روستاهای دور دست و قیمت پایین سوخت در این امر بی تاثیر نیست. در این مقاله کوتاه مروری بر وضعیت کاربرد آبگرمکن های خورشیدی در کشور خواهیم داشت.

 

 

 

 

اسناد بالا دستی در خصوص حرارت تجدیدپذیر:

بر طبق سند دانش بنیان انرژی های تجدیدپذیر که در خبرنامه شماره ۲ معرفی شد تا سال ۱۴۰۴ باید ۵/۱ درصد از حرارت مصرفی کشور از منابع تجدیدپذیر حاصل شود. بر طبق برآورد شرکت بهینه سازی مصرف سوخت کشور این سهم تقریبا معادل ۵ تا ۶ میلیون متر مربع سطح کلکتور خورشیدی است. سطح فعلی نصب شده بر طبق آمارهای غیر رسمی تقریبا ۳۰۰ تا ۴۰۰ هزار متر مربع است. بنابر این پتانسیل بالقوه بالایی برای رسیدن به هدف تعیین شده وجود دارد.

 

وضعیت تولید آبگرمکن های خورشیدی در ایران:

شرکت های تامین کننده آبگرمکن های خورشیدی در کشور را به طور کلی می توان به سه دسته شرکت هایی که تمام اجزاء را در داخل تولید می کنند، شرکت هایی که تمام تجهیزات را وارد می کنند و شرکت هایی که برخی اقلام را تامین و برخی را تولید می کنند تقسیم کرد.

در حال حاضر تکنولوژی تولید برخی از کلکتورهای صفحه تخت در داخل وجود دارد و چند شرکت در این زمینه فعال هستند. البته برای کلکتورهای صفحه تخت وارداتی حتی از کشورهای اروپایی نیز در برخی کاربردها بازار اندکی وجود دارد. در زمینه تولید کلکتورهای لوله خلاء نیز یک یا دو شرکت داخلی فعالیت هایی را شروع کرده اند لیکن بخش عمده کلکتورهای لوله خلاء از چین تامین می شوند. در مورد مخزن، تکنولوژی تولید آن در کشور وجود دارد لیکن تامین مخازن خاص یا تامین مخازن برای کاربردهای لوکس تر از خارج از کشور صورت می گیرد.

 

استاندارد آزمون کلکتورها و آبگرمکن های خورشیدی:

استانداردهای آزمون کلکتورها و آبگرمکن های خورشیدی در ایران ترجمه استانداردهای معادل ایزو هستند. برخی از استانداردهای مزبور ترجمه شده اند و به عنوان استاندارد ملی به کار می روند. لازم به ذکر است که استاندارد های آزمون کلکتورهای خورشیدی جزو استاندارد تشویقی هستند.

 

آزمایشگاه آزمون سیستم های خورشیدی حرارتی:

در سال ۱۳۹۵ اولین مرکز آزمون کلکتورها و آبگرمکن های خورشیدی در پژوهشگاه صنعت نفت احداث شد. این آزمایشگاه در حال حاضر به عنوان آزمایشگاه مورد تایید سازمان ملی استاندارد فعالیت می کند.

 

بازار آبگرمکن های خورشیدی در کشور:

در حال حاضر دولت مشوق مستقیمی برای استفاده از انرژی خورشیدی در تولید حرارت در دست اجرا ندارد. لیکن در قالب طرح موتورخانه، آبگرمکن خورشیدی نیز می تواند به عنوان یکی از راهکارها مطرح شود. همچنین در دستورالعمل استفاده ۲۰ درصدی از انرژی های تجدیدپذیر در ادارات دولتی، آبگرمکن های خورشیدی نیز می توانند به عنوان یکی از راهکارها مورد استفاده قرار گیرند. با هدف صیانت از جنگل های کشور، ادارات منابع طبیعی و آبخیزداری کشور نیز حمایت هایی را در این زمینه انجام دادند. در برخی روستاهای کشور، بنیاد مسکن نیز طبق توافقی که با تامین کنندگان آبگرمکن خورشیدی انجام داد تسهیلاتی را  برای خرید آبگرمکن خورشیدی به صورت قرض الحسنه به روستائیان می دهد.

پیش بینی می شود تولید حرارت مورد نیاز در فرایندهای صنعتی نیز در سال های آینده یکی از بازارهای رو به رشد برای آبگرمکن های خورشیدی باشد.

 

شرکت مهرتاب انرژی از هفتم تا نهم شهریور ماه یک دوره آموزشی با عنوان طراحی و انتخاب تجهیزات آبگرمکن های خورشیدی را برگزار می کند. علاقمندان برای کسب جزئیات بیشتر می توانند به لینک مربوطه مراجعه فرمایند.

تجدید پذیرها، آری یا خیر؟

یکی از مباحثی که گاهی در شبکه های اجتماعی و بحث های مرتبط با آینده انرژی مطرح می شود لزوم یا عدم لزوم پرداختن به انرژی های تجدید پذیر در ایران است. برای شفافیت بیشتر موضوع، بدون داوری در خصوص نظرات مخالفان و موافقان استفاده از انرژی های تجدید پذیر در ایران، لیستی از نظرات مزبور ارائه می شود.

برخی نظرات موافقان با استفاده از تجدید پذیرها:

  • صیانت از منابع سوخت های فسیلی: این بدان معنی است که با استفاده از انرژی های تجدید پذیر می توان از منابع سوخت های فسیلی به مدت طولانی تر استفاده کرد یا از این سوخت ها برای کاربردهای با ارزش بیشتر بهره برد.
  • تنوع بخشی به منابع انرژی: تنوع بخشی به منابع انرژی باعث امنیت بیشتر عرضه انرژی خواهد شد.
  • پتانسیل بالای کشور در منابع تجدیدپذیر: بر طبق آمار و اطلاعات موجود، ایران پتانسیل بالایی برای استفاده از انواع منابع انرژی تجدید پذیر، مخصوصا انرژی خورشیدی و انرژی بادی دارد. این امر توجیه پذیری استفاده از این نوع انرژی را افزایش می دهد.
  • تولید انرژی در نزدیکی محل مصرف: امکان تولید انرژی های تجدید پذیر در نزدیکی محل مصرف باعث کاهش اتلاف در شبکه های انتقال و توزیع می شود.
  • امکان بهره گیری مناطق دور از شبکه: انتقال انرژی به نقاط دور از شبکه منوط به صرف هزینه های سنگینی است. استفاده از انرژی های تجدید پذیر می تواند این هزینه ها را کاهش دهد.
  • کمک به حفظ محیط زیست جنگلی: استفاده از انرژی خورشیدی، مخصوصا آبگرمکن های خورشیدی می تواند باعث جلوگیری از قطع درختان و استفاده از آن ها به عنوان منبع تولید حرارت شود.
  • قدرت چانه زنی کشور در موضوع انرژی در سطح جهانی: در حال حاضر یکی از دلایل حرکت کشورهای دارای ذخائر سوخت های فسیلی به سمت انرژی های تجدید پذیر آن است که به تثبیت و تقویت موضع آن ها در مذاکرات انرژی کمک می کند.
  • کمک به کاهش انتشار گازهای آلاینده و گلخانه ای: استفاده بیشتر از انرژی خورشیدی منجر به کاهش استفاده از سوخت های فسیلی و آلاینده های ناشی از آن ها می شود.
  • اجرای تعهدات بین المللی: بر طبق تعهدات بین المللی، کشورهای جهان متعهد به کاهش انتشار گازهای گلخانه ای هستند. نمونه ای از این مورد، توافق پاریس است که در سر مقاله قبل به آن پرداختیم.
  • همسویی با قوانین بالا دستی: بر طبق قوانین بالا دستی از جمله برنامه ششم توسعه، دولت موظف به احداث ۵۰۰۰ مگاوات انرژی تجدید پذیر است که تاکنون تنها بخش بسیار کمی از آن محقق شده است.
  • همکاری تکنولوژیکی با کشورهای صاحب تکنولوژی و انتقال تکنولوژی: با توجه به تکنولوژی بالا و تحقیقات جدی در زمینه انرژی های تجدید پذیر، فعالیت در این زمینه موجب ارتباط با کشورها و صنایع صاحب تکنولوژی و ارتقای وضعیت علمی و فنی کشور در این زمینه می شود.
  • تولید شغل: بر طبق آمارهای مختلف موجود، استفاده از انرژی های تجدید پذیر موجب ایجاد مشاغل جدید و تخصصی می شود.
  • روند رو به کاهش قیمت تولید انرژی از انرژی های تجدید پذیر (grid parity): با توجه به آمارهای موجود، قیمت تولید انرژی از منابع تجدید پذیر رو به کاهش است. این امر موجب شده تا هم اکنون در برخی از کشورها، قیمت انرژی الکتریکی حاصل از تجدید پذیرها در برخی کشورها از قیمت رقیب اصلی آن یعنی انرژی حاصل از سوخت های فسیلی کمتر شود.
  • بخشنامه های مرتبط در کشور: در برخی بخشنامه ها و دستورالعمل ها، الزام به استفاده از انرژی های تجدید پذیر وجود دارد. این موارد، فضا را برای استفاده بیشتر از انرژی های تجدید پذیر فراهم می کند.
  • قیمت های خرید تضمینی جذاب در کشور برای انرژی الکتریکی حاصل از تجدید پذیرها

 

برخی نظرات مخالفان با استفاده از تجدید پذیرها:

  • وجود منابع غنی نفت و گاز در کشور: در کشوری مانند ایران که سرشار از منابع سوخت های فسیلی است استفاده از انرژی های تجدید پذیر چندان عاقلانه نیست.
  • به صرفه نبودن استفاده از انرژی های تجدید پذیر: هزینه اولیه تامین تجهیزات تولید انرژی حرارتی یا الکتریکی از منابع تجدید پذیر بسیار بالاتر از روش های مرسوم است.
  • بودجه محدود کشور و عدم لزوم صرف بودجه در زمینه تجدید پذیرها با توجه به نیاز های متنوع دیگر: با توجه به مشکلات و مسائل اقتصادی در کشور، به جای صرف هزینه در بخش تجدید پذیرها می توان این هزینه ها را صرف موارد مهم دیگر نمود.
  • مقایسه توان تولیدی یک نیروگاه بزرگ تجدید پذیر در مقایسه با توان تولیدی یک نیروگاه کوچک فسیلی: توان تولیدی یک مزرعه بزرگ خورشیدی یا بادی در قیاس با یک نیروگاه کوچک حرارتی فسیلی بسیار اندک است.
  • شغل حاصله بسیار محدود است: فرصت های شغلی ایجاد شده توسط انرژی های تجدید پذیر چندان قابل توجه نیستند.
  • تکنولوژی انرژی های تجدید پذیر در کشور موجود نیست: حرکت به سمت استفاده از انرژی های تجدید پذیر موجب وابستگی کشور به خارج شده، مگر آن که در زمینه مراحل اولیه زنجیره تولید تجهیزات فعالیت جدی صورت گیرد.
  • شغل های ایجاد شده در سطح دانشی نیستند: مشاغل ایجاد شده در کشوری مثل ایران با توجه به مورد قبل، در سطوح علمی فنی بالا نیستند و بیشتر در حد تکنسین می باشند.
  • تکلیف زائدات بعد از پایان عمر برخی تجهیزات: در خصوص تعیین تکلیف و نحوه امحا برخی تجهیزات مانند مدول های خورشیدی پس از پایان عمر آن ها ابهاماتی وجود دارد.
  • ابهام در انرژی مصرفی در فرایند تولید تجهیزات: وجود برخی سوالات در خصوص انرژی مصرفی در حین فرایند تولید تجهیزات از جمله فرایند تولید مدول های خورشیدی
  • طرح های ناموفق تجدید پذیر اجرا شده در کشور: به دلایل مختلف، برخی فعالیت های قبلی انجام شده در زمینه تجدید پذیرها در سال های قبل چندان موفق نبوده اند.
  • اول بهینه سازی بعد تجدید پذیر: بر طبق نظرات برخی مخالفان، اولویت در کشور ما با بهینه سازی مصرف انرژی است نه استفاده از تجدید پذیرها.

مصرف برق

در این روزهای گرم تابستانی صحبت های زیادی در خصوص افزایش قابل توجه پیک مصرف برق و لزوم صرفه جویی در ساعات پیک می شنویم. با توجه به اهمیت موضوع بر آن شدیم تا در این نوشته کوتاه مروری بر راهکارهای حل این مشکل داشته باشیم.

منحنی پیک مصرف برق در ۵ سال گذشته با درج روز و ساعت پیک در شکل زیر نشان داده شده است.

با بررسی این شکل می توان نتیجه گرفت:

  • پیک مصرف در ساعات عصر روزهای گرم تابستان به وقوع می پیوندد. بنابر این بخش عمده پیک بار ناشی از سیستم های سرمایشی است.
  • مقدار پیک هر ساله افزایش می یابد. این امر نشان دهنده استفاده روز افزون از سیستم های سرمایشی است.

به طور کلی روش های مدیریت مصرف را به دو دسته روش های مدیریت سمت عرضه و روش های مدیریت سمت تقاضا تقسیم بندی می کنند. تمرکز این نوشتار بر روش های مدیریت سمت تقاضا است.

روش های مدیریت تقاضا برای کاهش پیک مصرف برق در شکل بعد نشان داده شده اند.

 

 

  • بهینه سازی و کاهش مصرف انرژی با استفاده از تجهیزاتی با کارایی انرژی بالاتر یا ساختمان های کاراتر
  • مدیریت بار با تغییر شیفت های کاری از ساعات پیک بار به ساعات میان باری و کم باری
  • پیک سایی یا کاهش بار پیک با عدم استفاده از تجهیزات انرژی بر در ساعات پیک و یا استفاده از منابع انرژی جایگزین برای تامین بار در این ساعت ها

با وجود اهمیت هر سه مورد، در این نوشتار تنها به معرفی مختصر استفاده از منابع انرژی جایگزین برای تامین سرمایش (که سهم عمده ای در ایجاد پیک تابستانی دارد)می پردازیم.

یکی از تکنیک های جالب و نسبتا جدید برای تامین نیاز سرمایش در ساعت های پیک، سرمایش خورشیدی است. این روش ها به طور کلی به دو دسته تقسیم می شوند:

سرمایش خورشیدی الکتریکی: در این روش از برق تولیدی توسط مدول های فتو ولتائیک برای تامین الکتریسیته مورد نیاز سیستم های تبرید تراکمی استفاده می شود.

سرمایش خورشیدی حرارتی: در این روش از حرارت تولید شده توسط کلکتورهای خورشیدی حرارتی برای تامین حرارت مورد نیاز در سیستم تبرید جذبی با جاذب مایع، سیستم تبرید جذبی با جاذب جامد، سیستم دسیکانت مایع، سیستم دسیکانت جامد یا سیستم اجکتوری استفاده می شود.

برای اطلاعات بیشتر در خصوص این سیستم ها در دوره های سرمایش خورشیدی با ما همراه باشید.

انرژی های تجدید پذیر در جهان

انرژی های تجدید پذیر در جهان

گزارش وضعیت جهانی انرژی های تجدیدپذیر موسوم به REN21 که برای اولین بار در ۲۰۰۵ میلادی منتشر شد یکی از گزارش های قابل استناد در زمینۀ روندهای بازار، صنعت، و سیاست های انرژی تجدیدپذیر است. این گزارش هر ساله توسط شبکه سیاستی انرژی‌های تجدیدپذیر برای قرن بیست و یکم منتشر می شود. گزارش جدید ۲۰۱۷ این شبکه که عمدتا به وضعیت انرژی های تجدید پذیر در سال ۲۰۱۶ میلادی در هفته سوم خرداد ماه سال جاری منتشر شد. با توجه به اهمیت این گزارش برخی از نتایج آن در خبرنامه حاضر ارائه می شود. علاقمندان می توانند برای دریافت و دانلود گزارش کامل به لینک یا QR Code معرفی شده در انتهای متن مراجعه نمایند.

خلاصه وضعیت در پایان سال ۲۰۱۶ میلادی:

ظرفیت نصب شده انرژی های تجدید پذیر در سال ۲۰۱۶ نسبت به سال ۲۰۱۵ میلادی ۹ درصد افزایش یافت و به ۲۰۱۶ گیگا وات در پایان سال ۲۰۱۶رسید. البته این مقدار با احتساب نیروگاه های برق آبی بزرگ است. در صورتی که این بخش را از کل ظرفیت کم کنیم (معمولا برق آبی های بزرگ را در آمار تجدید پذیرها به حساب نمی آورند) ظرفیت نصب شده در پایان ۲۰۱۶ میلادی ۹۲۰ گیگا وات بوده است. در سال ۲۰۱۶ میلادی، برق خورشیدی ۴۷ درصد از کل ظرفیت نصب شده جدید را به خود اختصاص داد. رتبه بعدی با ۳۴ درصد به برق بادی اختصاص داشت.

نکته جالب توجه آن است که در سال ۲۰۱۶، نیروگاه های مبتنی بر انرژی های تجدید ۶۲ درصد نیروگاه های نصب شده در جهان یعنی سهمی بیشتر از نیروگاه های فسیلی جدید الاحداث را به خود اختصاص دادند.

در شکل زیر سهم منابع مختلف از تولید الکتریسیته در جهان در پایان  سال ۲۰۱۶ میلادی نشان داده شده است.

در شکل زیر ظرفیت سیستم های فتو ولتائیک نصب شده در جهان طی سال های ۲۰۰۶ تا ۲۰۱۶ نشان داده شده است. در سال ۲۰۱۶، ۷۵ گیگاوات سیستم فتو ولتائیک در جهان نصب شد. این میزان، بیشتر از توان نصب شده در ۵ سال قبل از آن بوده است.

 

سهم ده کشور برتر در این زمینه در شکل زیر نشان داده شده است:

 

یکی از نکات قابل توجه دیگر افزایش سهم سیستم های متصل به شبکه در قیاس با سیستم های مستقل از شبکه در سال های اخیر است. این امر در شکل زیر نشان داده شده است.

در خبرنامه های بعدی جزئیات بیشتری از این گزارش مورد بررسی قرار خواهند گرفت.

 

http://www.ren21.net/gsr-2017

 

آیا علاقمندید در وبینار آموزشی انرژی های تجدید پذیر ثبت نام کنید؟

لینک ثبت نام در وبینار:                              https://goo.gl/mc1E3W

لینک اطلاعات بیشتر در مورد وبینار:     http://mehrtabenergy.com/re

 

توافقنامه پاریس

توافقنامه پاریس

تصمیم رئیس جمهور آمریکا برای خروج از توافق نامه پاریس بار دیگر توجه همگان را به این موضوع جلب کرد. با توجه به اهمیت شناخت مفاد این توافق نامه قبل از نقد تصمیمات کشورها در این خصوص، بر آن شدیم تا در سرمقاله این شماره توضیحات مختصری در مورد توافق نامه پاریس ارائه نمائیم.
توافق نامه پاریس در ۱۲ دسامبر ۲۰۱۵ یا ۱۱ آذر ۱۳۹۴ برای مقابله با تغییرات اقلیمی و سرمایه گذاری در جهت اقتصاد کم کربن، توسط ۱۹۵ کشور در پاریس مورد توافق قرار گرفت.
هدف اصلی این توافق جهانی جلوگیری از افزایش دمای کره زمین و ایجاد تلاش برای محدود کردن دما نسبت به سطح آن قبل از صنعتی شدن است. علاوه بر این، توافقنامه مزبور برای تقویت توانایی مقابله و سازگاری با پیامدهای تغییرات اقلیمی نیز هدف گذاری شده است.

هدف این توافق جلوگیری از افزایش دمای زمین بیش از دو درجه سلسیوس در قرن جاری و تلاش برای محدودیت افزایش دما به زیر یک و نیم درجه سلسیوس نسبت به سطح آن پیش از صنعتی شدن است.

در صورت عدم تلاش برای اعمال این محدودیت‌ها، افزایش گرمایش زمین ممکن است مخاطراتی از قبیل بالا آمدن سطح آب درياها و كاهش منابع آب شيرين، تغييرات آب و هواي منطقه اي در عرض هاي بالا و میانی، تغيير در ميزان بارش باران و جهت وزش باد، افزايش بلاياي طبيعي مثل طوفان، گردباد و سيل، افزايش ميزان خشكسالي و توسعه مناطق بياباني، افزايش آلودگي هوا در برخي مناطق در اثر افزايش بادهاي گرم، اثر احتمالي بر گسترش بيماريهايي نظير مالاريا و برخی موارد ناشناخته دیگر را برای ساکنان کره‌ی زمین به همراه داشته باشد.
به طور کلی در خصوص واقعیت داشتن وقوع تغییر آب و هوا و شدت و ضعف آن در جهان مباحث گوناگونی وجود دارد، بسیاری از دانشمندان آب و هواشناسی معتقد به وجود تغییر آب و هوا هستند و برخی دیگر اعتقادی به وقوع تغییر آب و هوا ندارند؛ اما در خصوص گرمایش جهانی هیچ نظر مخالفی وجود ندارد و همه دانشمندان به اتفاق آن را پذیرفته اند لیکن در خصوص منشاء این امر اختلاف نظرهایی وجود دارد.
ایران نیز به عنوان یکی از ده کشور اول تولید کننده گازهای گلخانه‌ای جهان برای کاستن از میزان تولید گازهای گلخانه‌ای اعلام آمادگی کرده است. ایران سند مشارکت ملی خود را که به INDC موسوم است، بعد از تصویب هیات وزیران حدود یک ماه قبل از توافق‌نامه پاریس مطرح و اعلام کرد که می تواند میزان انتشار گازهای گلخانه ای خود را چهار درصد کاهش دهد. همچنین، ایران ابراز آمادگی کرده است که اگر تحریم‌ها به طور کامل برداشته شود این رقم به دوازده درصد افزایش یابد. توافق‌نامه مزبور بعد از تصویب هیئت وزیران در اختیار مجلس شورای اسلامی قرار گرفت. مجلس پس از بررسی توافق‌نامه در کمیسیون‌های گوناگون آن را در نیمه دوم سال ۱۳۹۵ مورد تصویب قرار داد.
در حال حاضر طبق آخرین اطلاعات، شورای نگهبان در حال بررسی این توافق نامه است. در صورت عدم جمع بندی در شورای نگهبان موضوع به مجمع تشخیص مصلحت نظام ارجاع خواهد شد. در صورت تائید نهایی، پیوستن جمهوری اسلامی ایران به توافق نامه پاریس از طریق تسلیم مستندات توسط وزارت امور خارجه به دبیرخانه کنوانسیون تغییرات آب و هوا صورت خواهد گرفت.
بر طبق توضیحات مدیر طرح ملی تغییرات آب و هوای سازمان حفاظت محیط زیست، برای این موافقت نامه جریمه یا تحت فشار قرار دادن کشوری که تعهدات را اجرایی نمی‌‌کند، مد نظر نیست.
همچنین رییس مرکز امور بین‌الملل و کنوانسیون‌های سازمان حفاظت محیط زیست بیان کرد که این توافق ‌نامه از سال ۲۰۲۱ میلادی اجرایی خواهد شد و تا قبل از آغاز این سال و طی چهار سال پیش‌رو پروتکل کیوتو همچنان نافذ و جاری است.

 

آیا علاقمندید در وبینار آموزشی انرژی های تجدید پذیر ثبت نام کنید؟

لینک ثبت نام در وبینار:                              https://goo.gl/mc1E3W

لینک اطلاعات بیشتر در مورد وبینار:     http://mehrtabenergy.com/re

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

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

 

در قسمت اول این مقاله برخی از کاربردهای انرژی خورشیدی در تولید برق و استفاده از آن در کشاورزی مورد بررسی قرار گرفتند. در این قسمت کاربردهای انرژی خورشیدی در تولید حرارت معرفی خواهند شد.

 

استفاده از انرژی خورشیدی برای تولید حرارت

از انرژی خورشیدی می توان برای تولید حرارت نیز استفاده کرد. در این روش، تابش خورشید باعث گرم شدن یک صفحه فلزی یا غیر فلزی و گرم شدن آن می شود. این حرارت می تواند به آب، هوا یا سیال دیگر انتقال یافته و باعث گرم شدن آن شود.

ساده ترین و مرسوم ترین کاربرد برای تولید حرارت، آب گرمکن خورشیدی است که برای گرم کردن آب به منظور شستشو، استحمام و … مورد استفاده قرار می گیرد. در شکل یک آبگرمکن خورشیدی که بر پشت بام گرمابه عمومی یکی از روستاهای کویر ایران نصب شده، نشان داده شده است.

در برخی کشورهای جهان مانند ترکیه و چین از این آبگرمکن ها تقریبا در اکثر منازل استفاده می شود. در ایران می توان از آبگرمکن های خورشیدی در مناطقی که فاقد لوله کشی گاز هستند به طور مستقل و در مناطقی که دارای گاز کشی هستند به عنوان پیش گرمکن آب مصرفی استفاده کرد. منظور از پیش گرمکن آن است که آب شهر یا آب ورودی می تواند ابتدا توسط آبگرمکن خورشیدی گرم شود. در صورتی که میزان گرمایش ناکافی بود، سیستم حرارتی مرسوم مانند پکیج یا شوفاژ می تواند دمای آن را تا میزان دلخواه افزایش دهد. به این ترتیب در مصرف انرژی به میزان قابل ملاحظه ای صرفه جویی می شود.

از نظر تئوری می توان از این سیستم ها برای گرمایش منازل و فضاهای صنعتی نیز استفاده نمود لیکن از نظر اقتصادی این روش برای همه کاربردها به صرفه نیست و باید به صورت موردی بررسی شود.


از حرارت تولید شده توسط انرژی خورشیدی نیز می توان به طور غیر مستقیم برای تولید برق استفاده کرد. شکل های زیر نیروگاه خورشیدی شیراز را نشان می دهد که در آن نور آفتاب بعد از تابیدن به آینه ها حرارت تولید می کند. این حرارت باعث بخار شدن آب می شود. سپس با عبور دادن این بخار از توربین ها برق تولید می شود. البته باید توجه داشت که این روش برای تولید برق در مقیاس خیلی کم اجرایی نیست و برای این موارد استفاده از سلول های خورشیدی توصیه می شود.

تولید حرارت توسط انرژی خورشیدی می تواند منجر به کاربردهای متعدد دیگر نیز شود.

به عنوان مثال، از حرارت تولید شده توسط خورشید، با تکنولوژی مشابه آنچه که در یخچال های نفتی به کار می رود می توان برای تولید سرما استفاده کرد. این روش توسط سازندگان مختلف در حال توسعه است لیکن قیمت آن هنوز قابل رقابت با روش های مرسوم تولید برودت نیست.

از کاربردهای مهم دیگر انرژی خورشیدی می توان به خشک کن های خورشیدی اشاره کرد. از خشک کن های خورشیدی در بسیاری از کشورهای جهان برای خشک کردن محصولات باغی، صیفی جات، ماهی و حتی چوب استفاده می شود. این خشک کن ها در انواع و طرح های مختلف برای محصولات گوناگون کشاورزی مورد استفاده قرار می گیرند. ساده ترین شکل خشک کن های خورشیدی نمونه هایی هستند که محصول به طور مستقیم یا غیر مستقیم توسط هوایی که گرم شده است خشک می شود. اما نمونه هایی هم وجود دارند که در آن ها از آبی که توسط خورشید گرم شده است برای گرم کردن هوا استفاده می شود. در شکل زیر نمونه ای از یک خشک کن خورشیدی نشان داده شده است.

 

با آن که به نظر می رسد با وجود منابع دیگر انرژی، خوراکپز خورشیدی کاربردی نداشته باشد اما واقعیت این است که بسیاری از مردم جهان هنوز به این روش غذای روزانه خود را آماده می کنند. حتی در برخی از نقاط دنیا مانند هندوستان مراکزی وجود دارند که روزانه غذای هزاران نفر را با استفاده از خوراکپزهای خورشیدی عظیم آماده می کنند.

 

نتیجه گیری

همانطور که در دیدیم، انرژی خورشیدی می تواند برای کاربردهای مختلف در بخش کشاورزی مورد استفاده قرار گیرد. لیکن به دلایل مختلف این کاربردها مغفول مانده اند و توجه کافی به آن ها صورت نمی گیرد. به نظر نگارنده، مهمترین دلایل این امر عبارتند از:

  • قیمت بالای برخی از تکنولوژی های استفاده از انرژی خورشیدی

البته مقایسه قیمت باید با در نظر گرفتن عوامل مختلف صورت گیرد و نمی توان در این خصوص یک نظر کلی ارائه کرد. به عنوان مثال استفاده از آبگرمکن های خورشیدی برای گرم کردن آب مصرفی واحدهای کشاورزی و صنعتی هم اکنون و حتی با قیمت های فعلی انرژی در کشور به صرفه است و دوره بازگشت سرمایه کوتاهی دارد. همچنین در مورد خشک کن های خورشیدی به دلیل سادگی ساخت، امکان استفاده از آن ها با قیمت بسیار مناسب وجود دارد.

البته در مورد تولید برق خورشیدی با استفاده از پانل های خورشیدی نمی توان با قطعیت این نظر را ارائه کرد. در این مورد فاصله از شبکه برق سراسری و موارد متعدد دیگر می توانند تاثیر گذار باشند. در برخی موارد نیز بومی سازی تکنولوژی می تواند تاثیر زیادی در کاهش قیمت ها و به صرفه بودن استفاده از آن ها داشته باشد.

  • قیمت پایین حامل های انرژی

با وجود آنکه افزایش یا عدم افزایش قیمت حامل های انرژی موافقان و مخالفان خود را دارد اما همگان بر یک موضوع اتفاق نظر دارند و آن پایین بودن قیمت انرژی در ایران در مقایسه با بسیاری از کشور های دیگر است. بر این اساس می توان انتظار داشت که افزایش قیمت این حامل ها مسیر قبلی خود یعنی افزایش تدریجی را طی کند.

  • عدم شناخت کافی از تکنولوژی های موجود برای استفاده از انرژی خورشیدی و آموزش این موارد

شناخت تکنولوژی های استفاده از انرژی خورشیدی می تواند منجر به بسط و گسترش استفاده از این نوع انرژی شود. علاوه بر مسئولیت سنگینی که در این راستا بر عهده دولت است، متخصصین و رسانه ها نیز می توانند سهم قابل توجهی در این امر داشته باشند. به عنوان مثال ایجاد نمونه های کاربردی توسط دولت در اقصی نقاط کشور و آشنا کردن کشاورزان با این کاربردها به صورت عملی و همچنین آموزش اصول و کاربردهای انرژی خورشیدی در کشاورزی بسیار مفید است.

  • لزوم حمایت بیشتر و هدفمند از تولید یا استفاده از تکنولوژی های مبتنی بر انرژی های تجدید پذیر

به دلیل صیانت از منابع ملی و همچنین جلوگیری از آلودگی های زیست محیطی ناشی از سوخت های فسیلی، بسیاری از کشورهای جهان برنامه های بسیار جدی برای حمایت از تولید کنندگان و کاربران انرژی های تجدید پذیر دارند. با وجود آنکه در ایران نیز اقداماتی در این خصوص انجام شده است لیکن این برنامه ها در وهله اول باید بر مبنای یک نقشه راه مشخص انجام شوند. به عنوان مثال باید مشخص شود که کدامیک از انواع انرژی های تجدید پذیر برای کشاورزی کدام منطقه از کشور  و برای چه نوع کاربردی مناسب است. برنامه کوتاه مدت، میان مدت و دراز مدت کشور در این خصوص چیست. حمایت ها از کدام بخش ها و با چه ساز و کاری انجام خواهد شد. تنها در این صورت است که می توان انتظار آینده روشن برای استفاده از انرژی های تجدید پذیر در بخش کشاورزی را شاهد بود. در غیر اینصورت جمع همه فعالیت های خود جوش پراکنده و بدون هدف در این زمینه نتایج مطلوبی را به دنبال نخواهد داشت.

 

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)

 

مسیر حرکت زمین به دور خورشید چگونه است؟

مسیر حرکت زمین به دور خورشید

مسیر حرکت زمین به دور خورشید یا مدار گردش زمین دور خورشید به صورت یک بیضی است و زمین در یکی از کانون های این بیضی قرار دارد. بنابر این فاصله زمین از خورشید در هر لحطه از سال متفاوت است. فاصله متوسط زمین و خورشید که با AU نشان داده می شود ۱۰۱۱×۱٫۴۹۶ متر است. کم ترین فاصله زمین و خورشید در سوم ژانویه برابر AUx0.983 و بیشترین فاصله در چهارم ژوئیه ۱٫۷۰×AU است. همانطور که ملاحظه می شود نزدیک ترین فاصله زمین و خورشید در فصل تابستان نیست. پس دلیل افزایش شدت تابش در تابستان چیست؟ دلیل پیدایش فصل، زاویه ای است که محور زمین نسبت به صفحه گردش آن به دور خورشید دارد. مقدار این زاویه ۲۳٫۴۵ درجه است. در شکل ۱ این زاویه و برخی از مدارهای مهم در محاسبات خورشیدی نشان داده شده اند.

مسیر حرکت زمین به دور خورشید

شکل ۱  مدارهای کره زمین.

بنابر این با توجه به گردش زمین حول محور خود و حول خورشید، وضعیتی مشابه آنچه که در شکل ۲ نشان داده شده است به وجود خواهد آمد.
هم ادامه مطلب …