با توجه به این که هر گونه فعالیت در جامعه بشری نیازمند مصرف انرژی است؛ با افزایش جمعیت و افزایش سطح زندگی در طول حیات بشر، نیاز روز افزون به منابع انرژی محسوس تر است.

منشا انرژی در جهان هستی انرژی حرارتی خورشید است به طوری که همه انواع انرژی امروزی به واسطه وجود انرژی حرارتی خورشید و تبدیل این انرژی و ذخیره سازی آن در قالب مواد انرژی زا به اشکال مختلف در جهان ذخیره شده است.

منشا انرژی مورد استفاده در درون بدن نیز انرژی خورشیدی است، زیرا از طریق فتوسنتز که نور و انرژی خورشید در آن دخیل است گیاهان به جذب دی اکسید کربن و تولید اکسیژن و همچنین تولید گلوکز می کنند و مورد استفاده انسان و حیوانات قرار می گیرند.

همه مواد غذایی با منشاء گیاهی یا حیوانی که وارد بدن انسان می شوند سرانجام به گلوکز و سپس به ATP تبدیل می شوند و به تامین انرژی سلولها در "میتوکندریها"ی سلولی می پردازند.

منشا انرژی در بیرون بدن انسانها و در محیط طبیعی زندگی انسانها نیز که در قالب انرژیهای تجدید ناپذیر و انرژیهای تجدیدپذیر هستند نیز انرژی خورشیدی است، زیرا انرژی فسیلی که از بقایای گیاهان و جانوران در میلیونها سال، تحت فشار و گرما و فعل و انفعالهای شیمیایی تولید می شوند منشا انرژی خورشیدی دارند.

با یک نگاه به نمودار زیر مشاهده می شود میزان سالانه توان در دسترس دنیا از طریق انرژی مستقیم خورشیدی با مقدار 23 هزار تراوات بیش از ده برابرکل انرژی در دسترس با منشا سوختهای فسیلی و غیرفسیلی است.  این در حالی است که میزان توان انرژی مصرفی فعلی دنیا حدود 16 تراوات در سال است.

در سیر تاریخ بشر پس از دستیابی به  منابع انرژیهای فسیلی، استفاده از این منابع انرژی به سرعت رشد کرد و منجر به تخلیه منابع محدود انرژیهای فسیلی در جهان شد (Resource Depletion) که علاوه بر آن، عواقب زیست محیطی استفاده از انرژیهای فسیلی با آسیب به اکوسیستم طبیعی کره زمین منجر به تخریب چرخه های طبیعی در این اکوسیستم شد.

از این رو بازگشت بشر به انرژی خورشیدی و به طور کل انرژیهای تجدیدپذیر به واسطه دو عامل فوق الذکر اتفاق افتاد و در حال رشد و تکامل است. البته به نظر می رسد نیاز روز افزون جامعه بشری به منابع انرژی و همچنینی محدودیت منابع تجدیدناپذیر در کنار مسائل راهبردی سیاسی، مالی و اقتصادی نیز در این رویکرد سهم به سزایی داشته باشد.

شاید در سال 1839 که نخستین استفاده از انرژی خورشیدی در جامعه علمی بشر توسط "بکرل" به عنوان اثر فتو ولتائیک مطرح شد دلایل یاد شده مدنظر نبوده اند اما به تدریج با رشد جامعه بشری و پی بردن به آنچه در جهان طبیعت در حال رخداد است انگیزه بشر به استفاده از انرژی خورشید تقویت شده است. شاید بتوان گفت که دهه دوم قرن بیست و یکم را به عنوان دهه شروع استفاده از" انرژی پاک " نامید.

شنهای گرم و نورانی

شن (سیلیسیم) به عنوان دومین ماده طبیعی موجود در هستی از نظر فراوانی است و ماده اولیه تولید سیلیکون بوده و با استفاده از فناوری صفحات خورشیدی، انرژی تابشی خورشید را به برق و روشنایی تبدیل می کند از این رو از این صنعت می توان به عنوان " شنهای نورانی" نام برد.

با نگاهی گذرا به تاریخچه بهره گیری از انرژی خورشیدی برای تولید انرژی الکتریکی، ملاحظه می کنیم که دوران بلوغ استفاده از این نوع انرژی پاک در دنیا فرار رسیده است و استفاد از این فناوری با عبور از مرز یک گیگاوات در سال 2000، امروزه به بیش از 30 گیگاوات در سال رسیده و صنعتی شده است. این رخداد در کنار کاهش قیمت استفاده از این فناوری به یک دلار به ازای هر وات، تاثیر به سزایی در توسعه آن داشته است.  

درباره استفاده از انرژی حرارتی خورشید در سال 2012 عمده افزایش استفاده از سیستمهای گرمایی خورشیدی (کلکتورهای خورشیدی) با 28 گیگاوات ظرفیت خالص، مربوط به کشور چین بوده است. این در حالی است که این رقم در سایر نقاط دنیا 5 گیگاوات بوده است.

ایران بی‌تردید یکی از بزرگترین کشورهای صاحب منابع انرژی در جهان است و همانطور که تجربه ایران و جهان در طول دهه های اخیر نشان می‌دهد اقتدار سیاسی و استقلال ملی و شکوفایی فرهنگی هر کشوری تابعی از رشد علمی، فنی و اقتصادی محسوب می‌شود که در عین حال بستگی مستقیم به عواملی نظیر انرژی و بهره‌وری انرژی مطلوب و استفاده بهینه از آن دارد.

ایران به لحاظ موقعیت جغرافیایی و برخورداری مناسب از تابش خورشید، که از 2.8 کیلووات ساعت بر مترمربع در روز در سواحل شمالی تا 5.4 کیلووات ساعت بر مترمربع در روز در مناطق جنوبی متفاوت است و با توجه به وجود ذخایر عظیم سیلیسیم که جزو اصلی ترین مواد اولیه در ساخت سیستمهای خورشیدی است ظرفیت بالایی برای بهره گیری از انرژی خورشید در قالب سلولهای فتوولتائیک و کلکتورهای خورشیدی دارد.

از این رو، زمینهای گسترده و بلااستفاده با محدودیت منابع آبی، حفظ محیط‌زیست و الزامات کاهش انتشار کربن، صرفه جویی انرژی و بهینه سازی مصرف آن، رشد روزافزون جمعیت، افزایش تقاضا برای گونه‌های مختلف انرژی، محدودیت منابع فسیلی، رشد مصرف انرژی در بخشهای غیرمولد نظیر بخشهای مسکونی و تجاری ضرورت استفاده از انرژی خورشید را برای تولید توان الکتریکی و یا بهره گیری از توان حرارتی آن، چند برابر افزایش داده است.

جای آن دارد با توجه به فراوانی مواد اولیه در کشور ما، برای توسعه این صنعت از طریق شرکتهای دانش بنیان و شرکتهای بزرگ صنعتی و دانشگاهها و مراکز تحقیقاتی به این صنعت ورود پیدا کرد تا نیازهای کشور در این زمینه را برآورده ساخته و همچنین بازارهای صادراتی به وجود آورد.

علیرضا مرادی
کارشناس بهینه سازی انرژی در بخش ساختمان شرکت بهینه سازی مصرف سوخت