انرژی خورشید اشعه تابشی و گرمایی خورشید است که امروزه میتوان با روش های مختلف از جمله: نیروگاه های خورشیدی، صفحات فتوولتاییک، معماری خورشیدی، نیروگاه های نمک مذاب و... از آن استفاده کرد.
استفاده از انرژی خورشید در زمان های بسیار قدیم نیز برای سفالگری، روشن کردن آتشدان ها و ...نیز رایج بوده است. روش هایی مانند تکنولوژی سهموی خطی ، کلکتور خورشید، حرارت خورشید برای تولید برق، فناوری فتوولتاییک، گرمکن موتور حرارتی و موتور بخار خورشیدی از سالهای 1816 تا 1866 تقریبا شناخته شده بوده و مورد استفاده قرار میگرفته است. ولی مهمترین روایت تاریخی مربوط به داستان ارشمیدس است که با نصب تعداد زیادی از آینه ها بر روی یک پایه متحرک و متمرکز کردن انرژی خورشید ناوگان رومیان را به آتش کشید.
امروزه با صنعتی شدن جوامع ، افزایش جمعیت ، خطر اتمام انواع سوخت های فسیلی و مشکلاتی مانند آلودگی هوا ومحیط زیست، استفاده از انرژی خورشید که یک منبع انرژی پاک و تجدید پذیر به شمار می آید بیش از پیش اهمیت دارد. حجم بالای انرژی خورشید (پتانسیل سالیانه انرژی 1575- 49837 اگزا ژول (EJ)) این امکان را به کشور ها میدهد که برای تولید انرژی مورد نیاز در صنایع و مصارف مختلف تا سالهای آینده بر روی این صنعت سرمایه گذاری کنند. از طرفی دیگر به گفته دانشمندان پدپده فروپاشی خورشید حداقل تا ۵ میلیارد سال آینده رخ نخواهد داد. با توجه به این موضوع میتوان گفت ما زمان کافی برای بهره برداری و استفاده از خورشید را داریم.
1) انرژی خورشید پایدار ترین منبع در جهان است.
2) استفاده و تبدیل انرژی خورشید به فناوری پیشرفته و پرهزینه در جهت استفاده در مسکن نیاز ندارد.
3) استفاده از انرژی خورشید به جای سوخت های فسیلی به خصوص در بخش صنعت و ساختمان به پیشرفت اقتصاد کشور ها کمک میکند.
از دو خاصیت انرژی خورشید می توان برای تولید الکتریسیته استفاده کرد. یکی از نور و دیگری از حرارت آن است. در نیروگاه های فتوولتاییک از نور خورشید و در نیروگاه های حرارتی از گرمای خورشید برای تولید برق استفاده می شود.
1) نیروگاه های فتوولتاییک
2) نیروگاه های حرارتی خورشیدی شامل:نیروگاه سهموی خطی، نیروگاه دریافت کننده مرکزی، نیروگاه استرلینگ، نیروگاه کلکتور فرنل
نیروگاه های فتوولتاییک: نیروگاه های خورشیدی فتوولتائیک مجموعه ای از مدولهای خورشیدی، تجهیزات کنترل توان و بار است که در آن انرژی الکتریکی مورد نیاز توسط منبع فتوولتائیک تامین میشود. سامانه های فتوولتائیک را می توان به دو دسته تقسیم بندی ککرد.مستقل از شبکه و متصل به شبکه
مزایای استفاده از سیستم های فتوولتاییک
1) با توجه به این که این سیستم اجزای متحرک ندارد، نگهداری از این فناوری بسیار آسان است.
2) به سوخت احتیاجی ندارد.
3) نصب این سیستم ها بسیار سریع و آسان است.
4) این فناوری به اشعه ما وراء بنفش و انواع آب و هوا مقاوم است.
5) می تواند در انواع سایزها مورد استفاده قرار گیرد.
6) استفاده از این سیستم می تواند به کاهش گاز های گلخانه ای و تشعشعات مضر کمک کند.
7) فناوری فتوولتاییک می تواند در طولانی مدت مورد استفاده قرار گیره.
نیروگاه سهموی خطی: اجزای این نیروگاه عبارتند از:کلکتور( متمرکز کننده، لوله دریافت کننده، فونداسیون و اسکلت فلزی کلکتور)، سیال ناقل حرارات، ردیاب خورشید، سیستم انتقال حرارت، تانک روغن، مبدل حرارتی، سیکل تولید توان، سیستم تامین انرژی از سوخت فسیلی و سیستم ذخیره انرژی
در این نیروگاه متمرکز کننده ها نور خورشید را بر روی لوله ها یدر یافت کنند متمرکز میکنند. سپس سیال در حال حرکت در داخل مبدل حرارتی حرکت می کند و آب را به بخار تبدیل میکند. آب و بخار به سیستم انتقال حرارت منتقل می شود تا به کمک توربین و ژنزاتور نیروی الکتریکی تولید شود.
نیروگاه دریافت کننده مرکزی: این سیستم متشکل از تعداد زیادی آینه های منعکس کننده است.پرتو های خورشید توسط این آینه ها بر روی برج بلندی که در این نیروگاه وجود دارد متمرکز میشوند. این انرژی توسط یک سیال که در داخل دریافت کننده حرکت میکند جذب می شود. سپس به سیستم آب و بخار منتقل می شود و بخار گرم برای استفاده در توربین تولید می شود.
نیروگاه استرلینگ: در این سیستم‌ها دیش‌های سهموی شکلی وجود داردکه نور خورشید را در نقطه ی کانونی بازتاب پیدا می کنند. از این طریق دمایی بالایی در حدود ۱۰۰۰ درجه در این نقطه ایجاد می شود. از طریق نصب یک سیستم رسیور و کلکتور این حرارت بالا جذب می شود و به صورت مستقیم یا غیر مستقیم به موتور استرلینگ منتقل می شود و فرآیند تولید برق می دهد.
نیروگاه کلکتور فرنل: دریافت کننده فرنلی نوعی از متمرکزکننده سهموی خطی است که در آن، پرتو‌های خورشید به جای اینکه مستقیماً به سطح سهموی برخورد کنند، از طریق تعدادی آینه تخت باریک به روی آن منعکس میشوند.
