به گزارش سرویس ترجمه خبرگزاری ایمنا، انرژی خورشیدی یکی از حیاتی‌ترین منابع انرژی پاک به‌شمار می‌رود که همواره در حال پیشرفت است. هر نسل از مهندسان و متخصصان تغییری در نحوه بهره‌برداری، توزیع و ظاهر راهکارهای دریافت انرژی خورشیدی و تولید آن به انرژی‌های قابل‌استفاده توسط انسان می‌دهند. همه ساکنان یک شهر به‌دلیل محدودیت فضا یا قراردادهای اجاره، دسترسی به نصب خورشیدی شخصی ندارند. پروژه‌های خورشیدی جامعه‌محور یک رویکرد فراگیر است که به ذی‌نفعان متعدد اجازه می‌دهد در آرایه‌های خورشیدی مشترک سرمایه‌گذاری کنند. این مدل نه‌تنها دسترسی به انرژی تجدیدپذیر را دموکراتیک می‌کند، بلکه مشارکت جامعه و مالکیت جمعی منابع پایدار را نیز ترویج می‌دهد. در ادامه به بعضی از کاربردهای خلاقانه تولید انرژی خورشیدی اشاره می‌شود.
هنر خورشیدی
سال‌ها پیش، پنل‌های خورشیدی فقط به شکل مستطیلی بودند، اما امروزه هنرمندان و مهندسان با هم همکاری می‌کنند تا مجسمه‌های خورشیدی نوآورانه‌ای را طراحی کنند که خلاقانه، زیبا و کارآمدتر باشند. نمونه‌های هنر خورشیدی در سراسر جهان قابل‌مشاهده است و کشورهایی همچون دانمارک، چین و ایالات متحده آمریکا به این شاخه گرایش بیشتری نشان داده‌اند.
گل خورشیدی: یک شرکت آمریکایی گلی بزرگ و پیشرفته ساخته است که همچون ردیاب‌های خورشیدی، روی پایه‌ای متحرک قرار دارد که به آن امکان می‌دهد برگ‌هایی که از پنل‌های خورشیدی ساخته شده‌اند را به سمت خورشید بچرخاند و از این راه تولید انرژی خورشیدی را به حداکثر برساند. برگ‌ها همچنین با توجه به میزان نور خورشید، باز و بسته می‌شوند. «گل خورشیدی» در مؤسسه فناوری بنجامین فرانکلین در بوستون نصب شده و موجب جلب توجه دانشجویان و افزایش تمرکز آنها بر انرژی‌های تجدیدپذیر و اقدامات مؤثر برای آب‌وهوا شده است.
خورشید کوچک: یک مجسمه‌ساز آلمانی چراغ خورشیدی کوچک، سبک و قابل‌حملی به نام «خورشید کوچک» ساخته است که به‌عنوان گردنبندی جذاب اما کارآمد طراحی شده است. هدف او کمک به افرادی است که به برق دسترسی کمتری دارند، زیرا برق در کشورهای در حال توسعه اغلب کمیاب است. برخی افراد در کشورهای در حال توسعه به چراغ‌های نفتی برای روشنایی دسترسی دارند، اما سوزاندن نفت مواد سمی منتشر می‌کند که برای سلامتی انسان مضر است؛ خورشید کوچک راهی زیبا، سالم و رایگان برای دسترسی به نور فراهم می‌کند.
شکوفه‌های صوتی: یک هنرمند آمریکایی «شکوفه صوتی» را طراحی کرده که یک نمایش خورشیدی سرگرم‌کننده و جالب است که روبه‌روی مرکز علمی پسیفیک شهر سیاتل واقع شده است. فراتر از ماهیت زیبای مجسمه‌سازی، این گل‌ها قادر به ایجاد نمایش‌های نوری به همراه موسیقی هستند و در زوایا و جهت‌های مختلف قرار داده شده‌اند تا بازدیدکنندگان مرکز علمی بتوانند عملکرد گل‌ها را بر اساس جهت‌گیری‌شان نسبت به خورشید بررسی کنند.
تیم‌های ورزشی در مسیر انرژی خورشیدی
پارک فن‌وی، استادیوم گیلت و باغ تی‌دی در بوستون نخستین ورزشگاه‌های محلی هستند که پنل‌های خورشیدی را نصب کرده و از فناوری خورشیدی در تأسیسات ورزشی استفاده کرده‌اند.
انجمن ملی برگزارکننده مسابقات اتوموبیل‌رانی در ایالات متحده آمریکا نیز در مسیر تحول خورشیدی گام نهاده است. این رشته ورزشی به‌دلیل استفاده فراوان از سوخت‌های فسیلی ردپای کربن بالایی دارد و به‌طور معمول به‌عنوان ورزشی دوستدار محیط‌زیست در نظر گرفته نمی‌شود. به همین دلیل این انجمن یک مزرعه خورشیدی چند مگاواتی را بیرون پیست‌های معروف خود راه‌اندازی کرده است، همچنین راه‌هایی برای بازیافت مواد استفاده‌شده و آسیب‌دیده از خودروها پیدا کرده است.
عبادتگاه‌های خورشیدی
کلیساهای سراسر ماساچوست به جنبش نصب پنل‌های خورشیدی پیوسته‌اند. این عبادتگاه‌های مسیحیت با تولید انرژی پاک به سیاره و جامعه کمک می‌کنند، همچنین درآمد پس‌اندازشده از تولید برق را برای اهداف بهتر همچون کمک به افراد نیازمند استفاده می‌کنند.
پنل‌های خورشیدی شناور
مزارع خورشیدی به یک مکان بزرگ و پاکسازی‌شده نیاز دارند تا بتوان پنل‌های خورشیدی را به‌طور مؤثر در آن نصب و جهت‌دهی کرد. شرکت‌های مختلف سراسر جهان برای غلبه بر این چالش از سال ۲۰۱۰، مزارع خورشیدی شناور را روی منابع آبی راه‌اندازی کردند که مزایای فراوانی دارد: سایه پنل‌های خورشیدی دمای آب و در نتیجه میزان تبخیر را کاهش می‌دهد و به حفظ اکوسیستم‌های آبی در عصر گرمایش کره زمین کمک می‌کند، همچنین هزاران شغل را برای جوامع محلی ایجاد می‌کند.
ایستگاه‌های شارژ خورشیدی برای استفاده عمومی
فرماندار ماساچوست در سال ۲۰۱۶، طرحی را برای ایجاد ۱۳ ایستگاه شارژ تلفن همراه با انرژی خورشیدی در سراسر ایالت معرفی کرد. این ایستگاه‌ها در تأسیسات عمومی پر رفت‌وآمد بوستون قرار داده شدند و به عموم مردم اجازه می‌دهند حین استراحت، تلفن‌های همراه خود را به‌طور رایگان شارژ کنند. از آن زمان تأسیس این ایستگاه‌ها در شهرهای سراسر جهان گسترش یافته است.
انرژی خورشیدی حرارتی
توسعه‌دهندگان خورشیدی با استفاده از آینه‌های منعکس‌کننده، کوره‌های خورشیدی عظیم ایجاد می‌کنند که برای مصارف گرمایشی و تولید برق استفاده می‌شود. عملکرد سامانه‌های حرارتی خورشیدی متمرکز با پنل‌های خورشیدی معمولی فرق دارد و تابش خورشید را متمرکز می‌کند تا مایعی را گرم کند که برای راه‌اندازی یک موتور حرارتی یا یک ژنراتور الکتریکی استفاده می‌شود. دمای حاصل از این روش اغلب بالای هزار درجه سلسیوس، نزدیک به یک‌چهارم دمای سطح خورشید هستند.
صنایع سیمان، فولاد و دیگر صنایع به مقدار زیادی حرارت در فرایندهای تولیدی خود نیاز دارند که با استفاده از سامانه‌های حرارتی خورشیدی متمرکز، می‌توانند به آن دسترسی پیدا کنند و وابستگی خود به سوخت‌های فسیلی را کاهش دهند.
سایبان‌های خورشیدی
این سازه‌ها نه‌تنها سایه ایجاد می‌کنند، بلکه از انرژی خورشیدی برای تأمین انرژی تأسیسات مجاور نیز استفاده می‌کنند و آنها را برای اجرا در پارکینگ‌ها و فضاهای عمومی ایده‌آل می‌کند. آنها مزایای دوگانه راحتی و تولید انرژی را ارائه می‌دهند.
مبلمان خورشیدی تعاملی: بعضی از طرح‌های خورشیدی از فناوری برای تعامل با کاربر، از جمله نمایشگرهای لمسی برای به اشتراک‌گذاری اطلاعات یا تبلیغات، استفاده می‌کنند. این رویکرد کارکرد فضاهای عمومی را افزایش می‌دهد و در عین حال تعامل با راه‌حل‌های انرژی تجدیدپذیر را ارتقا می‌دهد.
فناوری‌های برتر سلول‌های خورشیدی
سلول‌های خورشیدی پروسکایت: سلول‌های پروسکایتی به‌دلیل بازدهی بالا و هزینه‌های تولید پایین‌تر، در حال نزدیک شدن به راندمان ۳۰ درصد هستند؛ پیشرفت‌های اخیر در ساخت و پایداری این سلول‌ها، آنها را برای تولید تجاری مناسب‌تر کرده است.
سلول‌های خورشیدی چندپیوندی: این سلول‌ها از مواد مختلف به‌صورت لایه‌بندی‌شده تشکیل شده‌اند تا طیف گسترده‌تری از نور خورشید را دریافت کنند و بازدهی بالای ۳۵ درصد را از ترکیب پروسکایت‌ها با سلول‌های سیلیکونی سنتی به دست آورند. این نوآوری هزینه ساخت پنل‌های خورشیدی را به میزان قابل‌توجهی کاهش می‌دهد.
سلول‌های خورشیدی فیلم نازک: نسل دوم سلول‌های خورشیدی هستند که از قرار دادن یک یا چند لایه یا پوشش نازک از مواد فتوولتائیک روی لایه‌ای از شیشه، پلاستیک یا فلز درست می‌شوند که سبک و انعطاف‌پذیر هستند و برای کاربردهای متنوع همچون پشت بام‌ها و خودروها مناسب‌تر هستند.
سلول‌های خورشیدی نقطه کوانتومی: این سلول‌ها از ذرات نانومقیاس برای جذب طول موج‌های وسیع‌تر نور استفاده می‌کنند و می‌توانند بازدهی بالای ۲۰ درصد و عملکرد خوب در شرایط نور کم را به دست آورند.
سلول‌های خورشیدی دوطرفه: این پنل‌ها که قادر به دریافت نور خورشید از هر دو طرف هستند، خروجی انرژی را به‌ویژه در محیط‌های دارای بازتاب به‌طور قابل‌توجهی افزایش می‌دهند.
پنجره‌های خورشیدی: پنل‌های خورشیدی شفاف در پنجره‌ها می‌توانند نور خورشید را به برق تبدیل کنند بدون اینکه منظره را مسدود کنند. مطالعات نشان داده است که این فناوری می‌تواند تا ۴۰ درصد از نیاز انرژی ایالات متحده را با استفاده از سطوح شیشه‌ای موجود تأمین کند.
پنل‌های خورشیدی عمودی: تحقیقات انجام‌شده در دانشگاه ام‌آی‌تی نشان می‌دهد که پنل‌های نصب‌شده به‌صورت عمودی می‌توانند تا ۲۰ برابر انرژی بیشتری نسبت به نصب‌های سنتی تولید کنند، زیرا در طول روز حتی هنگام طلوع و غروب نیز نور خورشید را دریافت می‌کنند.
نوآوری‌های قابل‌حمل و قابل‌پوشش
شارژرهای قابل‌حمل خورشیدی: این دستگاه‌ها برای علاقه‌مندان به فضای باز ضروری هستند و از پنل‌های تاشو و فناوری باتری پیشرفته برای ذخیره کارآمد انرژی بهره می‌برند.
کوله‌پشتی‌های خورشیدی: این کوله‌پشتی‌ها که مجهز به پنل‌های خورشیدی هستند، امکان شارژ دستگاه‌های الکترونیکی کاربران را حین حرکت فراهم می‌کنند و سبک زندگی پایدار را در جوامع ترویج می‌دهند.
چشم‌اندازهای آینده
سامانه‌های ترکیبی نیروگاه‌های خورشیدی متمرکز: سامانه‌های ترکیبی بهره‌وری و قابلیت اطمینان مزارع خورشیدی بزرگ‌مقیاس را بهبود می‌بخشد.
رنگ خورشیدی: این فناوری نوظهور هدف دارد تا سطوح را به گردآورنده‌های انرژی خورشیدی از طریق رنگ‌های ویژه‌ای تبدیل کند که می‌توانند برق را از نور خورشید تولید کنند.
نوآوری‌های مداوم در فناوری خورشیدی نه‌تنها افزایش بهره‌وری و کاهش هزینه‌ها را وعده می‌دهند، بلکه مسیرهای جدیدی را برای ادغام انرژی تجدیدپذیر در زندگی روزمره باز می‌کنند و نقش حیاتی در گذار به راه‌حل‌های پایدار انرژی ایفا خواهند کرد.
کاربردهای خلاقانه انرژی خورشیدی در شهرها
شهرها به‌طور فزاینده‌ای به لزوم استفاده از روش‌های خلاقانه برای بهره‌برداری از انرژی خورشیدی پی برده‌اند؛ با رشد جمعیت شهری، تقاضا برای انرژی افزایش پیدا کرده است و به شبکه‌های برق موجود فشار زیادی وارد شده است. با توجه به اینکه منابع انرژی سنتی منجر به افزایش انتشار گازهای گلخانه‌ای و آلودگی هوا می‌شوند، بنابراین ضروری است که شهرها به دنبال جایگزین‌های پایدار باشند تا تغییرات اقلیمی را کاهش دهند. انرژی خورشیدی راه‌حل مؤثری برای کاهش ردپای کربن و کاهش اثر جزایر گرمایی شهری است و می‌تواند محیط زندگی سالم‌تری برای شهرنشینان ایجاد کند.
فضاهای شهری استفاده‌نشده
مناطق شهری به‌طور معمول زمین باز محدودی دارند، اما دارای مساحت زیادی فضای استفاده‌نشده همچون پشت بام‌ها، پارکینگ‌ها و حتی اماکن متروکه هستند. استفاده از این مناطق برای نصب تجهیزات خورشیدی می‌تواند به‌طور قابل‌توجهی به تولید انرژی بدون نیاز به زمین ارزشمند کمک کند. به‌عنوان مثال، پشت‌بام‌ها می‌توانند ۱۵ تا ۳۵ درصد از کل مساحت زمین یک شهر را تشکیل دهند که فرصت قابل‌توجهی برای تولید انرژی خورشیدی است. مفاهیم نوآورانه همچون پارکینگ‌های خورشیدی و درختان خورشیدی به‌عنوان راه‌های مؤثر برای ادغام فناوری خورشیدی در مناظر شهری در حال گسترش هستند که در عین زیبایی و کارآمدی، به توسعه آنها کمک می‌کنند.
فتوولتاییک ادغام‌شده در ساختمان
فناوری‌های فتوولتاییک ادغام‌شده در ساختمان در شیوه تعامل ساختمان‌ها با انرژی خورشیدی دگرگونی ایجاد کرده‌اند. شهرها می‌توانند با ادغام پنل‌های فتوولتاییک به‌طور مستقیم در طراحی بخش‌هایی از ساختمان همچون نماها، تولید انرژی را به‌صورت یکپارچه به معماری خود اضافه کنند. این امر نه‌تنها جذابیت بصری سازه‌های شهری را افزایش می‌دهد، بلکه آنها را به تولیدکنندگان انرژی خودکفا تبدیل می‌کند.
ظهور شهرهای هوشمند بر لزوم سیستم‌های مدیریت انرژی کارآمد تأکید می‌کند که مصرف را بهینه می‌کند و ضایعات را کاهش می‌دهند. انرژی خورشیدی نقش حیاتی در این چشم‌انداز ایفا می‌کند و زیرساخت‌های هوشمند شهری همچون روشنایی خیابان‌ها و ایستگاه‌های شارژ خودروهای الکتریکی را تغذیه می‌کند. شهرها می‌توانند با استفاده از انرژی خورشیدی، تجربه‌های شهری متصل، پایدار و همچنین مقرون‌به‌صرفه ایجاد کنند.
نظر شما