اطلاعات‌محوربین‌المللیجهانعلمیفناوری

آیا می‌توان بستر صحرای بزرگ آفریقا را با صفحات خورشیدی پوشاند؟

در دنیایی زندگی می‌کنیم که در آن میزان انرژی موجود ۵ هزار مرتبه بیشتر از میزانی است که تمام گونه ما انسان‌ها در یک سال مصرف می‌کند. خوب است بدانید شن‌های صحرای بزرگ آفریقا هر روز به حدود دمای ۸۰ درجه سلسیوس می‌رسد. این صحرا با وسعت ۹ میلیون کیلومترمربع در سال، ۲۲ میلیون تراولت ساعت انرژی از خورشید دریافت می‌کند و این میزان یعنی ۱۰۰ برابر مقدار انرژی که بشر در سال مصرف می‌کند. پس سوال اینجاست که آیا پوشاندن صحرای بزرگ آفریقا با صفحات خورشیدی، مشکل انرژی بشر را حل خواهد کرد؟

صفحه خورشیدی زمانی فعال می‌شود که ذرات نور با انرژی کافی به صفحه خورده و الکترون‌ها را از پیوند‌های پایدارشان جدا کنند. همین الکترون‌ها در روند برگشت به پیوند پایدار، برق تولید می‌کنند، اما میزان انرژی تولید شده توسط هر صفحه محدودیت دارد. چیزی که در اینجا وجود دارد این است که صفحات خورشیدی فقط با برخی از طیف‌های اشعه نور خورشید واکنش نشان می‌دهند و لذا نیمی از نور دریافتی از خورشید بی‌مصرف می‌شود. حتی ذرات نوری که می‌توانند با آنها واکنش نشان دهند هم اغلب بدون برخورد با الکترون، از صفحات منعکس می‌شوند.

نکته جالب توجه اینجاست که به یمن تلاش دانشمندان، مهندسان و حمایت دولت‌ها صفحات خورشیدی بیش از پیش برق تولید می‌کنند. طراحی سطح و روکش این صفحات هم احتمال برخورد ذرات به الکترون را بالا می‌برد. همین راهکارها بهره‌وری صفحات خورشیدی را ۲۵ درصد ارتقا داده و باعث شده مدل‌های آزمایشی حتی تا ۴۷ درصد ارتقا یابند. البته این در حالی است که قیمت صفحات خورشیدی در دهه گذشته تا ۸۹ درصد کاهش پیدا کرده است؛ دلیل آن هم زنجیره‌های تامین و دیگر بخش‌‌هایی هستند که از همین فناوری استفاده می‌کنند.

بیشتر بخوانید
چای را به چه نحوی باید خورد که برایمان مفید باشد؟

همین عوامل انرژی خورشیدی را به منبعی ارزان برای تامین برق در جهان تبدیل کرده است. کشورهایی مثل چین، هند، مصر و آمریکا صفحات خورشیدی را در صحراها نصب کرده‌اند. مزارع آنها وسعتی ۱۵ تا ۵۶ کیلومترمربعی داشته و می‌تواند برق صدها هزار خانه را تامین کند، اما این مزارع ممکن است فوق‌العاده داغ شوند. میزان اشعه و نوری که سلول‌های خورشیدی منعکس و یا به شکل انرژی تبدیل نمی‌کنند، به شکل گرما جذب می‌شود و همین امر بهره‌وری صفحه خورشیدی را تعیین می‌کند.

خوب است بدانید سیستم‌های خنک کننده این مزارع برای حرکت دادن هوا یا باد به منظور خنک سازی و کاهش دما، انرژی زیادی مصرف می‌کنند. حتی با همین سیستم‌ها هم صفحه‌های خورشیدی صحرا بسیار بیشتر از محیط‌های شنی معمول، گرما جذب می‌کنند. این مسئله در حد مزارع عادی مشکل سازی نیست، اما اگر بخواهیم کل صحرای بزرگ آفریقا را با صفحات خورشیدی بپوشانیم، این امر می‌تواند به بروز تغییرات شدید در اقلیم منطقه منجر شود. ایجاد مزارع خورشیدی در شرایط فعلی نیز تغییراتی در جوامع محلی ایجاد می‌کند اما پوشش دادن منطقه‌ای به وسعت صحرای بزرگ آفریقا می‌تواند پیامدهای بسیار جدی و مهمی در منطقه داشته باشد.

خوشبختانه صفحات خورشیدی تنها گزینه در دسترس نیستند. برخی مزارع بزرگ جهان رویکرد تازه‌ای را انتخاب کرده‌اند، آن هم استفاده از آینه‌های غول پیکر است. به عنوان مثال نیروگاه نور در کشور مراکش که ۳۰ کیلومترمربع از مساحت صحرا را پوشانده، یک نیروگاه خورشیدی متمرکز است. در اینجا نور به روی نقطه‌ای بازتابیده می‌شود که آن را به گرما و سپس به برق تبدیل می‌کند. تغییر دمای ناشی از این آینه‌ها برای حیات وحش خطرناک است اما خوشبختانه تاثیر چندانی روی شرایط منطقه ندارند.

بیشتر بخوانید
چه شد که عملکرد کوبا در قبال ویروس کرونا در سطح جهانی قابل توجه شد؟

از آنجا که خنک شدن قطعات در این نیروگاه، زمان می‌برد، جالب اینجاست که این نیروگاه حتی بعد از غروب خورشید نیز برق تولید می‌کند. نکته قابل توجه دیگر این است که چه صفحه‌های خورشیدی روی زمین باشند یا خیر، مزارع خورشیدی به راحتی در زیرساخت موجود جابه‌جا می‌شوند اما رساندن برق آنها به شبکه‌ای ورای شبکه محلی، بسیار دشوار است.

نکته قابل تامل دیگر این است که برخی کشورها بر روی این مسئله که شبکه‌های برق کل جهان را به یکدیگر متصل کنند، کار می‌کنند. برقی که در طرح مذکور نیروگاه‌ها آن را در باتری‌های غول پیکر ذخیره و یا به گاز پاک تبدیل می‌کنند تا بعداً از آنها استفاده کنند. این فناوری‌ها هنوز آن قدر گران و غیربهره‌ور هستند که قابل اتکا کردن نیستند. البته باید به این نکته نیز توجه داشت که انرژی‌های تجدیدپذیر هم برخی مشکلات سوخت‌های فسیلی را در خود دارند، زیرا به فعالیت‌های مخرب حفاری و زنجیر توزیعی متکی هستند که تولید کربن می‌کند.

خوشبختانه انرژی خورشیدی در هر مقیاسی قابل تولید است؛ از نیروگاه‌های صنعتی تا مراکز کوچکتری که برق یک ساختمان یا یک جامعه روستایی را تامین می‌کنند. این منابع می‌تواند مکمل منبع انرژی موجود بوده و یا برای مناطق خارج از شبکه سراسری یک منبع انرژی جداگانه باشند. از آنجا که صفحه‌های خورشیدی، قطعات کمی دارند، نصب و بروزرسانی آنها ساده است. در واقع به دلیل همین سادگی است که انرژی خورشیدی در دهه گذشته بسیار ارزان و فراگیر شده است. پس اگر بخواهیم به نیاز فزاینده بشر در خصوص انرژی پاسخ بدهیم به هر دو گونه پاسخ‌های کوچک و بزرگ، نیاز داریم.

بیشتر بخوانید
با اولین هتل نامرئی ساخته شده در جهان آشنا شوید

 

بیشتر بخوانید: عربستان در راه تبدیل شدن به غول انرژی خورشیدی جهان

 

مهان صمدی طاری

جست‌وجو‌گر و تحلیلگری که سعی دارد با تمام استعدادها و توانایی هایش پیش از هر چیزی، انسان باشد. «دل مرنجان که ز هر دل به خدا راهی هست!»

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

فقط نام را وارد کنید. نیازی به ثبت ایمیل نیست.

4 × 2 =

دکمه بازگشت به بالا