رسانه های جهان، روز گذشته خبر دادند که چین ظرفیت تولید انرژی خورشیدی در این کشور را طی سال 2014 حدود 60 درصد افزایش داده و به 28 گیگاوات رسانده است.


بدین ترتیب، چینی ها در یک سال، بیش از 10 گیگاوات به ظرفیت شبکه انرژی خورشیدی کشور خود افزوده اند و این در حالی است که دولت پکن قصد دارد در سال 2015 نیز 15 گیگاوات دیگر به توان تولید انرژی خورشیدی در چین اضافه کند.

دی ماه امسال نیز هند طرح پیشین خود برای 19 میلیارد دلار سرمایه گذاری و افزایش ظرفیت تولید انرژی خورشیدی به 20 گیگاوات تا سال 2020 را اصلاح کرد تا در طرح جدید، 100 میلیارد دلار سرمایه گذاری برای دستیابی به ظرفیت تولید 100 گیگاوات برق تا سال 2022 پیش بینی شود.

اما رقابت برای توسعه انرژی خورشیدی در آسیا، تنها به هند و چین محدود نمی شود. دولت ژاپن نیز برنامه ای 700 میلیارد دلاری در دست دارد و امیدوار است تا سال 2035 میلادی، تا 35 درصد از کل منابع انرژی این کشور از خورشید تامین شود.

اما انرژی خورشیدی، اصولا چیست و چگونه می توان نور خورشید را به برق تبدیل کرد؟ چرا کشورهای قدرتمند جهان، می کوشند زیرساخت های انرژی خورشیدی را در کشورهایشان توسعه دهند؟ و بالاخره، ظرفیت های ایران برای گسترش این انرژی در کشور تا چه حد است؟ اینها پرسش هایی که است در مقاله حاضر بدان پاسخ داده خواهد شد.

** انرژی خورشیدی چیست؟


دانشمندان به طور سنتی، سه روش را برای بهره گیری از انرژی خورشیدی به کار برده اند:

الف – 'روش بشقاب های تخت' که در آن، سطح شفاف بشقاب ها، نور را به فلزی 'سیاه رنگ' منتقل می کند و نور خورشید این فلز را تا 80 درجه داغ می کند و از این گرما برای سامانه گرمایش آب یا گرمایش خانه استفاده می شود.

ب – 'روش گیرنده های کانونی' که در آن، شمار زیادی آینه، نور خورشید را روی یک نقطه در کانون، متمرکز می کند و حرارتی بین چندصد تا چند هزار درجه سانتیگراد به وجود می آورد. از این گرمای زیاد برای تولید برق استفاده می شود. روش گیرنده های کانونی به ویژه برای مناطق بیابانی و دارای فضای زیاد، مناسب است. تصویری از یک نیروگاه برق که به همین روش کار می کند را می توانید در گالری تصاویر ( بالا ی گزارش سمت چپ ) مشاهده کنید.

پ – 'روش سلول های خورشیدی' که در آن، مواد نیمه رسانا در معرض تابش فوتون های خورشیدی، برق تولید می کنند.

روش سلول های خورشیدی، در آغاز بسیار پرهزینه بود و از آن تنها در موارد ضروری، مانند تامین برق ماهواره ها استفاده می شد. اما با گسترش فناوری و استفاده از نیمه رساناهای مختلف، اکنون تولید برق به این روش هم مقرون به صرفه است و هم بازده سلول های خورشیدی به طرز چشمگیری افزایش یافته است.

سلول هایی که با 'آرسنید گالیوم' ساخته می شوند بین 26 تا 30 درصد بازدهی دارند. بازدهی سلول های ساخته شده از 'مونو کریستالین سیلیکون' هم 25 درصد است. هرچند انواع دیگری از نیمه رساناها با بازدهی حدود 20 درصد یا کمتر نیز برای ساخت سلول های خورشیدی به کار می رود.

روش سلول های خورشیدی، امروز محبوب ترین شیوه برای تولید برق خورشیدی است و کشورها بیشترین سرمایه را برای توسعه آن، اختصاص می دهند.

** اهمیت انرژی خورشیدی

انرژی خورشیدی از دو نظر مورد توجه کشورها قرار گرفته است. نخست آنکه خورشید، منبع رایگان انرژی است و اگر زیرساخت های این فناوری فراهم باشد، استفاده از برق خورشیدی بسیار بصرفه خواهد بود و نوسان بازار یا عوامل سیاسی و بین المللی در تامین آن دخالتی نخواهد داشت. دوم آنکه برق تولید شده از نور خورشید، یکی از پاکترین انواع انرژی ها شمرده می شود و برق نیروگاه های گازی از این نظر، به هیچ وجه، قابل مقایسه با نیروگاه های خورشیدی نیست.

هند با سه هدف 'روشنایی خانگی'، 'مصرف روستایی' و 'کاربرد کشاورزی' انرژی خورشیدی را گسترش می دهد. بر اساس طرح دهلی نو، تا سال 2022، باید 20 میلیون لامپ در این کشور با انرژی خورشیدی روشن شود. وزارت انرژی های نو و تجدیدپذیر نیز برای نصب صفحه های خورشیدی با کاربری خانگی، بین 30 تا 40 درصد یارانه می پردازد. از سوی دیگر، بسیاری از روستاهای هند هنوز برق کشی نشده اند و با زیرساخت های کنونی در شبکه برق هند، اصولا امکان برق کشی به 18 هزار روستا وجود ندارد. دولت به ویژه علاقمند است که این روستاها را به انرژی خورشیدی مجهز کند. در بخش کشاورزی هم دولت کاربرد سلول های خورشیدی برای برق رسانی به پمپ های آب را تشویق می کند. همین امروز، هزاران پمپ آب در صنایع کشاورزی هند با انرژی خورشیدی کار می کنند.

افزون بر این، استفاده از 'روش بشقاب های تخت' در ایالت بنگلور بسیار محبوب است و گرمایشی که از راه بشقاب های سقف خانه ها در این ایالت ایجاد می شود، با مصرف 200 مگاوات برق برابری می کند.

دولت ژاپن نیز با دو هدف 'کاربرد کشاورزی' و 'مصرف خانگی' انرژی خورشیدی را تشویق می کند. شهرک هوشمندی که با مدیریت شرکت پاناسونیک ساخته شده و به نام 'شهر هوشمند فوجیساوا' مشهور است، نمونه ای آرمانی از شهری است که در آن، نه تنها خانه ها برق خود را از انرژی خورشیدی به دست می آورند، بلکه خودروها و موتور سیکلت های برقی نیز به شهروندان کرایه داده می شود.

انرژی خورشیدی تقریبا 90 درصد از کل منابع انرژی های نو در ژاپن را تشکیل می دهد و از این نظر، ژاپنی ها در میان کشورهای صنعتی جایگاهی ویژه دارند. 'هوکایدو' که در نقشه ژاپن، همان سرِ اسبِ دریایی است، به دلیل جمعیت کم و فضای مناسب طبیعی، یکی از کانون های تاسیس نیروگاه های خورشیدی در ژاپن است. جالب اینجاست که هوکایدو، خود حدود 3 درصد از کل برق ژاپن را مصرف می کند؛ بنابراین برق تولید شده در این منطقه را باید به مناطق دیگر ژاپن منتقل کرد. قرار است تا اسفندماه امسال، یک باتری 60 مگاواتی در هوکایدو ساخته شود که بزرگترین باتری جهان خواهد بود. کار این باتری، ایجاد توازن در انتقال برق از هوکایدو به شبکه سراسری برق است.

ژاپن یکی از کشورهای پیشرو در صنعت ساخت سلول های خورشیدی به حساب می آید و اصولا نخستین صفحه های برق خورشیدی را نیز شرکت ژاپنیِ شارپ در سال 1963 به بازار عرضه کرد. ژاپنی ها تا پایان سال 2007 بزرگترین تولیدکننده صفحه های خورشیدی در جهان بودند. پس از آن، چین این عنوان را از آنِ خود کرد. اما شاید به زودی و با اجرای طرح های بلندپروازانه، بار دیگر ژاپن عنوان گذشته اش را به دست آورند.

ابعاد برنامه توکیو برای اختصاص 35 درصد از انرژی کشور به منابع خورشیدی، زمانی روشن می شود که بدانیم حدود 50 رآکتور اتمی ژاپن، اگر همزمان کار کنند، 30 درصد از برق این کشور را می توانند تامین کنند.

اما چینی ها علاوه بر دلایلی که در مورد هند و ژاپن صدق می کند، به یک دلیل دیگر نیز توسعه انرژی خورشیدی را دنبال می کنند و آن، تلاش برای مبارزه با مشکل آلودگی هوا در کلانشهرهای چین است.

** ظرفیت های ایران


درباره ظرفیت های ایران در توسعه انرژی خورشیدی، باید به دو نکته توجه کرد:

1 – نخست اینکه اگر ژاپن، چین و آلمان می توانند روی انرژی خورشیدی حساب کنند، ایران شایسته است حتی بیش از این کشورها به صنعت برق خورشیدی بپردازد. ساده ترین دلیل را می توانید در دو نقشه 'تابش جهانی سالانه' و 'تابش مستقیم سالانه' که در گالری تصاویر (بالای گزارش، دست چپ) موجود است، ببینید. در این دو نقشه، رنگ بنفش و سپس سرخ، نشانه کمترین تابش و رنگ زرد، نشانه بیشترین تابشِ خورشیدی است. همچنین نقشه ها نشان می دهند که در ایران، حدود 2 هزار کیلووات بر مترمربع تابش سالانه داریم که از میانگین جهانی بالاتر است.

بر اساس برآورد سازمان انرژی های نوی ایران، وابسته به وزارت نیرو، اگر صفحه های خورشیدی را در زمینی به مساحت 100 کیلومتر در 100 کیلومتر بچینیم، برق حاصل از آن، با کل برق مصرفی ایران در سال 1389 برابر خواهد بود. البته که تاسیس نیروگاهی به مساحت صد کیلومتر در صدکیلومتر بسیار رویایی است، اما تاسیس یکصد نیروگاهِ یک کیلومتری چندان دور از ذهن نیست!

با توجه به ظرفیت های کویری ایران، برخی کارشناسان حتی از توان کشور برای صادرات برق به منطقه سخن گفته اند.

2- ایران برای تولید برق خورشیدی، برخلاف کشورهای بزرگ آسیایی، نیازی به هزینه های نجومی ندارد. اگر ژاپن برای توسعه زیرساخت های خورشیدی اش 700 میلیارد دلار هزینه می کند، دلیلش این است که این کشور، حدود 850 میلیارد کیلووات ساعت مصرف برق دارد. مصرف برق در ایران، حدود 200 میلیارد کیلووات ساعت است. افزون بر این، تعداد روزهای آفتابی در ایران، بسیار بیشتر از ژاپن است. در بیشتر مناطق ایران، سالانه حدود 300 روز آفتابی داریم که این، نیاز به گسترش کمّی نیروگاه های خورشیدی را کمتر می کند.

خبرگزاری آسوشیتدپرس در تیرماه 1393، از بودجه 60 میلیون دلاری دولت برای توسعه انرژی خورشیدی در ایران طی سال جاری خبر داد.

با این حال، به نظر می رسد فعلا برنامه انرژی خورشیدی روی توسعه در روستاهای دورافتاده ای متمرکز است که امکان گسترش شبکه برق را ندارند. طرح هایی مانند دعوت شهروندان در کلانشهرها برای خرید اقساطی تجهیزات خورشیدی نیز بیش از آنکه یک طرح اجرایی و قابل برنامه ریزی باشد، برنامه ای است که سرنوشت آن به تصمیم انفرادی شهروندان گره خورده است.


آنچنان که آمار وزارت نیرو نشان می دهد، فعلا بزرگترین نیروگاه خورشیدی ایران با ظرفیت 97 کیلووات در منطقه 'سرکویر سمنان' و دومین نیروگاه بزرگ خورشیدی با 30 کیلووات ظرفیت در شهرستان طالقان نصب شده است. با نگاهی به آمار کشورهای ژاپن، چین و هند، در می یابیم که این کشورها سالهاست که تعریفشان از نیروگاه خورشیدی، مجموعه ای است که دستکم ده ها مگاوات برق تولید کند و نیروگاه های چند کیلوواتی در این کشورها، تنها در مراکز تولید خصوصیِ برق یا در پارک های فناوری دیده می شوند.

سرمایه گذاری در صنعت برقِ خورشیدی، سرمایه گذاری برای استقلالِ انرژی است و کشورهایی که بتوانند زیرساخت های انرژی خورشیدی و شبکه برق خود را سریع تر گسترش دهند، در رقابت برای تولید برق و توسعه اقتصادی، یک گام جلوتر از رقیبانشان خواهند بود.