بخش زیادی از کره زمین را صحراها پوشاندهاند و انرژی خورشیدی هم رایگان در اختیار ماست. پس چرا کل بیابان ها را به پنل های خورشیدی مجهز نمیکنیم تا یکبار برای همیشه مشکل برق برطرف شود؟
هر روز دمای شنهای بیابان صحرای بزرگ آفریقا تا حتی ۸۰ درجه نیز میرسند. این بیابان بزرگ حدود ۹ میلیون کیلومتر مربع کشیده شده است و هر سال بیش از ۲۲ میلیون تراوات ساعت انرژی از خورشید دریافت میکند. این میزان ۱۰۰ برابر بیشتر از مصرف سالیانه انسانها است. وقتی تنها یک بیابان میتواند این همه انرژی دریافت کند، چرا یکبار دولتها با یک سرمایهگذاری کلان تمامی بیابان ها را به پنل های خورشیدی مجهز نمیکنند؟
مجهز کردن تمامی بیابان های کره زمین به پنل های خورشیدی نجاتبخش نیست
اول از همه بیایید با نحوه کار پنل های خورشیدی آشنا شویم. وقتی ذرات نور با انرژی کافی بهسطح پنل های خورشیدی برخورد میکنند، الکترونها از پیوندهای پایدار خود خارج میشوند. آنها تمایل دارند که مجدد به حالت پایدار اولیه خود بازگردند و در همین سفر کوتاه برق تولید میشود.
هرچند که پنل های خورشیدی تنها میتوانند با طول موجهای مشخصی از نور تعامل داشته باشند. بدینترتیب بیش از نیمی از نور دریافتی برای آنها کارایی نخواهد داشت. همچنین برخی از ذراتی که واجد شرایط هستند نیز پس از برخورد با سطح پنل، بدون اینکه الکترونی را جدا کنند، برمیگردند.
خوشبتانه در سالهای اخیر شاهد سرمایهگذاریهای هنگفتی در زمینه پنل های خورشیدی از سمت دولتها بودهایم. همین نیز باعث شده که دانشمندان و مهندسان بتوانند پنل های خورشیدی کارآمدتری را طراحی کنند. پوششهای ضدانعکاس و الگوهای خاص روی سطح پنل ها باعث شده که احتمال برخورد ذرات نور با الکترونها افزایش یابد.
این تکنیکها توانستهاند میزان بهینگی پنل های خورشیدی تجاری را از اعداد فوقالعاده پایین به ۲۵ درصد برسانند. حتی در برخی مدلهای آزمایشی نیز شاهد رسیدن به رکورد ۴۷ درصد هستیم. مهمتر از همه اینکه این پنل ها نسبت به یک دهه گذشته تا ۸۹ درصد ارزانتر شدهاند. البته این مورد بیشتر بهخاطر ایجاد زنجیرههای تامینی هستند که از همان مواد و فناوریهای مورد نیاز پنل های خورشیدی برای محصولات دیگر بهره میبرند.
همه اینها در کنار هم باعث شدهاند که انرژی خورشیدی به ارزانترین راه برای تامین برق تبدیل شوند و افراد زیادی پیشنهاد مجهز کردن بیابان ها به پنل های خورشیدی را بدهند. حتی چندی پیش شنیدیم که ژاپنیها روی دریا مزرعه خورشیدی میسازند. البته کشورهایی همچون هند، چین، مصر و آمریکا این پنل های جدید را در بیابان ها کارگذاشتهاند. وسعت این مزرعههای خورشیدی بین ۱۵ تا ۵۶ کیلومتر مربع است و وقتی خورشید در اوج خود باشد، میتوانند انرژی مورد نیاز صدها هزار نفر را تامین کنند.
هرچند که این مزارع نیز فوقالعاده داغ خواهند شد. در واقع آن دسته از ذرات نور که مناسب پنل های خورشیدی نیستند یا موفق به جدا کردن الکترون نشدهاند، بهصورت گرما جذب میشوند. همین گرما نیز کارایی پنل های خورشیدی در بیابان را کاهش میدهد. البته برخی از کشورها از فنهای بسیار بزرگ یا سیستمهای آبی برای خنککردن پنل ها و نگه داشتن آنها در دمای بهینه بهره میبرند، اما این راهها نیز مشکلاتی دارند.
اول از همه اینکه این سیستمها خود برق زیادی مصرف میکنند و دوم اینکه پنل های خورشیدی مستقر در بیابان ها خود مستعد جذب گرمای بیشتری هستند. این مسائل در مزرعههای خورشیدی فعلی مشکلساز نبودهاند؛ اما اگر بخواهیم بیابان صحرای بزرگ آفریقا را به پنل های خورشیدی مجهز کنیم، قطعا تغییرات بزرگی در آبوهوای منطقه ایجاد خواهد شد.
همچنین مزارع خورشیدی در ابعاد فعلی خود نیز اکوسیستمهای محلی را مختل کردهاند. حالا مزرعهای در ابعاد چندین میلیون کیلومتر را تصور کنید. خوشبختانه مجهز کردن بیابان ها به پنل های خورشیدی تنها گزینه ما نیست و برخی از بزرگترین مزارع خورشیدی جهان رویکرد جدیدی را در پیش گرفتهاند.
این رویکرد که آينههای غولپیکر نام دارد در نیروگاه نور مراکش مورد استفاده قرار گرفته است. این نیروگاه قرار است پس از خاتمه ۳۰ کیلومتر مربع از بیابان صحرای بزرگ را پوشش دهد و عملا یک نیروگاه برق خورشیدی متمرکز خواهد بود. مزرعه طوری طراحی شده که نور به یک دریافتکننده منعکس شود. سپس دریافتکننده نور را به گرما و گرما را به برق تبدیل کند.
این آینههای بزرگ نیز دمای اطراف را تا حد خطرناکی برای موجودات آن منطقه بالا میبرند؛ اما حداقل به منظره آسیب نخواهند زد. همچنین چون خنک شدن صفحه دریافتکننده مقداری طول میکشد، تولید برق حتی پس از غروب آفتاب نیز ادامه خواهد یافت.
البته چه دولتها به سراغ پنل های خورشیدی بروند و چه از آینههای غولپیکر استفاده کنند، میتوان مزارع صنعتی خورشیدی را بهراحتی با زیرساختهای کنونی هماهنگ کرد. اما در عوض منتقل کردن برق تولیدی آنها فراتر از شبکههای محلی دشوار خواهد بود. برخی از کشورها به اتصال شبکههای برق خورشیدی در سرتاسر جهان فکر میکنند و برخی دیگر نیز ذخیره کردن انرژی آنها در باتریهای غولپیکر را در نظر دارند.
هرچند که هر دو تکنیک اشاره شده بسیار گرانقیمت هستند و توجیه اقتصادی ندارند. بدتر از همه اینکه مجهز کردن بیابان ها به پنل های خورشیدی و استفاده از انرژی های تجدیدپذیر در ابعاد صنعتی میتواند برخی از معایب سوختهای فسیلی را داشته باشد.
با همه اینها بهنظر میرسد که مجهز کردن بیابان های کره زمین به پنل های خورشیدی کار درستی نباشد. هرچند که میتوان از اینگونه پنل ها در ابعاد مختلف استفاده کرد. گاهی ممکن است صرفا یک خانه انرژی مورد نظر خود را از خورشید تامین کند و گاهی نیز یک محله به این سو رو میآورد. خوبی این پنل ها این است که از بخشهای سادهای تشکیل شدهاند و خیلی راحت میتوان آنها را تعمیر یا بهروز کرد.