برای افزودن متن مورد نظرتان اینجا کلیک کنید

انرژی های تجدیدپذیر

انرژی تجدیدپذیر انرژی‌ای است که از منابع تجدیدپذیر یا بازگشت‌پذیر به دست می‌آید و می‌توان آن را در مدت زمان کوتاهی توسط منابع طبیعی جایگزین کرد؛ مانند نور خورشید، باد، باران موج، جزر و مد و گرمای حرارتی زمین.

به گزارش گروه علم و فناوری خبرگزاری آنا_هانا حیدری؛ انرژی‌های تجدیدپذیر برای تامین انرژی در چهار زمینه مهم مورد استفاده قرار می‌گیرد: تولید برق، گرمایش یا سرمایش هوا و آب، حمل و نقل و خدمات انرژی روستایی.

براساس گزارش‌های ۲۰۱۶، ۱۹/۲ درصد از مصرف انرژی جهانی و ۲۳/۷ درصد از تولید برق در سال ۲۰۱۴ و ۲۰۱۵ از انرژی‌های تجدیدپذیر تامین شده است. از این میزان مصرف انرژی، ۹/۹ درصد از زیست توده سنتی، ۴/۲ درصد از انرژی گرمایی(زیست توده مدرن، گرمایش خورشیدی و حرارتی زمین)، ۳/۹ درصد از هیدروالکتریسیته و ۲/۲ از درصد برق از باد، انرژی خورشیدی، انرژی زمین گرمایی و زیست توده تامین شده است.

در سال ۲۰۱۵ مبلغ سرمایه‌گذاری روی انرژی‌های تجدیدپذیر در سراسر جهان به ۲۸۶ میلیارد دلار رسید و کشورهای همچون چین و آمریکا به شدت روی سوخت‌های زیستی، انرژی بادی، خورشیدی و آبی سرمایه‌گذاری کردند.

در سراسر جهان، ۷/۷ میلیون شغل مرتبط با صنایع انرژی تجدیدپذیر وجود دارد که صنعت فتوولتائیک خورشیدی بالاترین نرخ استخدام را دارد. در سال ۲۰۱۵، بیش از نیمی از ظرفیت‌های برقی جدید به صورت تجدیدپذیر نصب شده‌اند.

برخلاف منابع انرژی‌های دیگر، منابع انرژی خورشیدی در سراسر جهان وجود دارد. گسترش سریع انرژی تجدیدپذیر و بهره‌وری از آن منجر به امنیت تامین انرژی، کاهش تغییرات آب و هوایی و منافع اقتصادی شده است.

نتایج بررسی‌های اخیر نشان می‌دهد که انتشار گازهای گلخانه‌ای منجر به تغییرات آب و هوایی شد که این امر زمینه طراحی و ساخت فناوری‌های انرژی تجدیدپذیر جدید را فراهم کرد. در یک نظرسنجی بین‌المللی مشخص شد که مردم از گسترش منابع انرژی تجدیدپذیر مانند انرژی خورشیدی و بادی حمایت می‌کنند.

حداقل ۳۰ کشور جهان در حال استفاده از انرژی تجدیدپذیر هستند که بیش از ۲۰ درصد از انرژی مصرفی را تامین می‌کند. گزارش‌هاحاکی از آن است که بازارهای انرژی‌ تجدید پذیر طی دهه آینده گسترش خواهند یافت.

در حال حاضر کشور ایسلند و نروژ تمام برق مصرفی خود را از منابع تجدیدپذیر تامین می‌کنند و کشورهای بسیاری نیز برنامه دارند تا در آینده نزدیک به این هدف برسند و تنها از منابع انرژی تجدیدپذیر استفاده کنند. دولت دانمارک تصمیم گرفته است که تا سال ۲۰۵۰ تمام انرژی‌های مصرفی(برق، حرکتی و سیستم گرمایشی/سرمایشی) را از منابع انرژی تجدیدپذیر تامین کند.

بسیاری از پروژه‌های انرژی تجدیدپذیر در مقیاس بزرگ انجام می‌شوند و تکنولوژی‌های متکی بر انرژی‌های تجدیدپذیر جدید نیز مناسب استفاده در مناطق روستایی، دورافتاده و کشورهای در حال توسعه هستند.

انرژی‌های تجدیدپذیر قابلیت این را دارند که فقیرترین کشورها را به سطح بالایی از رفاه برساند. خروجی اکثر منابع تجدیدپذیر برق است که مزایای متعددی دارد: می‌توان برق را به گرما تبدیل کرد(که نسبت به سوخت فسیلی قادر به تولید گرمایی بیشتری است). همچنین می‌توان برق را به انرژی مکانیکی تبدیل کرد که بازدهی بالایی دارد و در حین مصرف آلودگی تولید نمی‌کند.

علاوه بر این، استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر کارآمدتر است و منجر به کاهش قابل توجهی در نیازهای اولیه انرژی می‌شود چراکه انرژی‌های تجدیدپذیر چرخه فشرده با تلفات زیاد ندارند(نیروگاه‌های فسیلی معمولا ۴۰ تا ۶۵ درصد تلفات دارند).

سیستم‌های انرژی تجدیدپذیر روزبه‌روز کارآمدتر و ارزان‌تر می‌شوند. سهم آنها در مصرفی کلی انرژی به‌سرعت در حال افزایش است. باتوجه به استفاده روزافزون از انرژی‌های تجدیدپذیر و گازهای پاک، پیش‌بینی می‌شود که مصرف زغال سنگ و بنزین تا سال ۲۰۲۰ پایان یابد.

به گفته آژانس انرژی بین‌المللی، جریان‌های انرژی تجدیدپذیر شامل پدیده‌های طبیعی مانند نور خورشید، باد، جزر و مد، رشد گیاه و انرژی زمین گرمایی می‌شود. انرژی تجدید پذیر حاصل فرآیندهای طبیعی و قابل بازگشت هستند.

انرژی تجدیدپذیر باید به طور مستقیم از منبع خود تامین شود برای مثال منشا‌ آن خورشید یا گرمای تولید شده از هسته زمین باشد. خورشید، باد، اقیانوس، آب، زیست توده، گرمای حرارتی زمین، سوخت زیستی و هیدروژن همگی از منابع تجدیدپذیر محسوب می‌شوند.

منابع انرژی تجدیدپذیر و بهره‌وری از این انرژی‌ها در همه مناطق جغرافیایی وجود دارد. استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر باعث کاهش آلودگی زیست محیطی می‌شود. از طرفی با کاهش آلودگی هوا سلامت مردم جامعه بهبود می‌‌یابد و این امر هزینه‌های بهداشتی را نیز کاهش می‌دهد.

انتظار می‌رود که منابع انرژی تجدیدپذیر به طور مستقیم یا غیرمستقیم از خورشید تامین می‌شوند، بتوانند تا یک میلیارد سال دیگر انرژی مورد نیاز انسان را تامین کنند.

تغییرات آب و هوایی و گرمایش زمین در کنار قیمت‌های بالای نفت و افزایش حمایت دولتمردان باعث شده است که قوانین، انگیزه‌ها و سرمایه‌گذاری‎های روی انرژی تجدیدپذیر بیشتر شود. هزینه‌ها، قوانین و سیاست‌های جدید به این صنعت کمک کرده است که به‌خوبی از پس بحران‌های مالی جهان بربیاید.

براساس گزارش‌های آژانس انرژی بین‌المللی طی ۵۰ سال آینده ژنراتورهای انرژی خورشیدی بخش اعظمی از برق مصرفی جهان را تامین خواهند کرد و انتشار گازهای گلخانه‌ای را به شدت کاهش خواهد.

از سال ۲۰۱۱، سیستم‌های خورشیدی کوچک برق چندین میلیون خانه را تامین می‌کنند. بیش از ۴۴ میلیون خانوار از بیوگاز (گاز زیستی) برای پخت و پز یا روشنایی استفاده می‌کنند و بیش از ۱۶۶ میلیون خانوار از اجاق گازهای زیست توده استفاده می‌کنند که بازدهی بیشتری دارند.

بیش از ۱۲۰ کشور سیاست‌های مختلفی را در رابطه با انرژی تجدیدپذیر اتخاذ کرده‌اند برای مثال اتحادیه اروپا قصد دارد تا سال ۲۰۲۰ حداقل ۲۰ درصد از انرژی الکتریسیته آنها از طریق انرژی‌های تجدیدپذیر تامین شود.

برخی از کشورها برنامه دارند که تمام انرژی‌های مصرفی خود را از طریق منابع انرژی تجدیدپذیر تامین کند. بیش از ۲۰ کشور غیراروپایی برنامه دارند تا سال ۲۰۲۰ الی ۲۰۳۰ سهم انرژی تجدیدپذیر مصرفی کشور خود را از ۱۰ تا ۵۰ درصد افزایش دهند.

مقدمه

امروزه به دلیل اهمیت انرژی های نو، ساخت موادی که توانایی تولید انرژی الکتریکی از منابع طبیعی را داشته باشد از اهمیت بسزایی برخوردار است. یکی از این منابع طبیعی نور خورشید است که با استفاده از سلول های فتوولتاییک به انرژی الکتریکی تبدیل می شود. لذا در سال های اخیر، مواد حساس به نور که در این سلول ها به کارمی روند، موضوع تحقیقات بسیاری را به خود اختصاص داده اند. سلول های خورشیدی اولیه بر پایه مواد نیمه رسانا شکل گرفتند، اما با گذشت زمان و به وجود آمدن نیازهای جدید، محققان به سمت طراحی سلول های خورشیدی نوین متمایل شده اند. یافته ها نشان داد که مواد پلیمری نیمه هادی توانایی جذب انرژی نورانی خورشید و تبدیل آن به الکتریسیته را دارا هستند و از طرف دیگر مزایایی چون انعطاف پذیری و قابلیت ساخت در ابعاد بزرگ را دارند، همچنین نسبت به سلول های خورشیدی سیلیکونی ارزانتر هستند که این امر سبب میشود بازدهی کمتر این سلول ها قابل اغماض باشد. مسئله اصلی در انواع مختلف سلول های خورشیدی، مسئله بازدهی است. بیش از یک دهه است که محققان در حال تحقیق روی افزایش بازده سلول های خورشیدی پلیمری هستند. دانشمندان همزمان با بهبود بازدهی، سعی در افزایش طول عمر و انعطاف پذیری این سلول های خورشیدی دارند.

یکی ازمهمترین چالش های  پیشرو در سال های اخیر، تأمین انرژی و یافتن منابع جدید انرژی است. سلول های خورشیدی یکی از این منابع انرژی است که به روش فتوولتاییک نور خورشید را به انرژی الکتریکی تبدیل می کند. سلول های خورشیدی پلیمری به دلیل سادگی ساخت، انعطاف پذیر بودن و قابلیت ساخت در ابعاد بزرگ، از مهمترین موضوعات تحقیقاتی در فناوری های نوین سلول های خورشیدی است که توجه بسیاری را به خود جلب کرده است. در این پژوهش به بررسی سیر پیشرفت های انجام شده در جهت کاهش محدودیت های کاربردی و همچنین چالشهای پیشرو در ساخت سلول های خورشیدی پلیمری پرداخته می شود.

کلمات کلیدی: سلول خورشیدی، پلیمر، گاف انرژی، اتصال ناهمگون توده ای

لینک دانلود مقاله :

http://foundation.aut.ac.ir/wp-content/uploads/3-foto.pdf