بخشی از مقاله
چکیده
انرژی خورشیدی دارای بزرگترین قابلیت برای برآوردن نیاز جهان در آینده است و ایران نیز به دلیل دارا بودن حدود 300 روز آفتابی از نظر دریافت انرژی خورشیدی در مقایسه با جهان در رده بالایی قرار دارد. این در حالی است که سهم انرژی های پاک در سبد مصرف انرژی کشور کمتر از یک صدم درصد است. محدودیت منابع انرژی فسیلی و ایجاد آلودگی های زیست محیطی لزوم توجه به ساختمان ها به عنوان یکی از بزرگترین مصرف کنندگان انرژی و تولید گاز گلخانه ای به ویژه مسکن که سهم زیادی از ساخت و سازهای شهری را شامل می شود، مشخص می کند. در همین راستا اهداف این پژوهش محاسبه چگونگی جایگزین کردن انرژی فسیلی با انرژی پاک خورشیدی و در نتیجه کاهش تاثیرات محیطی و محاسبه بازگشت سرمایه راه اندازی نیروگاه خورشیدی خانگی به منظور ترغیب ساکنان و کارفرمایان انتخاب شد به امید آن که بخشی از وظیفه یک معمار که شالوده طراحی ساختمان را می نهند و تقریبا تمامی تصمیماتی را که مشخص کننده رفتار نهایی ساختمان در ارتباط با محیط است را پایه گذاری می کند، به انجام برسد. برای نیل به این هدف، به کمک داده های شرکت توزیع نیروی برق استان تهران، ماشین حساب های انرژی خورشیدی ناسا و شرکت های عرضه کننده پنل خورشیدی، تعداد پنل های موردنیاز هر واحد مشخص و بازگشت سرمایه آن در کمتر از 5 سال تخمین زده و در نهایت منجر به جلوگیری از تولید حداقل 750 کیلوگرم دی اکسید کربن توسط هر واحد به صورت سالانه شد.
.1 مقدمه
محدود بودن منابع انرژی فسیلی و مشکلات ناشی از انتشار گازهای گلخانه ای، توجه بیش از پیش به انرژی های تجدیدپذیر را بر همگان روشن و ضروری کرده است . با توجه به برخورداری از پتانسیل مطلوب و مناسب انرژی های تجدیدپذیر در کشور، توسعه منطقی این منابع ارزشمند و خدادادی موجه به نظر می رسد، چرا که از این طریق می توان در جهت اهداف توسعه پایدار نیز گام برداشت. منابع انرژی از مهمترین عوامل و عناصر توسعه پایدار هستند. داشتن انرژی مناسب عمده ترین عامل اقتصادی جوامع صنعتی پس از نیروی انسانی است چرا که انرژی پاک نیاز اساسی برای استمرار توسعه اقتصادی، رفاه اجتماعی، بهبود کیفیت زندگی و امنیت جامعه است. اگر انرژی به نحوی تولید و مصرف شود که توسعه انسانی را در بلندمدت در تمام ابعاد اقتصادی، اجتماعی و زیست محیطی تامین کند، مفهوم انرژی پایدار تحقق خواهد یافت، بر این اساس می توان گفت تامین انرژی پایدار ضرورت توسعه پایدار است. به همین دلایل، در سال های اخیر کشورهای مختلف پیشرفته و در حال توسعه توجه فزاینده ای به انرژی تجدیدپذیر - انرژی خورشید، باد، ژئوترمال و غیره - جهت ایجاد تنوع در استفاده از منابع انرژی و کاهش وابستگی به یک حامل انرژی و ملاحظات زیست محیطی برای دستیابی به انرژی پایدار معطوف داشته اند.
بالا رفتن قیمت سوخت های فسیلی، ملاحظات زیست محیطی، امنیت تامین انرژی، پیشرفت فناوری و توجیه اقتصادی در برخی موارد از جمله عوامل تعیین کننده آینده انرژی های تجدیدپذیر است. استفاده از انرژی های تجدیدپذیر و روشهای سازگار با محیط زیست برای تولید برق یکی از اولیت های امروز کشورهای توسعه یافته به شمار می رود؛ امروزه انرژی خورشیدی دارای بزرگترین قابلیت برای برآوردن نیاز جهان در آینده به عنوان یکی از منابع تجدیدپذیر است، بطوری که بیش از 220 هزار مگاوات برق تولیدی جهان توسط فناوری های خورشیدی در دو بخش فناوری های فتوولتاییک و فناوری های حرارتی خورشیدی تامین می شود. ایران به دلیل شرایط خاص جغرافیایی، ظرفیتهای زیادی برای استفاده از انرژی های برق آبی، بادی، خورشیدی، زمین گرمایی و زیست توده دارد و در صورت سرمایه گذاری های تازه می توان از این نعمت خدادادی به بهترین شکل بهره مند شد. کشورمان در منطقه ای واقع شده که با داشتن حدود 300 روز آفتابی از نظر دریافت انرژی خورشیدی درمیان نقاط مختلف جهان در بالاترین رده ها قرار دارد؛ لذا استفاده از انرژی خورشیدی به دلایل مختلفی مانند دسترسی آسان و سهولت تبدیل شدن به انرژی الکتریکی، سازگاری بامحیط زیست و تجدیدپذیری، ازمطلوبیت زیادی برخوردار است. محدودیت منابع فسیلی، رشد بالای مصرف سالانه انواع انرژی در ایران، خارج شدن کشورمان از جرگه صادرکنندگان نفت از اواخر قرن حاضر و بالطبع قطع درآمد های ناشی از صدور نفت سبب می شود که در صورت عدم برنامه ریزی و پیشرفت های لازم، روند توسعه کشور به طور جدی تحت تاثیرقرار گیرد. عدم کارایی فنی و اقتصادی و هدر رفتن حدود 55 درصد از کل انرژی در فرآیندهای مصرف و مشکلات فزاینده زیست محیطی ناشی از آن، ضرورت مدیریت مصرف و بالا بردن بازده و بهره وری انرژی را بیش از پیش آشکار می کند.
در ایران طی سال های اخیر ضرورت جای دادن انرژی پاک در سبد انرژی کشور، مورد توجه قرار گرفته است، اما نبود تخصیص اعتبارات کافی اجازه نداده تا نیروگاه های بزرگی احداث شود و این در حالی است که به اعتقاد صاحبنظران این حوزه، تمام نیاز برق ایران از طریق انرژی خورشیدی قابل تامین است. چنین ظرفیتی در کشور در حالی بدون استفاده مانده که تولید برق در ایران اعم از احداث و نگهداری نیروگاه ها و تولید برق، سالانه ده ها میلیارد دلار سوخت و درآمد ارزی کشور را می بلعد. "مصطفی ربیعی" مدیرکل دفتر آگاه سازی سازمان انرژی های نو ایران با بیان اینکه از نور خورشید هم با استفاده از صفحه های فتوولتائیک می توان برق تولید کرد، در مورد توانایی کشور برای تولید برق از انرژی خورشید، گفت: بنا به تحقیق یک شرکت آلمانی اگر در یک مسافت به اضلاع 100 کیلومتر در 100 کیلومتر نیروگاه خورشیدی در ایران احداث کنیم، امکان تولید 60 هزارمگاوات برق معادل نزدیک به کل مصرف کشور وجود دارد و برای این کار هم به 10میلیارد دلار اعتبار نیاز است. با این حال عددی که تاکنون به آن رسیده ایم 23 مگاوات برق از طریق سیستم های فتوولتائیک بوده است. گفتنی است در حالی برای تولید برق در کشور 65 میلیارد مترمکعب سوخت به ارزش 55 میلیارد دلار باید مصرف کرد که تامین برق از طریق انرژی های پاک با یک پنجم این رقم امکانپذیر است.
اگر ژاپن، چین و آلمان می توانند روی انرژی خورشیدی حساب کنند، ایران باید بسیار بیشتر از این کشورها به صنعت برق خورشیدی بپردازد. ساده ترین دلیل را می توان به دو علت تابش جهانی سالانه و تابش مستقیم سالانه خورشید در ایران دانست. نقشه های تابش خورشید در جهان نشان می دهند که در ایران، حدود دو هزار کیلووات برمترمربع تابش سالانه وجود دارد که ازمیانگین جهانی بالاتر است. ایران کشوری است که به گفته متخصصان این فن با وجود 300 روز آفتابی در بیش از دو سوم آن و متوسط تابش 5/4- 5/5 کیلووات ساعت بر مترمربع در روز، یکی از کشورهای با ظرفیت بالا در زمینه انرژی خورشیدی معرفی شده است. رییس ستاد محیط زیست و توسعه پایدار شهرداری تهران نیز در گفت وگویی اظهار داشت: سهم انرژی های نو در سبد مصرف انرژی کشور کمتر از یک صدم درصد است، در حالی که میانگین مصرف این نوع انرژی در جهان به بیش از 10 درصد رسیده است. به گفته علی محمد شاعری، تصویب لایحه توسعه انرژی های نو و تجدیدپذیر در شورای شهر تهران گامی مؤثر در افزایش مصرف این نوع انرژی ها و حفاظت از محیط زیست شهری است. وی با تاکید بر اینکه لایحه الزام شهرداری تهران به توسعه انرژی های نو و تجدیدپذیر، لایحه جامع و کاملی است، افزود: این لایحه به منظور کاهش آلودگی هوا و جلوگیری از تغییرات اقلیمی به شورای شهر تهران ارائه و به اتفاق آرا به تصویب رسید. رئیس ستاد محیط زیست و توسعه پایدار شهرداری تهران با تاکید بر این که مصرف انرژی های فسیلی علت اصلی آلودگی هوا و تغییر اقلیم است، اضافه کرد: استفاده از انرژی های نو و تجدیدپذیر موجب کاهش آلودگی هوا و انتشار گازهای گلخانه ای و همچنین کاهش وابستگی به نفت، حفظ محیط زیست و در نهایت منجر به توسعه پایدار می شود و از سویی رویکرد اصلی توسعه پایدار در دنیا تکیه برانرژی های نو و تجدیدپذیر اس. وی ادامه داد: در چنین شرایطی، سهم انرژی های نو در سبد مصرف انرژی در کشورهای دنیا به 10تا 15 درصد و در کشورهای اروپایی به 20 درصد رسیده و طبق افق 2050 میلادی، این برآورد به بیش از 50 درصد خواهد رسید.
روند پرشتاب رشد فناوری و تولید برق از انرژی های تجدیدپذیر حتی برای کارشناسان این حوزه هم غیرقابل تصور بود چنانچه کاهش قیمت مدول های فتوولتائیک بهای برق تولید شده در واحدهای خصوصی تولید انرژی خورشیدی در آلمان را برای صاحبان منازل و واحدها ارزان تر از برق معمولی کرده است. گفتنی است، انرژی خورشیدی از دو منظر 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 با صرفه 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. - گروه اقتصادی ایرنا، - 1394
.1-1 ضرورت انجام تحقیق:
- محدودیت منابع انرژی: منابع انرژی که مصرف می کنیم به ویژه انرژی فسیلی نامحدود نیستند.
- آلودگی زیست محیطی منابع انرژی: مشکلات محیط زیست جهان که در دهه 90 میلادی به صورت بحران های جهانی و اجتناب ناپذیر مطرح شد، نهایتا به انرژی وابسته است. بخصوص گرم شدن کره زمین ناشی از افزایش غلظت گازهای گلخانه ای دی اکسید کربن و متان و تاثیرات آن بر روی کاهش محصولات کشاورزی و تغییرات آب و هوایی و باران های اسیدی ناشی از اکسیدهای نیتروژن و اکسیدهای سولفور و غیره حاصل از احتراق سوخت های فسیلی که موجب آسیب به جنگل ها، دریاچه ها، مرداب ها و غیره می شوند. در میان گازهای گلخانه ای که موجب گرم شدن کره زمین می شوند، دی اکسید کربن بیشترین سهم را داراست.
- عوامل ذکر شده، لزوم توجه به طراحی مناسب ساختمان ها به عنوان یکی از بزرگترین مصرف کنندگان انرژی و تولید گاز گلخانه ای- به ویژه "مسکن" که بیش از 90 درصد ساخت و سازهای شهری را شامل می شود - و پیشنهاد روشی در طراحی برای دستیابی به طرح هایی همساز با محیط و انرژی کارا را برجسته می کنند و اکنون وقت آن است که پیش از وخیم تر شدن شرایط، همه از جمله معماران، به عنوان افرادی که شالوده طراحی ساختمان را می نهند و تقریبا تمامی تصمیماتی را که مشخص کننده رفتار نهایی ساختمان در ارتباط با محیط است را پایه گذاری می کنند، برخیزند و با ارائه راهکارها و پیشنهادات هم سو با اهداف جهانی برای کاهش تاثیرات محیطی به کارفرمایان و ساکنان ساختمان ها، رسالت خود را به بهترین نحو به انجام رسانند.
