بخشی از مقاله
چکیده
افزایش تقاضای انرژی، فنا پذیری سوخت های فسیلی، لزوم تنوع بخشی به منابع انرژی، ضرورت نیل به توسعه پایدار، ایجاد امنیت انرژی، مشکلات زیست محیطی ناشی از مصرف منابع آلاینده سبب شده اند بشر به جستجوی منابع انرژی پاک که از نظر پسماند مشکلی ندارند ، بپردازد.
مطالعات نشان میدهد آموزش در تمامی سطوح نقش بسیار مهمی در توسعه پایدار دارد؛ از میان انواع انرژیهای تجدیدپذیر با توجه به موقعیت جغرافیایی و شرایط جوی ایران، استفاده از انرژی خورشیدی بسیار مناسب به نظر میرسد زیرا با توجه به قرار گرفتن ایران در مدارهای 40-25 درجه شمالی، کشوری آفتابی بوده و از نظر دریافت میزان انرژی خورشیدی در شمار بهترین کشور های جهان قرار دارد.
نتایج بررسیهایی محقق در کتابهای آموزشی علوم در مقاطع ابتدایی و متوسطه اول و کتب شیمی و فیزیک و زمین-شناسی در متوسطه دوم مبین این نکته میباشد که تا حدود زیادی پیشنیازهای مربوط به ارائه این مباحث تا سال چهارم متوسطه دوم در رشتههای تجربی و ریاضی مطرح گردیده است، لذا با توجه به موارد مطرح شده لزوم توجه به آموزش سلولهای خورشیدی بیش از پیش در سیستم آموزشی کشور احساس میشود.
-1مقدمه
انرژی عامل اصلی رشد و توسعه اقتصادی است و همین امر باعث وابستگی شدید جهان به منابع انرژی شده است. در سالهای اخیر نیاز روز افزون جهان به انرژی از یک سو و محدودیت منابع سوختهای فسیلی از دیگر سو، جهانیان را با مسئله پیچیده چگونگی تأمین انرژی در آینده روبرو ساخته است. و از طرفی مسائل زیستمحیطی مربوط به مصرف سوختهای فسیلی به عنوان منابع انرژی به مسئله فوق ابعاد جهانی داده است.
اگر چه هنوز هم سوختهای فسیلی نقش اساسی در تأمین انرژی مورد نیاز صنعت در جهان ایفا میکند و در حدود 77 درصد کل انرژی مصرفی جهان را سوختهای فسیلی تأمین میکنند[2]، اما بحران دهه هفتاد برای نخستین بار آسیبپذیری امنیت عرضه آن را برای کشورهای صنعتی به وضوح نمایان کرد. از این رو جهان در تکاپوی گذر از این تنگنای انرژی است و به منابع انرژی تجدید پذیر بویژه انرژی خورشیدی چشم دوخته و در راستای تکوین و توسعه فناوریهای مرتبط با آن بسرعت گام بر میدارد
انرژی خورشیدی یکی از مهمترین انرژیهای تجدید پذیر بوده و از آنجایی که هیچ یک از معایب سوختهای فسیلی را ندارد میتواند به عنوان جایگزین اصلی برای سوختهای فسیلی مطرح باشد.
به گفته کارشناسان تابش خورشید بزرگترین منبع تجدیدپذیر کره زمین است. بطوری که اگر فقط یک درصد از انرژی تابشی خورشید که به صحراهای جهان میرسد توسط نیروگاههای حرارتی خورشیدی به کار گرفته شود میتواند کل نیاز برق یک سال کره زمین را تأمین کند. محاسبات نشان داده است که بازده تبدیل انرژی خورشیدی به انرژی الکتریکی 20 درصد است. بنابراین با مقایسه این بازده با بازده سوخت هایی نظیر نفت، ذغال سنگ، اورانیوم و... در ابتدا به نظر میرسد که استفاده از انرژی خورشیدی چندان کمکی به بحران انرژِی نکند اما باید توجه داشت که انرژی خورشیدی کمیت بزرگی است و در نتیجه انرژی الکتریکی حاصل از آن عدد بزرگی خواهد بود که باعث میشود بهرهگیری از این انرژی همواره در اولویت قرار گیرد
از آنجایی که اصلیترین عامل پیشرفت جامعه در شرایط کنونی جهان میزان برخورداری از نیروی انسانی کارآمد و خلاق است که این نیز به نوبه خود به میزان برخورداری جامعه از دانش و آموزش بستگی دارد [5] و همچنین با درنظر گرفتن نیاز روز افزون جوامع بشری به انرژی و پایانپذیر بودن منابع سوختهای فسیلی؛ ضرورت پرداختن به این مبحث در سیستم آموزشی کشورهای مختلف به وضوح دیده میشود. از آنجایی که کشور ما به عنوان یک کشور شناخته شده در جهان از نظر ذخایر نفت و گاز می باشد شاید توجه به مقوله تامین انرژی از سایر منابع در ایران اندکی مهجور مانده و بیشتر جنبه شعاری به خود گرفته است.
محدودیت این منابع و همچنین آلودگیهای زیست محیطی ناشی از مصرف سوختهای فسیلی، پرداختن به مباحث مربوط به منابع انرژی پاک و تجدیدپذیر را اجتناب ناپذیر کرده است. کشور ایران دارای بیابانهای وسیع میباشد که اگر درست برنامهریزی شود و اندکی از شعارها فاصله بگیریم میتوانیم این کویرهای سوزان و بلااستفاده را با نصب سلول-های خورشیدی به سرمایه ملی تبدیل کنیم. از آنجایی که یکی از دلایل اصلی که مانعِ استفاده گسترده از انرژی خورشیدی شده است کمبود منابع انسانی با دانش و مهارت است[6] و با توجه به نتایج بررسیهایی که محقق در کتابهای آموزشی علوم در مقاطع ابتدایی و متوسطه اول و کتب شیمی و فیزیک و زمینشناسی در متوسطه دوم انجام داده مبین این نکته است که تا حدود زیادی پیشنیازهای مربوط به ارائه این مباحث تا سال چهارم متوسطه دوم در رشتههای تجربی و ریاضی مطرح گردیده است، لذا با توجه به موارد مطرح شده لزوم توجه به آموزش سلولهای خورشیدی بیش از پیش در سیستم آموزشی کشور احساس میشود. بنابراین مطرح شدن مباحث مربوط به سلولهای خورشیدی امری لازم و اجتناب ناپذیر میباشد.
1؛-2لزوم آموزش سلول خورشیدی
با افزایش مداوم جمعیت، کشورهای جهان بیش از پیش با مشکل کمبود انرژی روبرو میشوند و همین امر سبب ایجاد نگرانیهای وحشتناکی برای جهانیان میشود. نفت که بنیانگذار تمدن فعلی جهان است، از زمانهای ما قبل تاریخ برای گرم کردن، پخت و پز و روشنایی استفاده میشده است و چینیها 1000 سال قبل از میلاد مسیح چاه نفت داشتند اما در گذشته مصرف نفت به گستردگی امروز نبود و فقط در نقاط محدودی از کره زمین مورد استفاده قرار میگرفت اما امروزه انرژی حاصل از نفت و سایر سوختهای فسیلی به طور گسترده برای انجام کارهای مکانیکی و تولید انرژی الکتریسیته مورد استفاده قرار میگیرد و همین امر منجر به ایجاد نگرانیهای برای جهانیان شده است
زیرا از طرفی این ذخایر انرژی - نفت، گاز، زغال سنگ و... - تجدیدناپذیر بوده و به تدریج تمام میشوند و از طرف دیگر هم میتوان به آلودگی های زیست محیطی ناشی از مصرف این منابع انرژی اشاره کرد. از آنجایی که این منابع انرژی، اصلیترین منابع برای تأمین انرژی در جهان میباشد افزایش جمعیت منجر به نیاز بیشتر جهان به انرژی شده و همین امر نیز به نوبه خود باعث افزایش شدید آلودگی در جهان شده است دادههای گزارش شده نشان میدهد که در بسیاری از کشورهای جهان انرژی مورد استفاده برای مصارف خانگی نظیر تهویه هوا و تولید آب گرم و... در حدود 35درصد کل مصرف انرژِی است از آنجایی که امروزه استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر چندان برای جهانیان جا افتاده نشده است بنابراین حداقل میتوان با استفاده از انرژیهای تجدیدپذیر انرژی مورد نیاز مصارف خانگی را تأمین کرد که همین امر نیز کمک زیادی به حفظ ذخایر سوختهای فسیلی و جلوگیری از آلودگی بیشتر هوا می-کند
آموزش در تمامی سطوح نقش بسیار مهمی در توسعه پایدار دارد. منظور از توسعه پایدار استفاده از کلیه منابع بهینه برای توسعه نسل امروز با در نظر گرفتن حقوق نسل آینده است. در قرن 21 مردم کره زمین با چالشهای جدی مواجه خواهند شد بنابراین آموزش در راستای توسعه پایدار میتواند نقش کلیدی در اصلاح دید عموم مردم بویژه دانشآموزان و دانشجویان ایفا کند اهداف اصلی آموزش بالا بردن سطح تعقل، دانش و اخلاق در افراد و افزایش مسئولیتپذیری آنها در جامعه است. در سالهای اخیر بسیاری از اندیشمندان دریافتهاند که عملا اجرای پروژههایی که به نوعی به مردم وابستهاند بدون آگاهی دادن به عامه مردم محکوم به شکست میباشد. لذا در بسیاری از پروژههای جدید از آموزش به عنوان ارکان اصلی موفقیت آن یاد می شود و هزینههای قابل توجهی را به آن اختصاص میدهند
در میان انواع انرژیهای تجدیدپذیر با توجه به موقعیت جغرافیایی و شرایط جوی ایران استفاده از انرژی خورشیدی بسیار مناسب به نظر میرسد زیرا با توجه به قرار گرفتن ایران در مدارهای 40-25 درجه شمالی [10] کشوری آفتابی بوده و از نظر دریافت میزان انرژی خورشیدی در شمار بهترین کشور های جهان قرار دارد [11] تابش خورشید در ایران به طور میانگین حدود 19/23 مگاژول است که این رقم در قسمتهای مرکزی کشور بیشتر از این مقدار است محاسبات نشان میدهد که میزان ساعتهای قابل استفاده از نور خورشید در طول سال برای کشور ایران چیزی در حدود 2800 ساعت در سال است. با توجه به پتانسیل مطلوب و مناسب انرژی خورشیدی در کشور به نظر میرسد اگر طرحهای خورشیدی به خوبی در سطح جامعه توسعه و ترویج یابند صنایع خورشیدی میتواند بخش اعظم انرژی کشور را تأمین کند
سلولهای فوتو ولتایی که گاه سلولهای خورشیدی نیز نامیده میشوند دارای خواصی هستند که می توانند انرژی نورانی خورشید را مستقیماً به انرژی الکتریکی تبدیل کنند
