بخشی از مقاله
خلاصه
معماري و طراحي اصولي ساختمان ها با توجه به استفاده صحيح از انرژي خورشيدي و شرايط اقليمي آن منطقه مي تواند نقش مهمي در کاهش مصرف انرژي داشته باشد. امروزه بـا افزايش روز افزون جمعيـت جهان ، محدوديت منابع انرژي و اثرات سوء زيست محيطي حاصل از مصرف بي رويۀ سوخت هاي فسيلي، جهانيان را متوجه استفاده از انواع انرژي هاي تجديدپذير کرده است .در اين مقاله نگرشي اجمالي به انرژيهاي تجديد پذير با تأکيد بر انرژي خورشيدي وکاربردهاي آن در توليد صورتهاي ديگر انرژي از جمله انرژي خورشيدي ، انرژي زيست توده ،انرژي زمين گرماي، انرژي فتوولتايک ، انرژي باد و امواج ، آب گرمکن خورشيدي ،کولر گازي و ساير انرژي ها پرداخته شده است
واژه هاي کليدي: معماري پايدار، انرژي، بهينه سازي انرژي، معماري، بهينه سازي ، انرژي نو
مقدمه
امروزه بحث انرژي از مهمترين مباحث مطرح در تمام کشورهاي جهان در امر توسعه به شمار ميرود. توسعه اقتصادي و اجتماعي کشورها نه تنها نيازمند مصرف انرژي، بلکه نيازمند افزايش مصرف آن است . نگاهي به روند مصرف انرژي در کشورهاي در حال توسعه به وضوح نشان ميدهد که هرگونه شتاب در امر توسعه ، همزمان با افزايش قابل توجه در ميزان مصرف انرژي بوده است . تا به امروز انرژي مصرفي جهان از منابع مختلف و عمدتا از منابع فسيلي تأمين شده است . اما مسائل و مشکلات متعدد از جمله محدوديت و پايان پذير بودن منابع فسيلي و اثرات زيست محيطي ناشي از سوزاندن اين منابع ضرورت صرفه جويي در مصرف انرژي با بهينه سازي مصرف آن و نيز جايگزيني منابع ديگر انرژي بخصوص انرژيهاي تجديدپذير را آشکار نموده است .
ضرورت بهينه سازي مصرف انرژي
هيچ يک از اعمال انسان ، بازدهي صد درصد ندارد از اين رو استفاده بهينه و ممانعت از هدر رفتن امکانات امري اساسي است اين نکته هنگامي اهميت بيشتري پيدا مي کند که موضوع انرژي مطرح شود. منظور از بهينه سازي مصرف انرژي ، انتخاب الگوها و اتخاذ و بکارگيري روش ها و سياست هايي در مصرف درست انرژي است. که از نقطه نظر اقتصاد ملي مطلوب باشد و استمرار وجود و دوام انرژي و ادامه حيات و حرکت را تضمين کند.در اين چارچوب تعيين سهم صورت هاي مختلف انرژي در سبد انرژي هر جامعه با توجه به امکانات درازمدت آن جامعه ، همچنين بکارگيري پربازده ترين شيوه استفاده از آنها که متضمن کاهش تخريب منابع انرژي و نيز کاهش تأثيرات سوء ناشي از اسـتفاده ناصـحيح از انرژي، بر عوامـل ديگر حيات و محـيط زيـست مدنظر است ، اين استفاده درست و به جا از انرژي، نه تنها متضمن استمرار حيات و توسعه پايدار جامعه است بلکه منجر به بقاء انرژي براي همگان و نسل هاي آتي و مانعي براي توليد و گسترش آلودگي هاي زيست محيطي ناشي از مصرف نادرست انرژي خواهد بوداحداث تأسيسات توليد انرژي الکتريکي و شبکه هاي برق رساني نياز به هزينه هاي زيادي دارد. هزينه احداث تأسيسات توليد و انتقال و توزيع برق براي هر کيلووات ساعت معادل ٨٠٠ دلار مي باشد . علاوه بر بار مالي زمان لازم براي احداث نيروگاه ٣ تا ٨ سال است . همچنين هزينه هاي جاري و ثابت سالانه نيروگاه ها گاهي بالغ بر ٢٠ درصد سرمايه گذاري اوليه مي شوند. از اين رو کاهش مصرف انرژي الکتريکي به ميزان قابل ملاحظه اي در حفظ و بقاء سرمايه هاي ملي مؤثر است . با توجه به پتانسيل هاي صرفه جويي موجود در بخش صنعت سالانه مي توان ٦٧٠ ميليارد تومان در اين بخش صرفه جويي کرد. در بخش خانگي نيز مي توان با بکارگيري راهکارهاي استفاده بهينه از لوازم خانگي انرژي بر تا حد زيادي از اتلاف سرمايه هاي ملي جلوگيري کرد. علاوه بر بار اقتصادي عوامل ديگري نيز وجودداردکه ضرورت بهينه سازي مصرف انرژي را مي رساند:
١- استفاده بي رويه از انرژي هاي فسيلي که باعث افزايش آلودگي محيط زيست مي شود
٢ـ بالا بودن رشد جمعيت و نياز به تقاضاي بيشتر انرژي
٣ـ محدوديت منابع انرژي به دليل تجديدناپذير بودن آن
٤ـ رشد بالاي مصرف انرژي به دليل الگوي ناصحيح مصرف انرژي
٥ـ عدم وجود سيستم بازيافت انرژي
٦ـ وجود صنايع و کارخانجات فرسوده
٧ـ متکي بودن اقتصاد ملي به درآمدهاي نفتي
٨ـ افزايش گازهاي گلخانه اي و باران هاي اسيدي
معماري پايدار يا (سبز):
گرم شدن کره زمين ، نازک شدن لايه ازن به علت اسـتفاده از انـواع آلاينـده هـا، افـزايش آلـودگي محـيط زيسـت و انقراض گونه هاي زيستي، باعث شده است تا ضرورت توجه به مسائل زيست محيطي بيشتر گردد. در اين ميـان توسـعه بـه عنوان يکي از بزرگترين عوامل تغيير محيط زيست و در نتيجه آن ، ساخت و ساز به عنـوان يـک صـنعت بـزرگ کـه طبـق آمار٥٠ درصد ذخائر سوختي را صرف مي کند، باعث تخريب زمين هاي کشاورزي، فرسايش خاک، آلودگي محيط زيسـت و به مخاطره انداختن سلامتي و بهداشت مردم است و بر بحران انرژي دامن مي زند. بحران افزايش آلودگي محيط زيسـت در اواسط دهه ١٩٧٠ ، سبب تشکيل گروههاي طرفـدار و حـامي محـيط زيسـت گرديـد و مفهـوم گسـترده اي تحـت عنـوان «پايداري» پيگيري شد. اصطلاح «پايدار «(sustainable) براي نخستين بار در سال ١٩٨٦ توسط کميته جهاني گسترش محيط زيست تحت عنوان «رويارويي با نيازهاي عصر حاضر بدون به مخاطره انداختن منـابع نسـل آينـده بـراي مقابلـه بـا نيازهايشان » مطرح گرديد و هر روز بر ابعاد و دامنه آن افزوده مي شود تا استراتژيهاي مناسـبي پـيش روي جهانيـان قـرار گيرد. در سال هاي اخير مقالات متعددي در زمينه معماري سبز يا معماري پايدار و اصول آن ارائه شده و اهـداف و مزايـاي آن مورد بررسي قرار گرفته که هدف کلي اين طرح ها حفاظت از منابع انرژي با در نظر گرفتن شرايط و ويژگي هاي محـل و کاربران ساختمان و جوامع و ... مي باشد.فرآيند پايدار يا سبز در زمينه معماري سابقه اي کهن دارد و مثال آن ،پي بـردن انسان هاي غار نشين به استفاده از جهت و سمت مناسب غارها، از لحاظ دماي محيط مي باشد و يا بررسي اصول معمـاري «استحکام ،زيبايي و فايده » از ديدگاه ويترويوس ، معمار سده هاي پيش از ميلاد، که کماکان به عنوان شاخصـه هـاي کلـي معماري پايدار يا سبز عنوان ميشوند. هدف کلي معماري سبز يا پايدار، کاهش آسيب بر محـيط و منـابع انـرژي و طبيعـت است ، يعني ساختماني که کمترين ناسازگاري و مغايرت را با محيط طبيعي پيرامون خود و در پهنه وسيع تـر بـا منطقـه و جهان دارد. بنابراين معماري پايدار ترکيبي چند ارزشي در بر دارد: زيبايي شناسي، محيط ، اجتماع ، سياسـت و بـه عبـارتي طراحي و ساختمان سازي هماهنگ با محيط . يک معمار خوب بايستي چند فاکتور را در نظـر بگيـرد: مقاومـت ، پايـداري و طول عمر بنا، و مصالح مناسب . مفهوم تمام اصول معماري «پايدار» يا «سبز» بايد در يک فرآيند کامل که منجر به سـاخته شدن محيط زيست سالم مي شود، تجسم يابد.
بررسي مفهوم معماري
درک اين حقيقت که بقاي پايدار انسان و محيط انساني وابسته به حفظ و تداوم تعادل جهان زيستي و به تبع آن پذيرش نقش و مسئوليت اخلاقي «سرپرستي» انسان بر منابع بوم شناختي،کنشي آگاهانه و هوشمندانه را در تنظيم رابطه محيط انساني و محيط طبيعي مي طلبد.رويکرد «معماري پايدار» در پاسخ به اين آگاهي و ملاحظات رو به گسترش نسبت به پي آمدهاي فعاليتهاي انساني بر محيط ،بعنوان نگرشي بازبيني شده به معماري مطرح شده است .
بررسي مفهوم توسعه پايدار در معماري
توسعه »از مهم ترين مفاهيمي است که در گسترش و پيشرفت متوالي و هدفمند و در عين حال سيال هرساحت علمي تأثير داشته و دارد.در معماري و شهرسازي،مفهوم توسعه با واژگان ديگري مانند پيشرفت ،رشد و گسترش مترادف شده است .درحالي که هرکدام از اين مفاهيم ،بار معنايي و علمي متفاوت و متمايزي دارند.در هرحال توسعه پايدار در معماري و شهرسازي،ميتواند در قالب توسعه اقتصادي،به رشد اقتصاد معماري و شهر،در مفهوم پيشرفت ،به حرکت مستمر و فزاينده قرارگيري در عرصه هاي رو به جلوي علمي،فرهنگي و موارد مشابه ،و در مفهوم گسترش ،به توسعه کالبدي شهر رهنمون شود
مباني نظري معماري پايدار با رويکرد بهينه سازي مصرف انرژي
در عصر مدرن تامين رفاه جامعه سرلوحه توسعه بود، اما با مطرح شدن مباحث مربوط به رابطه ميان انسان ، محيط زيست و توسعه در دهه ١٩٧٠، مفهوم توسعه پايدار مورد توجه جدي قرار گرفت . با فعاليتهاي علمي دانشگاهها و متخصصان علوم انساني در کنار کميسيون جهاني « محيط زيست و توسعه » سازمان ملل در سال ١٩٨٧،اصولي براي توسعه پايدار تعيين گرديد. اما ورود رسمي مفاهيم توسعه پايدار به مسائل روز جهان در سال ١٩٩٢ در کنفرانس محيط زيست و توسعه ريودوژانيرو اتفاق افتاد .شهرنشيني بعنوان يکي از چهار رکن اصلي دنياي کنوني، باعث شده تا مباحث ميان رشته اي مختلفي در شهرسازي براي نيل به توسعه پايدار مد نظر قرار گيرد(. امروزه شهرها بعنوان متن مناسبي جهت تحقق سياست هاي توسعه پايدار در نظر گرفته مي شود)، که مهم ترين آنها اقتصاد، محيط زيست و جامعه است .البته معماري با رويکرد پايداري نيز از مؤلفه هاي پايداري شهر است که در متن آن از مفاهيم مشترکي تبعيت مي نمايد. محيط زيست ، اقليم زيستي و تغييرات آن ، کاهش مصرف انرژي، ساختمان سبز و مسائل بوم شناختي از مهم ترين عوامل تاثيرگذار در شکل گيري رويکردهاي معماري پايدار در لايه هاي گوناگون فرايند طراحي ،فرايند ساخت و توليد مصالح مي باشند. مفهوم معماري پايدار در ادامه گزارش گروهالم برانتلند در سال ١٩٨٧ بروز مي نمايد و عمدتا بر دو اصل تکيه دارد؛گروهي که به طراحي ساختمان بر اساس ارتباط و تاثير آن بر محيط زيست توجه داشته و گروه ديگري که به کاهش مصرف انرژي در ساختمان اشاره دارد. بررسي جريانهاي گوناگون طراحي پايدارمعماري و معماري پايدار جهت دستيابي به دستورالعمل هاي راهبردي اقتصادي، اجتماعي و محيط زيستي پايدار، نيازمند شناخت مفاهيم پايداري و مطالعه تجربيات اجرائي چهار دهۀ اخير است .آنچه در مورد اصول و روش هاي معماري پايدار مي توان مطالعه کرد عمدتا در نشريات علمي و قوانين ساختماني کشورهاي پيشرو (آلمان ،امريکا،کانادا،دانمارک ،...)در اين زمينه و تجربه هاي عملي آنها قابل بررسي است . در نهايت آنچه بعنوان سؤال مطرح مي شود، مربوط به شاخه هاي معماري پايدار و خصوصيات هر يک از آنها مي باشد .پژوهشگرسعي دارد به روش اسنادي با پژوهش تاريخي در زمينه هاي ظهور مفاهيم پايداري در جريانات معماري و شهرسازي چهار دهۀ اخير جهان و بخصوص اروپا، جريانهاي اصلي شکل گرفتۀ معماري پايدار را مسيريابي نمايد .مطالعۀ اصول ارائه شده در گزارش برانتلند و پروفسور بو آدامز از دانشگاه لوند سوئد و دکتر ولفگانگ فيست از آلمان و انطباق آنها بر رويکردهاي پايداري در آثارمطرح معماران فعال (رنزو پيانو،،نورمن فاستر، کن يانگ و...)در اين زمينه ،چارچوب پژوهشي مقاله را شکل مي دهد
تحولات معماري پايدار در ايران
همگرايي و همسويي اصول معماري گذشته ايران با اصول طراحي پايدار اتفاقي و تصادفي نيست ، بلکه پايداري ، تدوام و استمرار مفاهيم و انديشه هاي عالي معماري گذشته ،گوياي وجود چنين تفکراتي در گذشته معماري ايران است ، البته در اين بين روح زمانه و مقتضيات زماني به عنوان اصل غير قابل انکار پذيرفتني است و بايد در ملاحظات ما گنجانده شود. هرگاه پديده اي در اثر تحول تاريخي خاص خود دچار دگرگوني شود ، شکل جديد پديده از انسجام ، همبستگي ، قطع اين فرا گشت در نقطه اي و .انتظام و اعتبار برخوردار مي گردد و نظم جديد از دل سازمان کهن جوانه خواهد زد رجوع غير انديشمندانه و استفاده بي توجه به پيامد آن ) مداخله در کنشهاي دروني به منظور دستيابي به شکل جديد نسبت به محصولات وروشهاي وارداتي غربي که عمدتا از نما و ظاهر آراسته و فريبنده اي برخوردارند که عمدتا بدليل ، اگر چه ممکن است چهره اي تازه و معنايي ديگر را براي (ديکته کردن نوعي آسايش ورفاه در مورد نوع بشر مي باشد تقابل و تعارض . پديده سبب شود ، ولي بي گمان اين همان نيست که مي بايست از دل تحول تاريخي به دست مي آمد بين اصول رايج مورد استفاده در عرصه معماري معاصر ايران و اصول است
نکته قابل توجه اينجاست که در زماني که بحران هاي زيست محيطي و انرژي در اين سطح فعلي نبوده ، کمابيش اصول پايداري با عناوين و شکل و سياق همساز با دوره خود در قالب اصول پايدار معماري شکل گرفته و امروزه با بررسي شواهد
متاسفانه در دوره معاصر با توجه به بروز مشکلات فرهنگي و .و مصاديق موجود مي توان با اين ويژگيها بيشتر آشنا شد هويتي در کنار بحران هاي زيست محيطي و انرژي ، اصول فوق الذکر با رويکرد سنتي ديگر پاسخگو نبوده و نياز جدي به انطباق و همسويي آن اصول با مصاديق و نيازهاي امروزي بر اساس تکنولوژي روز اجتناب ناپذير بوده و روز به روز حياتي تر جلوه مي نمايد و ميبايست اصول پايدار گذشته با گرفتن رنگ و بوي امروزي و تکنيکال تبديل به اصول طراحي پايدار منطبق بر مسائل اکولوژيکال گرد
گرايش ها و شاخه هاي معماري پايدار
طرح اصطلاح «معماري پايدار» درمسير نيل به معماري «حساس و پاسخگو» به محيط در اواخر دهه ٧٠ ميلادي،بازگو کننده نگره اي در طراحي و ساخت فضاهاي انساني است که برخورداري از حساسيت هاي بوم شناختي را براي برقراري فضاهاي زيستي سالم با کيفيت و برخوردار از معاني و مفاهيم ارزشي ـ فرهنگي،توأمان با حفظ تعادل زيستي محيط فراگير ضروري ميداند و از اين منظر براي طراح معمار «مسئوليت اخلاقي» را توأمان با «وظيفه پاسخگويي در مقياس جهاني» به تصوير ميکشد :
«معماري پايدار توأمان از التزام سياسي ـ اجتماعي (چشم انداز جهاني) و ارزشي ـ اخلاقي حاکم بر روح زمانه برخوردار گرديده است و جزء مکمل يک فرايند مشارکتي جهاني (زيست محيطي،سياسي/اجتماعي) به حساب مي آيد که ماحصل آن ميتواند نيل به جامعه زيستي پايدارتر باشد.»
تلاش در مسير نيل به معماري پايدارتر در دو دهه آخر قرن بيستم با گرايشها و تعابير متنوعي همراه بوده است .در هر يک از اين گرايشها،اغلب بر حيطه اي از اين طيف متنوع ،مجموعه اي از اصطلاحات و واژگان متنوع به حوزه ادبيات معماري حساس به محيط وارد شده است .بطور مثال : اصطلاح «معماري سبز» اغلب در مورد رويکردهايي در معماري بکار گرفته شده است که «از نيروها و امکانات محيط طبيعي در راستاي نيل به بازدهي و بهره وري منابع و تأمين شرايط آسايش محيط داخلي،بهره ميگيرد و بخصوص بر ارتباط بصري و فيزيکي با طبيعت تأکيد ميکند.»
بر اين اساس با استناد به طيف متنوع تجارب معماري پايدار در دو دهه آخر قرن بيستم و ابتداي قرن حاضر،دغدغه ها و تأکيدات اصلي،در راستاي پاسخگويي به مسائل محيط در اين طيف رويکردها عبارت بوده اند از :
*آرايش کالبدي و قابليتهاي فرم فضاها در راستاي بهره گيري از نيروهاي محيط و شرايط اقليمي.
* کاربري و سودمندي.
* به ويژه اقليم خرد و تنوع زيستي محيط .
* تداوم و عمر طولاني (بنا و اجزاء و عناصر آن ).
* انعطاف پذيري (بنا و اجزاء و عناصر آن ) در راستاي انطباق با خواستها،نيازها و شرايط .
* بازيافت پذيري و قابليت استفاده مجدد (بناها و اجزاء و عناصر آن ).
* انرژي نهادينه پايين (بنا و اجزاء و عناصر آن ) و ميزان بازدهي انرژي.
* ارتباط با بستر طبيعي.
* بهره گيري از سايقهاي کاني ـ فرهنگي بستر طرح .
* پاسخگويي به مسائل بستر پيرامون در مقياسي فراتر از خود بنا : بافت پيرامون .
پديده نخست ،در ادعاهايي قابل رديابي که درباره «سبز بودن » و يا «دوست طبيعت بودن » و يا «پايدار بودن » فراوره ها و مصالح ساختماني خاص و يا تجهيزات و فن آوريهاي مرتبط مطرح ميشود و اغلب چنين ادعايي،با توجيه و اعتباري رسمي ـ بطور مثال : برچسبهاي بوم شناختي ـ نيز همراه است .چنين فرهنگ سطحي در معماري با اين ادعا مطرح ميشود که کاربرد اين نوع مصالح «دوستدار طبيعت » و يا «فن آوري پاک» ميتواند بتنهايي ضامن طراحي يک بناي پايدار باشد.
چنين رويکردي در ذات آن با مفهوم پايداري در معماري که بر جامعيت و يکپارچگي طراحي تأکيد ميکند در تضاد است .ضعف چنين رويکردهايي بخصوص در عمل نيز مشهود بوده است چرا که « بسياري از مواد و مصالح مدعي سبز بودن در واقع با تحميل هزينه هاي بوم شناختي فراوان بر محيط زيست تهيه شده اند» نيز تجهيزات و راهکارهايي طراحي اي که مدعي يک کارکرد محيطي خاص بوده اند،در عمل نتوانسته اند کارکرد محيطي ادعا شده را داشته باشند.صرفنظر از عنوان يا تعبير خاص اگر مجموعه متنوع گرايشهاي معماري حساس به محيط که در نيمهدوم قرن ٢٠ دنبال شده است بصورت طيفي از رويکردهاي معماري پايدار ترسيم گردد در يک انتهاي اين طيف رويکردهايي قرار ميگيرند که صرفا بواسطه بهره گيري از تمهيدات ظاهري (بطور مثال داخل نمودن عناصر سبز در فضاي کالبدي،بکارگيري مواد و مصالح مدعي سبز بودن و يا بکارگيري عناصر يک معماري بومي به شيوه اي فرمال و ... ) مدعي ارائه معماري پايدار هستند.در حد فاصل ميان دو انتهاي طيف رويکردهايي قرار ميگيرند که اغلب متمايل به بهره گيري از تمهيداتي در طراحي عناصر کالبدي،روابط فضايي،آرايش و نحوه چيدمان و نحوه تنظيم شرايط محيطي هستند که به برخي از جنبه هاي پايداري محيطي پاسخگوست .بطور مثال : معماري خورشيدي،انرژي کارا و اقليم کارا با حساسيتنسبت به بهره گيري از نيروها و قابليتهاي اقليمي بستر طرح ،رويکردهاي متن گرا با تأکيد بر بازنمود هويت بومي و محلي در معماري و يا گرايش اکوتک با تأکيد بر الگوبرداري از نحوه عملکرد نظامهاي طبيعي در اين حد فاصل جاي ميگيرند.اغلب اين رويکردها در حقيقت تلاشي است براي «سبز کردن يک نگره يا سبک معماري و فلسفه موجود در آن » (٤٧ : ٢٠٠١,Hagan ) که در قالب تمهيدات حساس به محيط ،با آن بيان خاص معماري آميخته شده و «بياني بوم شناختي را از رويکرد مزبور ارائه ميدهد.» اين مجموعه را ميتوان طيفي از رويکردها دانست که در آنها تا حدودي نحوه عملکرد محيطي ـ بر مبناي حساسيتهاي بوم شناختي ـ بر ظاهر طرح /بنا و تا حدودي ظاهر طرح /بنا بر عملکرد محيطي آن تأثير گذاشته است .
ميتوان چنين نتيجه گرفت که اگرچه طرح تفکر اخلاقي پايداري با درک ضرورت تغيير در رويکردهاي معماري همراه بوده است اما در اينکه آيا اين تغيير در معماري آغاز مقطع ديگري از معماران مدرن است و يا اينکه آغاز يک فرايند گذار است که مفهوم معماري را فراتر از آنچه امروز تبيين ميشود و بر مبناي «همزيستي» و «تعادل با محيط » بنا ميکند،اجتماعي وجود ندارد.زيرا اگرچه اين تفکر اخلاقي «در غايت خود،هدف دوم را دنبال ميکند» اما تجارب امروزه پايداري در معماري هر دو امکان را در بر ميگيرد.
انرژي خورشيدي
انرژي خورشيدي عظيم ترين منبع انرژي در جهان است . اين انرژي پاک، ارزان و بي پايان بوده و در بيشتر مناطق کره زمين قابل استحصال مي باشد. محدوديت منابع فسيلي و پيامدهاي حاصل از تغييرات زيست محيطي و آب و هواي جهاني، فرصتهاي مناسبي را براي رقابت انرژي خورشيدي با انرژيهاي فسيلي خصوصا در کشورهايي با پتانسيل بالاي تابش ايجاد نموده است سيستمهاي انرژي خورشيدي، فنآوريهاي جديدي هستند که براي تامين گرما، آب گرم ، الکتريسيته و حتي سرمايش منازل مسکوني، مراکز تجاري و صنعتي بکار مي روند.
فن آوريهاي حرارتي خورشيدي به دو بخش نيروگاههاي حرارتي خورشيدي و کاربردهاي غير نيروگاهي سيستمهاي استفاده مي کنند. (DNI) خورشيدي تقسيم بندي مي شوند نيروگاههاي حرارتي خورشيدي از تابش مستقيم خورشيد اين بخش از تابش خورشيد توسط ابرها، دود يا گرد و غبار منحرف نمي شود. بنابراين ، نيروگاههاي حرارتي- خورشيدي بايد در مناطقي که از تابش مناسب خورشيد برخوردار هستند ساخته شوند. سايتهاي مناسب براي ساخت نيروگاههاي سالانه برخوردار هستند، مناطق مناسب (kWh/my٢) خورشيدي از تابش خورشيد ٢٠٠٠ کيلوات ساعت بر هر متر مربع سالانه برخوردار (kWh/my٢) تر جهت احداث اين نوع نيروگاهها از تابشي بيش از ٢٨٠٠ کيلوات ساعت بر هر متر مربع هستند. به طور معمول نقاطي براي اين سايتها مناسب هستند که آب و هوا و گياهان منطقه رطوبت و گرد وغبار زيادي را در اتمسفر ايجاد نمي کنند مانند استپها، بوته زار، صحراهاي نيمه خشک و صحراها که به طور معمول در عرض جغرافيايي شمال يا جنوب کمتر از ٤٠ درجه قرار دارند
از مناطق مستعد مي توان به جنوب غربي ايالات متحده آمريکا، کشورهاي مديترانه اي اروپا، خاور ميانه و خاور نزديک ، ايران و صحراهاي هند، پاکستان ، چين و استراليا اشاره نمود
در بسياري از مناطق جهان مي توان با استفاده از تکنولوژيهاي حرارتي-خورشيدي در مساحت يک کيلو متر مربع از زمين ، ١٠٠ الي ٣٠٠ گيگاوات ساعت الکتريسيته خورشيدي توليد نمود. اين مقدار معادل توليد سالانه نيروگاههاي متداول فسيلي، زغال سنگ يا گازي با ظرفيت ٥٠ مگاوات در بار متوسط است
يک نيروگاه خورشيدي شامل تاسيساتي است که انرژي تابشي خورشيد را جمع کرده و با متمرکز کردن آن ، درجه حرارتهاي بالا ايجاد مي کند. انرژي جمع آوري شده از طريق مبدلهاي حرارتي، توربين ژنراتورها و يا موتورهاي بخار به :انرژي الکتريکي تبديل خواهد شد. نيروگاه هاي خورشيدي بر اساس نوع متمرکز کننده ها به سه دسته تقسيم مي شوند نيروگاه سهموي خطي (Parabolic Trough Concentrator)
نيروگاههاي حرارتي خورشيدي از نوع سيستم کلکتور سهموي خطي شامل رديفهاي موازي و طولاني از متمرکز کننده ها ميباشد. بخش متمرکز کننده شامل سطوح انعکاسي سهموي است که از جنس آينه هاي شيشه اي ميباشند و روي يک سازه نگهدارنده قرار ميگيرند. دريافت کننده انرژي شامل لوله هاي جاذب استوانه اي شکل با پوشش انتخابي هستند که بوسيله شيشه پيرکس پوشانده ميشوند و در طول خط کانوني قرار ميگيرند.بخش دريافت کننده در قسمتهاي انتهايي روي دو تکيه گاه قرار گرفته اند که اين مجموعه روي تيرکهاي اصلي سازه سوار است . سيستم رديابي در اين دستگاهها تک محوره بوده و رديابي خورشيد از شرق به غرب بر روي تک محور دوراني انجام ميگيرد بگونه اي که پرتوهاي خورشيدي در تمام مدت رديابي بر روي لوله هاي جذب کننده کانوني ميشوند. يک سيال انتقال حرارت ، بطور مشخص روغن ، در دماي بيش از ٤٠٠ درجه سانتيگراد از ميان لوله هاي جاذب در جريان ميباشد و روغن داغ در مبدلهاي حرارتي، آب را به بخار تبديل ميکند و بخار فوق داغ طي سيکل رانکين از توربين و ژنراتور انرژي الکتريکي توليد مي کند نيروگاه دريافت کننده مرکزي (Power Tower)
نيروگاه حرارتي خورشيدي از نوع برج دريافت کننده مرکزي با متمرکز نمودن پرتوهاي تابش خورشيد روي برج دريافت کننده انرژي الکتريکي توليد ميکنند. اين سيستم از مجموعه اي از آينه ها که هر يک بطور جداگانه خورشيد را رديابي ميکنند تشکيل شده تعداد اين آينه ها در يک نيروگاه به صدها و هزاران عدد ميرسد که هليوستات ناميده ميشوند. سطوح متمرکز کننده طوري تنظيم ميشود که همواره پرتوها را روي دريافت کننده ثابتي که همان برج مرکزي است منعکس کنند
نيروگاه ديش استرلينگ (Dish Stirling)
موتور استرلينگ موتورهاي گرما- کاري هستند که حرارت را تبديل به جنبش مي کنند ونسبت به موتور بنزيني و ديزلي کارآيي بيشتري دارند. امروزه چنين موتورهايي برايموردهاي خاص استفاده مي شوند. موتورهاي استرلينگ از چرخه چرخه استرلينگ از .استرلينگ استفاده مي کنند که با چرخه هاي استفاده شده درموتورهاي احتراق داخلي متفاوت است يک منبع حرارتي خارجي که مانند بنزين ، انرژيخورشيدي يا گازهاي بيومس استفاده مي کند و هيچ احتراقي براي تامين انرژي مورد نياز اين موتور از يک ديش منعکس کننده استفاده مي شود. . داخلسيلندرهاي موتور رخ نمي دهد
اين ديش انرژي حرارتي خورشيد را مستقيما به روي موتور منعکس مي کند و موتور شروع به توليد برق مي کند
از انرژي حرارتي خورشيد علاوه بر استفاده نيروگاهي، مي توان در زمينه هاي زير بصورت صنعتي، تجاري و خانگي استفاده کرد آبگرمکن هاي خورشيدي به طوريکه از نام آنها پيداست از طريق جذب انرژي تابش خورشيد توسط صفحات جاذب ( کلکتور ) عمل مي نمايند و راندمان گرمايشي آنها در فصول مختلف سال و بر حسب موقعيتهاي جغرافيايي متفاوت مي باشد . مخزن آبگرم به گونه اي طراحي شده که آبگرم را بطور ذخيره درشبانه روز مهيا نمايد و تلفات حرارتي آن تا صبح روز بعد و طلوع مجدد بسيار ناچيز باشد
با استفاده از اين سيستم مي توان هزينه هاي مصرف گاز – گازوئيل و برق را بطور چشمگيري کاهش داد که اين امر در پروژه هاي بزرگ ملموس تر خواهد بود، بطوريکه بعد از گذشت حدود ٤ الي ٥ سال مي توان با صرفه جويي در مصرف سوخت هاي فسيلي سرمايه گذاري اوليه را مستهلک نمود . هزينه هاي نگهداري و تعميرات اين سيستمها بسيار پائين است
