یکی از منابع تجدید پذیر که تقریبا میتوان گفت همیشه موجود است، خورشید است. انرژی خورشیدی مسلماً یکی از شناخته‌شده‌ترین منابع انرژی تجدید پذیر است. گرایش به انرژی خورشیدی از بحران نفت و عدم ثبات عرضه نفت ( تحریم ۱۹۷۳ و بحران ۱۹۷۹) و نبود امنیت انرژی آغاز شد.
چرا از برق خورشیدی استفاده می کنید؟
وقتی ما هزینه واقعی انرژی را در نظر می گیریم، باید به تصویر بزرگ نگاه کنیم، نه فقط به نرخ بهره بردار. سوخت های متعارف اثرات اجتماعی، زیست محیطی و اقتصادی دارند. هزینه های سالانه و تجمعی وجود دارد که از همه آلاینده ها (هوا، جامد و مایع) ناشی از استخراج، پردازش و حمل سوخت های فسیلی است که بر سلامت عمومی و محیط ما تأثیر می گذارد. برق تولید شده از زغال سنگ و گاز طبیعی هرگز قادر نخواهد بود که انرژی و منابع مستمر مورد نیاز برای تولید آن را بیش از حد کند. بر خلاف منابع انرژی متعارف، سیستم های PV تولید برق پاک را برای چندین دهه پس از به دست آوردن بازپرداخت انرژی خود در سه سال یا کمتر تولید می کنند، این واقعا جادویی از تکنولوژی PV است.
الکتریسیته ساکن در صورت استفاده از آن پرداخت می شود و پرداخت ها برای همیشه انجام می شود. در مقابل، اکثر هزینه های سیستم PV در زمان نصب سیستم پرداخت می شود. پس از آن، انرژی اساسا آزاد است. به عبارت دقیق اقتصادی، نرخ بازگشت سیستم PV شما بستگی به سه چیز دارد: منابع خورشیدی؛ قیمت برق؛ و سیاست های دولت یا انگیزه ها. در حالی که بسیاری از تاسیسات برق را با قیمت مقرون به صرفه به فروش می رسانند، تورم و تاریخچه قیمت های انرژی و پیش بینی ها نشان می دهد که افزایش قیمت در آینده ما باعث خواهد شد که بازپرداخت سیستم های اعتباری RE سریع تر شود. داده های تاریخی که توسط موسسه ادیسون الکتریک گزارش شده است نشان می دهد که از سال 1929 تا 2005 میانگین افزایش سالیانه برق برای سالانه 2.94 درصد بوده است. و طبق اداره اطلاعات انرژی در ماه ژوئن 2008، چشم انداز کوتاه مدت انرژی، میزان مصرف آب در سال 2008 به طور متوسط 3.7٪ افزایش می یابد و در سال 2009 نیز 3.6٪ افزایش می یابد. مالیات های مالیاتی فدرال برای سیستم های انرژی تجدید پذیر در دسترس هستند، هزینه ها و بسیاری از ایالت ها، مناطق و تاسیسات همچنین تخفیف های قابل توجهی، انگیزه های عملکردی، اعتبارات مالیاتی، معافیت های مالیاتی، وام ها و سایر مشوق های اقتصادی برای سیستم های برق خورشیدی ارائه می دهند.
استقلال یکی از دلایلی است که میخواهید سیستم PV خارج از شبکه را در اختیار داشته باشید. سیستم های خارج از شبکه به شرایط یا سیاست های ابزار محلی اعمال نمی شوند، و صاحبان سیستم ها به افزایش نرخ، قطع برق و یا کاهش مصرف نمی پردازند. اگر شما برای اموال روستایی خرید می کنید، احتمالا خواهید دید که بسته های خارج از شبکه گران تر هستند. بودن خارج از شبکه همچنین می تواند ارزان تر از دریافت یک خط تمدید به یک ملک است.
هنگام جابجایی گزینه های انرژی (بین شبکه و انرژی خورشیدی، باد و آب) آشکار می شود که برق خورشیدی یک شکل بسیار دموکراتیک از انرژی است. از آنجا که خورشید در همه جا می درخشد، پتانسیل استفاده از برق خورشیدی برای همه قابل دسترس است. علاوه بر این، در مقایسه با ژنراتورها (گاز، حتی بادی و یا نیروی آبی)، به دلیل اینکه سیستم های PV دارای قطعات متحرک نیستند، بسیار قابل اعتماد هستند و نیاز به تعمیر و نگهداری بسیار کمی دارند.دو روش بهره برداری از انرژی خورشیدی وجود دارد:
نیروگاه فتوولتائیک (PhotoVoltaic plant)
صفحات ساخته‌شده از سلول‌های خورشیدی که نام علمی آن‌ها سلول فتوولتائیک است، نور خورشید را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کند که بعدازآن می‌تواند به‌وسیله دستگاه‌های الکتریکی مورداستفاده قرار گیرد. فتوولتائیک نام خود را از روند تبدیل نور(فوتون) به برق (ولتاژ) گرفته است، که به آن اثر فتوولتائیک گفته می‌شود. اثر PV در سال ۱۹۵۴ کشف شد، زمانی که دانشمندان Bell Telephone متوجه شدند که سیلیکون (عنصر موجود در شن) باعث ایجاد بار الکتریکی در معرض نور خورشید می‌شود.
نیروگاه خورشیدی متمرکز(Concentrated Solar Power plant)
اگر تاکنون یک صف خورشیدی با استفاده از تعداد زیادی صفحه خمیده دیده‌اید، احتمالاً این از نوع تکنولوژی است. ممکن است شبیه به PV (صفحه فتولتائیک) باشند، اما کارشان متفاوت است، زیرا آن‌ها یک پرتو متمرکز از نور خورشید را منعکس می‌کنند و مانند سیستم آینه عمل می‌کنند و گرمای تولیدشده توسط این فرایند توربینی را به کار می‌اندازد که مانند یک ژنراتور معمولی عمل می‌کند، ازآنجاکه PV تولید انرژی از نور است، در این نوع، تولید انرژی، از گرما است.
مزایای انرژی خورشیدی
در برابر سوخت‌های فسیلی که رو به پایان هستند میتوان گفت این منبع همیشگی است.
انعطاف‌پذیری، نه‌تنها میتوان برق تولید کرد بلکه میتوان به‌طور مستقیم برای گرم کردن آب استفاده کرد و همچنین منبع نور نیز هست.
ازنظر بسیاری از مردم هزینه‌های اولیه نگران‌کننده است، اما امروزه نسبت به دهه ۱۹۸۰ بسیار ارزان‌تر و به‌مراتب کارآمدتر هستند، که نشان‌دهنده سرمایه‌گذاری و صرفه‌جویی در درازمدت است.
بدون سروصدا هستند و می‌توانند تمام‌وقت کار کنند.
اگر به‌طور هم‌زمان از صفحه‌های خورشیدی خود و شبکه برق محلی یا ملی خود استفاده می‌کنید، می‌توانید از طریق انرژی خورشیدی صرفه‌جویی کنید، همچنین در سیستم‌های متصل به شبکه شما می‌توانید این انرژی را به فروش برسانید و درآمد کسب کنید.
پس از نصب، دارای هزینه بسیار کم نگهداری و با آلودگی بسیار کمی نسبت به سایر انواع سوخت هستند.
معایب انرژی خورشیدی
کاهش کارایی آن‌ها در طول روزهای بارانی، زمستان و زمانی که نور خورشید به‌طورکلی کم می‌تابد.اگرچه دستگاه‌های PV امروزه بسیار کارآمدتر از قبل هستند، بااین‌حال هنوز راه بسیاری را در پیش دارند. اگر شما در مناطق دارای تابش بیشتر خورشید ( جنوب و مرکز ایران ) زندگی می‌کنید، می‌توانید بهره‌ی بیشتری را از خورشید نسبت به کسانی که در خطه شمالی کنار دریای خزر زندگی می‌کنند، ببرید.
در طول روز با چرخش زمین، خورشید از شرق طلوع کرده و در غرب غروب می‌کند، این یعنی تابش در تمام طول روز یکسان و در یک‌جهت نیست که البته امروزه برای این عیب دستگاه‌های چرخشی خورشیدی که با تغییر جهت آفتاب نیز تغییر جهت می‌دهند طراحی شده است.
این سیستم‌ها دارای هزینه بالای راه‌اندازی هستند، همچنین برای به دست آوردن حداکثر کارآمدی از این روش شما می‌توانید باتری‌ها را برای ذخیره کردن انرژی تولیدی بیش از نیاز که در حال هدر رفتن است، خریداری کنید ، اما حتی اگر استفاده از این روش کارآمد باشد، هزینه‌ی بالایی دارد. به‌صرفه‌ترین حالت، استفاده از انرژی تولیدشده از منابع خورشیدی در طول روز و استفاده از شبکۀ برق در شب است.