مقدمه

انرژی خورشیدی از فراوان‌ترین و در دسترس‌ترین منابع انرژی تجدیدپذیر است و جامعه جهانی، برای تامین انرژی موردنیاز خود در آینده، بسیار به آن امید بسته است. انرژی‌های تجدیدپذیر، انرژی قرن بیست و یکم نام گرفته‌اند و این نام‌گذاری شاید به این علت باشد که کارشناسان انرژی دنیا معتقدند که در اواسط این قرن بسیاری از منابع نفت و گاز به اتمام می‌رسد، یا هزینه‌های استخراج این منابع به حدی افزایش می‌یابد که استفاده از آنها برای تامین انرژی غیراقتصادی می‌شود. مسایلی نظیر گازهای گلخانه‌ای و گرم شدن زمین و آلودگی هوا و محیط زیست که در اثر استفاده از سوخت‌های فسیلی در برخی از نقاط به شرایط اضطرار رسیده است، نیز، این موضوع را دامن زده و انگیزه‌ها را برای توسعه کاربرد انرژی‌های پاک افزایش داده است. به همین علت کشورهای صنعتی هدف‌های بسیار بلندی را برای رشد و توسعه انرژی‌های تجدید پذیر و به‌خصوص انرژی خورشیدی و جایگزینی آنها به‌جای انرژی‌های فسیلی برنامه‌ریزی کرده و حجم سرمایه‌گذاری‌های خود را در این زمینه به‌شدت افزایش داده‌اند. آمارهای بین‌المللی پیش‌بینی می‌کند که در پایان قرن حاضر انرژی خورشیدی بیش از سایر منابع انرژی تجدیدپذیر در تامین انرژی دنیا موثر خواهد بود. ممکن است تلاش کشورهای صنعتی در توسعه انرژی‌های تجدیدپذیر تنها برای جایگزینی با انرژی فسیلی و یا حفظ محیط زیست نباشد و اهداف دیگری را نیز درنظر داشته باشند که یکی از مهم‌ترین آنها کاهش وابستگی به کشورهای نفت‌خیز به‌خصوص خاورمیانه است تا بتوانند شرایط سیاسی و اقتصادی را به نفع خود تنظیم کنند ولیکن این نکته نباید دلیلی باشد برای کارشناسان برنامه‌‌های راهبردی کشورهای نفت‌خیز مانند ایران اسلامی که به استناد آن سرمایه‌گذاری برای توسعه فناوری و کاربرد انرژی‌های تجدیدپذیر را از اولویت خارج کنند. توسعه انرژی‌های تجدیدپذیر به همان دلایلی که برای کشورهای توسعه یافته و صنعتی مهم است، برای ما نیز اهمیت دارد و باید در اولویت برنامه‌های راهبردی کشور قرار داشته باشد، در غیر این صورت با عقب‌ماندگی علمی و فنی در این زمینه مواجه شده و در آینده‌ای نه چندان دور برای تامین انرژی برای کشور نیازمند دستاوردهای فناورانه کشورهای دیگر خواهیم شد. انرژی‌های تجدیدپذیر انواع مختلفی از انرژی‌های موجود در طبیعت را شامل می‌شود که انرژی نور خورشیدی یا فوتوولتاییک، انرژی گرمایی خورشید، انرژی باد، زیست توده، زیست گاز، پیل سوختی، انرژی موج دریا، زمین گرمایی، انرژی جریان آب رودخانه‌ها و انرژی آب ذخیره شده پشت سدها از آن جمله‌اند. انواع دیگری از انرژی‌ها مانند جریان هوا در دودکش یا انرژی جزر و مد دریا و یا سوخت قابل استحصال از گیاهان هم هستند که می‌توان آنها را در این دسته‌بندی قرار داد. استحصال هر یک از این انرژی‌ها دانش مخصوص به خود را نیاز دارد و بهره‌برداری از آنها نیازمند فناوری‌هایی منطبق با ویژگی‌های خود آنهاست. به عبارت دیگر، هر یک از آنها در شاخه‌ای از علوم قرار دارند و شاید نتوان همه آنها را در یک قالب و چارچوب پژوهشی و یک مسیر سرمایه‌گذاری قرار داد. لازم است انواع منابع انرژی تجدیدپذیر در کشور مطالعه شود، فراوانی و گستردگی دسترسی به آن در نقاط مختلف کشور بررسی شده و براساس آن و با توجه به ضرورت‌ها و نیازها، توسعه و کاربرد هر یک از منابع را برنامه‌ریزی و سرمایه‌گذاری کرد. البته ذکر این نکات به این معنی نیست که چنین مطالعاتی صورت نگرفته و اقداماتی که در دست انجام است، فاقد بررسی‌های اولیه است. مطالعات انجام‌شده در زمینه انرژی باد، فوتوولتاییک و انرژی گرمایی خورشید، تهیه اطلس باد و تابش نور خورشید در کل کشور، سرمایه‌گذاری در فعالیت‌های پژوهشی برای فناروی‌های مربوط به این انرژی‌ها و تشویق به سرمایه‌گذاری در صنایع مرتبط به این منابع انرژی از اقدامات ارزنده‌ای است که از گذشته صورت گرفته است. شاید پراکندگی موجود در مراجع تصمیم‌گیری برای توسعه هریک از این منابع که به‌عنوان مثال تامین برق در یک وزارتخانه برنامه‌ریزی می‌شود، تامین گرما در وزارتخانه دیگر، انرژی موج دریا در کنترل سازمان دیگری است و یا انرژی زیست گاز می‌باید در حوزه شهرداری‌ها مطالعه و بررسی شود، عاملی برای غفلت از کاربرد به‌جای منابع و عدم نتیجه‌گیری صحیح و اقتصادی از بعضی اقدامات باشد. اینکه بدانیم کدام‌یک از انرژی‌های تجدیدپذیر در کدام منطقه کشور بیشتر در دسترس است و استفاده از آنها برای تامین چه نوع انرژی از نیازهای منطقه اقتصادی‌تر است، مطالعاتی نظیر آمایش سرزمین برای انرژی را می‌طلبد که باید به‌صورت متمرکز برای همه منابع انرژی تجدیدپذیر انجام شود. احتمالا معاونت برنامه ریزی و مدیریت راهبردی ریاست جمهوری بهترین گزینه برای چنین مطالعاتی است. اگرچه ممکن است منشا اکثر انرژی‌های تجدیدپذیر، خورشید باشد؛ ولیکن انرژی فوتوولتاییک برای تولید مستقیم برق از نور خورشید و انرژی گرمایی نورخورشید به‌طور مستقیم از تابش نور خورشید قابل دریافت هستند. کشور ما ایران روی کمربند خورشیدی کره زمین قرار دارد و از تابش بسیار خوب نور خورشید در اکثر نقاط برخوردار است. براساس اطلس خورشیدی تهیه شده توسط سازمان انرژی‌های نو وابسته به وزارت نیرو، متوسط سالانه این تابش در کشور حدود 5 کیلووات ساعت بر مترمربع در روز است و نشان می‌دهد که کشور پهناور ما برای استفاده از این انرژی خدادادی شرایط بسیار خوبی دارد. بنابراین می‌توان نتیجه گرفت که در میان انرژی‌های تجدیدپذیر، بیشترین ظرفیت برای انرژی فوتوولتاییک و انرژی گرمایی خورشید در اکثر نقاط کشور وجود دارد و می‌تواند به‌صورت گسترده مورد استفاده قرار گیرد.یکی از ویژگی‌های مهم نیروگاه برق فوتوولتاییک، قابلیت طراحی و نصب نیروگاه‌هایی با اندازه‌ها و ظرفیت‌های مختلف است که می‌تواند از ظرفیت‌های کوچک تا چند صد مگاوات برحسب نیاز و در نزدیکی محل مصرف‌کننده نصب و بهره برداری شود و با حذف شبکه‌های انتقال پرهزینه که معمولا بخشی از انرژی هم در آنها تلف می‌شود و تنها با استفاده از شبکه‌های توزیع کوچک و محدود، از برق تولیدی استفاده کرد. این ویژگی اجازه می‌دهد برق یک روشنایی خیابانی یا پارکی را با قرار دادن یک یا دو صفحه خورشیدی در روی همان تیر چراغ برق فراهم کرد، یا تامین برق یک ایستگاه هواشناسی و یا مخابراتی را به نیروگاهی که در مجاورت ایستگاه یا روی پشت‌بام آن نصب می‌شود سپرد، یا در مکان‌هایی که شدت تابش و تعداد روزهای آفتابی آن بیشتر است، از نیروگاههای بزرگ برای تامین برق صنایع محلی تا تزریق به شبکه برای استفاده در نقاط دیگر بهره برد. ویژگی دیگر نیروگاه‌های برق فوتولتاییک آن است که نسبت به مکان نصب انعطاف بالایی دارد. به عبارت دیگر، دارای قابلیت نصب در مکان‌هایی است که شاید برای کار دیگری قابل استفاده نباشد. این ویژگی موجب ارایه طرح تجمیع فوتوولتاییک با ساختمان‌ها شد و صنعتگران را برای تولید مصالح ساختمانی با صفحات خورشیدی ترغیب کرد. استفاده از صفحات خورشیدی برای پوشش سقف و دیوارهای بیرونی ساختمان‌ها و یا استفاده در پنجره‌ها سال‌هاست که در بعضی کشورها به‌صورت گسترده مرسوم است. علاوه بر این، استفاده از صفحات خورشیدی به‌عنوان صداگیر بزرگراه‌ها، سایبان ایستگاه‌های اتوبوس یا تامین برق خودروهای خورشیدی متداول است. ضمن آن‌که این ویژگی اجازه می‌دهد صفحات خورشیدی روی پشت بام، لبه‌های دیوار و یا حاشیه مزارع و امثالهم نصب شوند و نیاز به مکان خاص برای استقرار نیروگاه‌های خورشیدی فوتوولتاییک نباشد.اگر چه سابقه ورود صفحات خورشیدی برای کارهای پژوهشی در دانشگاه‌ها نظیر دانشگاه تهران و نیز تامین برق برخی ایستگاه‌های مخابراتی به قبل از انقلاب اسلامی برمی‌‌گردد؛ ولیکن تلاش‌های اصلی در این زمینه مربوط به سال‌های پس از انقلاب است. برنامه شرکت مخابرات ایران در سال‌های 1368 تا 1373 برای برق‌رسانی به 600 ایستگاه مخابراتی که حداقل برای 400 ایستگاه اجرا شد و نصب حدود 800 کیلووات صفحه خورشیدی فوتوولتاییک را در پی داشت، از آن جمله‌اند. ضمن آن‌که برای تامین این صفحات خورشیدی، کارخانه‌ای برای تولید سلول و صفحه (پنل) خورشیدی احداث شد. احداث نیروگاه‌های برق فوتوولتاییک توسط واحد انرژی‌های نو سازمان انرژی اتمی، به‌عنوان نمونه‌هایی برای برق‌رسانی به روستاها در نقاط دوردست در روستای دربید استان یزد و روستای معلمان از توابع شهرستان دامغان در استان سمنان که در همین سال‌ها صورت گرفت، اقداماتی پیشرو در این عرصه بوده است. پس از آن با تجمیع واحد انرژی‌های نو سازمان انرژی اتمی با واحد مشابهی که در وزارت نیرو تحت نام سازمان انرژی‌های نو ایران فعالیت می‌کرد، شرایط بهتری برای ساماندهی حمایت از فعالیت‌های پژوهشی و اجرایی در کشور برای انرژی‌های تجدیدپذیر از جمله انرژی خورشیدی فراهم گردید. علاوه بر این، ورود انرژی‌های تجدیدپذیر در برنامه چشم‌انداز 20 ساله کشور و توجه به این منابع انرژی، به‌خصوص انرژی خورشیدی و باد در برنامه‌های 5 ساله و سالانه کشور، تشکیل کمیته‌ها و کارگروه‌های اجرایی برای توسعه پژوهشی و کاربردی انرژی‌های تجدیدپذیر در ستاد انرژی های نو معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری گام‌هایی است که در توسعه کاربرد این منابع انرژی موثر بوده است. با این حال تا رسیدن به یک نظام تشکیلاتی شایسته برای توسعه کاربرد انرژی‌های تجدیدپذیر در کشور ‌باید گام‌های اساسی دیگری برداشته شود. لازم به ذکر است که تلاش‌های صورت گرفته توسط نهادهای دولتی و همراهی آنها با سرمایه‌گذاری‌های بخش خصوصی نتایج مطلوبی در توسعه انرژی‌های نو و به‌خصوص انرژی خورشیدی داشته است. در این راستا، تاسیس و فعالیت چند کارخانه تولید صفحات خورشیدی فوتوولتاییک، تاسیس و فعالیت چند کارخانه تولید آبگرمکن‌های خورشیدی، نهادینه شدن استفاده از نیروگاه‌های برق خورشیدی برای تامین برق روستاها، ایستگاه‌های مخابراتی، سایت‌های عملیاتی و نظامی، روشنایی خیابان‌ها و پارک‌ها و چراغ‌های راهنمایی از آن جمله‌اند. به‌کارگیری روش‌های تشویقی نظیر تعیین تعرفه‌های خاص قانونی برای خرید برق تولیدی از انرژی‌های تجدیدپذیر به‌خصوص برق فوتوولتاییک توسط بخش خصوصی از اقدامات ارزشمندی است که مطمینا در توسعه این منابع انرژی در کشور تاثیر به سزایی خواهند داشت. با توجه به جدی‌تر شدن توسعه و کاربرد انرژی خورشیدی در کشور، به سفارش قرارگاه خاتم الاوصیا (عج)، مطالعاتی توسط جهاددانشگاهی صنعتی شریف درباره احداث نیروگاه های بزرگ انرژی خورشیدی فتوولتاییک صورت گرفت. به نظر رسید در مروری از نتایج حاصل، انتشار مجموعه منسجمی از موضوعات مرتبط و پیوسته از ضرورت‌هایی که مورد مطالعه قرار گرفته‌اند، در قالب یک ویژه‌نامه می‌تواند مورد استفاده سایر فعالان پژوهشی و صنعتی و نیز علاقه‌‌مندان قرار گیرد. در این مطالعات وضعیت فناوری و صنعت فتوولتاییک در جهان و در ایران بررسی شد که در چندین جلد گزارش مدون گردیده است. مرور مقالات ارایه شده در کنفرانس ها و نشریات مختلف در ایران در زمینه انرژی فتوولتاییک نشان می دهد که تمرکز اصلی مطالعات بر روی بعد اقتصادی این فناوری بوده است(مراجع 1، 2، 3 و 4). ارزیابی اقتصادی سیستم های ترکیبی به علت ماهیت تولید انرژی غیرپیوسته فتوولتاییک و مقایسه اقتصادی آن با سایر منابع انرژی در این مقالات بررسی شده اند. ابعاد فنی و زیست محیطی فناوری نیز در کنار بعد اقتصادی در برخی مقالات مورد توجه قرار گرفته است(مراجع 5، 6، 7، 8 و 9). برآورد پتانسیل تابش خورشیدی در ایران و تهیه اطلس تابشی آن اقدام زیربنایی اجتناب‌ناپذیری بوده است که در مقالات منتشر شده به چشم می خورد(مرجع10). در این ویژه‌نامه ابتدا انرژی خورشیدی از نوع فوتوولتاییک برای تولید انرژی برق و گرمایی برای استفاده مستقیم از گرمایش و یا غیرمستقیم برای تولید برق معرفی شده‌اند. سپس امکان‌سنجی احداث یک نیروگاه فوتوولتاییک پرظرفیت مورد بررسی علمی و فنی قرار گرفته است. ایجاد و تعیین آزمایشگاه‌های مرجع برای تطبیق مشخصات تجهیزات مختلفی که در سامانه‌های نیروگاهی برق خورشیدی استفاده می‌شود با استانداردهای ملی و بین‌المللی، از ضرورت‌های اصلی کشور در گسترش صنعتی و کاربردی انرژی خورشیدی در کشور است که امکان‌سنجی و طراحی آن در ادامه آمده است. شناسایی و طبقه‌بندی عوامل راهبردی اعم از اقتصادی، سیاسی، امنیتی، اجتماعی، حاکمیتی، علمی، فناوری و زیست محیطی نکته با اهمیت دیگری در توسعه انرژی خورشیدی است که در این ویژه‌نامه به آن پرداخته شده است. پرداختن به مزیت زیست محیطی نیروگاه‌های خورشیدی در توسعه به‌کارگیری این نیروگاه‌ها و بررسی این مزیت از زاویه کاهش انتشار گاز خطرناک اکسید کربن و مشتقات آن به روشی که کشورهای صنعتی آن را تحلیل می‌کنند، می‌تواند دیدگاه جدید اقتصادی را در این صنعت ارایه کند که در اینجا مورد توجه قرار گرفته است. در پایان به موضوعی پرداخته شده که در برآورد نیاز کاربران یک نیروگاه و تطبیق این نیازها با طراحی سامانه‌های برق خورشیدی و نصب و بهره‌برداری از یک نیروگاه و نهایتا آنچه که بین سفارش‌دهنده یک سامانه خورشیدی و سازنده آن در قالب یک قرارداد اتفاق می‌افتد، نقش تعیین‌کننده‌ای دارد. معمولا به دلیل عدم آشنایی کاربران به مشخصات فنی و عملیاتی سامانه‌های خورشیدی و نحوه بهره‌برداری از آن، مسایل و مشکلاتی در روابط بین سرمایه گذار، طراح، تامین‌کننده و استفاده‌کننده از یک نیروگاه خورشیدی پدید می‌آید که عدم توجه به آن موانعی را در راه توسعه پایدار کاربرد انرژی خورشیدی ایجاد می‌کند. این موضوع در مقاله پایانی این ویژه‌نامه تحت عنوان انتخاب الگوی مناسب برای قراردادهای طراحی، تهیه تجهیزات و ساخت نیروگاه‌های خورشیدی توضیح داده شده است. مراجع1. کوچک‌زاده، میثم؛ شریفی، علیمراد؛ خوش اخلاق، رحمان؛ ارزیابی اقتصادی استفاده از نیروگاه‌های هیبرید خورشیدی در ایران، اولین کنفرانس بین المللی مدیریت و برنامه ریزی انرژی، 1385.2.خوش اخلاق، رحمان؛ شریفی، علیمراد؛ کوچک زاده، میثم؛ ارزیابی اقتصادی استفاده از انرژی خورشیدی در مقایسه با نیروگاه دیزلی، پژوهش‌های اقتصادی ایران، شماره 24، صص 196-171، پاییز 1384.3.اکرامی، عطیه؛ صادقی، مهدی؛ ارزیابی اقتصادی توسعه نیروگاه های خورشیدی با توجه به ملاحظات زیست محیطی، علوم و تکنولوژی محیط زیست، دوره دهم، شماره دو، تابستان 87.4.رستمی، ثریا؛ حق‌پرست کاشانی، آرش؛ لاری، حمیدرضا؛ مطالعه و برآوردقیمت برق تولیدی ازنیروگاه‌های بادی،خورشیدی و بیوگاز، نخستین کنفرانس انجمن ملی انرژی ایران، تهران، پژوهشگاه نیرو، 27-26 مهرماه 1392. 5.نجاتی، جواد؛ شریعتی، پویا؛ ارزیابی اقتصادی سیستم فتوولتاییک و دیزل ژنراتور در برق رسانی دایم به روستای دور افتاده از شبکه سراسری برق، اولین همایش ملی انرژی‌های نو و پاک، 1392.6.شعربافیان، نیلوفر؛ برآورد پتانسیل فنی و اقتصادی انرژی خورشیدی حرارتی در ایران: راهکاری برای توسعه پایدار انرژی خورشیدی، مطالعات اقتصاد انرژی، شماره 15، صص 54-35، زمستان 1386. 7.عباسپور، مجید؛ حاجی سید میرزاحسینی، سید علیرضا؛ طاهری، ترانه؛ ارزیابی فنی، اقتصادی و زیست محیطی نیروگاه‌های خورشیدی به وسیله نرم‌افزار retscreen با توجه به قانون هدفمندسازی یارانه‌ها (مطالعه موردی نیروگاه خورشیدی واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی)، فصلنامه انسان و محیط زیست، شماره 18 (پیاپی 29). 8.حاجی سیدمیرزاحسینی، سیدعلیرضا؛ طاهری، ترانه؛ بررسی تاثیر به‌کارگیری سیستم‌های فوتوولتاییک در کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای (مطالعه موردی نیروگاه خورشیدی واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی)، پنجمین همایش تخصصی مهندسی محیط زیست، 1390. 9.منشی پور، سمیرا؛ خلفی، فرید؛ مقایسه آلودگی‌های زیست محیطی نیروگاه‌های حرارتی سوخت فسیلی در کشور با سیستم‌های برق خورشیدی فتوولتاییک، هفتمین همایش ملی انرژی، 1388. 10.صفایی، بتول؛ خلجی اسدی، مرتضی؛ تقی‌زاده، حبیب؛ جیلاوی، افسانه؛ طالقانی، گیتی؛ دانش، ماندانا؛ برآورد پتانسیل تابش خورشیدی در ایران و تهیه اطلس تابشی آن، مجله علوم و نون هسته ای، مسلسل 33، صص 27-34، 1384.