مقدمه

انرژي خورشيدي از فراوان‌ترين و در دسترس‌ترين منابع انرژي تجديدپذير است و جامعه جهاني، براي تامين انرژي موردنياز خود در آينده، بسيار به آن اميد بسته است. انرژي‌هاي تجديدپذير، انرژي قرن بيست و يكم نام گرفته‌اند و اين نام‌گذاري شايد به اين علت باشد كه كارشناسان انرژي دنيا معتقدند كه در اواسط اين قرن بسياري از منابع نفت و گاز به اتمام مي‌رسد، يا هزينه‌هاي استخراج اين منابع به حدي افزايش مي‌يابد كه استفاده از آنها براي تامين انرژي غيراقتصادي مي‌شود. مسايلي نظير گازهاي گلخانه‌اي و گرم شدن زمين و آلودگي هوا و محيط زيست كه در اثر استفاده از سوخت‌هاي فسيلي در برخي از نقاط به شرايط اضطرار رسيده است، نيز، اين موضوع را دامن زده و انگيزه‌ها را براي توسعه كاربرد انرژي‌هاي پاك افزايش داده است. به همين علت كشورهاي صنعتي هدف‌هاي بسيار بلندي را براي رشد و توسعه انرژي‌هاي تجديد پذير و به‌خصوص انرژي خورشيدي و جايگزيني آنها به‌جاي انرژي‌هاي فسيلي برنامه‌ريزي كرده و حجم سرمايه‌گذاري‌هاي خود را در اين زمينه به‌شدت افزايش داده‌اند. آمارهاي بين‌المللي پيش‌بيني مي‌كند كه در پايان قرن حاضر انرژي خورشيدي بيش از ساير منابع انرژي تجديدپذير در تامين انرژي دنيا موثر خواهد بود. ممكن است تلاش كشورهاي صنعتي در توسعه انرژي‌هاي تجديدپذير تنها براي جايگزيني با انرژي فسيلي و يا حفظ محيط زيست نباشد و اهداف ديگري را نيز درنظر داشته باشند كه يكي از مهم‌ترين آنها كاهش وابستگي به كشورهاي نفت‌خيز به‌خصوص خاورميانه است تا بتوانند شرايط سياسي و اقتصادي را به نفع خود تنظيم كنند وليكن اين نكته نبايد دليلي باشد براي كارشناسان برنامه‌‌هاي راهبردي كشورهاي نفت‌خيز مانند ايران اسلامي كه به استناد آن سرمايه‌گذاري براي توسعه فناوري و كاربرد انرژي‌هاي تجديدپذير را از اولويت خارج كنند. توسعه انرژي‌هاي تجديدپذير به همان دلايلي كه براي كشورهاي توسعه يافته و صنعتي مهم است، براي ما نيز اهميت دارد و بايد در اولويت برنامه‌هاي راهبردي كشور قرار داشته باشد، در غير اين صورت با عقب‌ماندگي علمي و فني در اين زمينه مواجه شده و در آينده‌اي نه چندان دور براي تامين انرژي براي كشور نيازمند دستاوردهاي فناورانه كشورهاي ديگر خواهيم شد. انرژي‌هاي تجديدپذير انواع مختلفي از انرژي‌هاي موجود در طبيعت را شامل مي‌شود كه انرژي نور خورشيدي يا فوتوولتاييك، انرژي گرمايي خورشيد، انرژي باد، زيست توده، زيست گاز، پيل سوختي، انرژي موج دريا، زمين گرمايي، انرژي جريان آب رودخانه‌ها و انرژي آب ذخيره شده پشت سدها از آن جمله‌اند. انواع ديگري از انرژي‌ها مانند جريان هوا در دودكش يا انرژي جزر و مد دريا و يا سوخت قابل استحصال از گياهان هم هستند كه مي‌توان آنها را در اين دسته‌بندي قرار داد. استحصال هر يك از اين انرژي‌ها دانش مخصوص به خود را نياز دارد و بهره‌برداري از آنها نيازمند فناوري‌هايي منطبق با ويژگي‌هاي خود آنهاست. به عبارت ديگر، هر يك از آنها در شاخه‌اي از علوم قرار دارند و شايد نتوان همه آنها را در يك قالب و چارچوب پژوهشي و يك مسير سرمايه‌گذاري قرار داد. لازم است انواع منابع انرژي تجديدپذير در كشور مطالعه شود، فراواني و گستردگي دسترسي به آن در نقاط مختلف كشور بررسي شده و براساس آن و با توجه به ضرورت‌ها و نيازها، توسعه و كاربرد هر يك از منابع را برنامه‌ريزي و سرمايه‌گذاري كرد. البته ذكر اين نكات به اين معني نيست كه چنين مطالعاتي صورت نگرفته و اقداماتي كه در دست انجام است، فاقد بررسي‌هاي اوليه است. مطالعات انجام‌شده در زمينه انرژي باد، فوتوولتاييك و انرژي گرمايي خورشيد، تهيه اطلس باد و تابش نور خورشيد در كل كشور، سرمايه‌گذاري در فعاليت‌هاي پژوهشي براي فناروي‌هاي مربوط به اين انرژي‌ها و تشويق به سرمايه‌گذاري در صنايع مرتبط به اين منابع انرژي از اقدامات ارزنده‌اي است كه از گذشته صورت گرفته است. شايد پراكندگي موجود در مراجع تصميم‌گيري براي توسعه هريك از اين منابع كه به‌عنوان مثال تامين برق در يك وزارتخانه برنامه‌ريزي مي‌شود، تامين گرما در وزارتخانه ديگر، انرژي موج دريا در كنترل سازمان ديگري است و يا انرژي زيست گاز مي‌بايد در حوزه شهرداري‌ها مطالعه و بررسي شود، عاملي براي غفلت از كاربرد به‌جاي منابع و عدم نتيجه‌گيري صحيح و اقتصادي از بعضي اقدامات باشد. اينكه بدانيم كدام‌يك از انرژي‌هاي تجديدپذير در كدام منطقه كشور بيشتر در دسترس است و استفاده از آنها براي تامين چه نوع انرژي از نيازهاي منطقه اقتصادي‌تر است، مطالعاتي نظير آمايش سرزمين براي انرژي را مي‌طلبد كه بايد به‌صورت متمركز براي همه منابع انرژي تجديدپذير انجام شود. احتمالا معاونت برنامه ريزي و مديريت راهبردي رياست جمهوري بهترين گزينه براي چنين مطالعاتي است. اگرچه ممكن است منشا اكثر انرژي‌هاي تجديدپذير، خورشيد باشد؛ وليكن انرژي فوتوولتاييك براي توليد مستقيم برق از نور خورشيد و انرژي گرمايي نورخورشيد به‌طور مستقيم از تابش نور خورشيد قابل دريافت هستند. كشور ما ايران روي كمربند خورشيدي كره زمين قرار دارد و از تابش بسيار خوب نور خورشيد در اكثر نقاط برخوردار است. براساس اطلس خورشيدي تهيه شده توسط سازمان انرژي‌هاي نو وابسته به وزارت نيرو، متوسط سالانه اين تابش در كشور حدود 5 كيلووات ساعت بر مترمربع در روز است و نشان مي‌دهد كه كشور پهناور ما براي استفاده از اين انرژي خدادادي شرايط بسيار خوبي دارد. بنابراين مي‌توان نتيجه گرفت كه در ميان انرژي‌هاي تجديدپذير، بيشترين ظرفيت براي انرژي فوتوولتاييك و انرژي گرمايي خورشيد در اكثر نقاط كشور وجود دارد و مي‌تواند به‌صورت گسترده مورد استفاده قرار گيرد. يكي از ويژگي‌هاي مهم نيروگاه برق فوتوولتاييك، قابليت طراحي و نصب نيروگاه‌هايي با اندازه‌ها و ظرفيت‌هاي مختلف است كه مي‌تواند از ظرفيت‌هاي كوچك تا چند صد مگاوات برحسب نياز و در نزديكي محل مصرف‌كننده نصب و بهره برداري شود و با حذف شبكه‌هاي انتقال پرهزينه كه معمولا بخشي از انرژي هم در آنها تلف مي‌شود و تنها با استفاده از شبكه‌هاي توزيع كوچك و محدود، از برق توليدي استفاده كرد. اين ويژگي اجازه مي‌دهد برق يك روشنايي خياباني يا پاركي را با قرار دادن يك يا دو صفحه خورشيدي در روي همان تير چراغ برق فراهم كرد، يا تامين برق يك ايستگاه هواشناسي و يا مخابراتي را به نيروگاهي كه در مجاورت ايستگاه يا روي پشت‌بام آن نصب مي‌شود سپرد، يا در مكان‌هايي كه شدت تابش و تعداد روزهاي آفتابي آن بيشتر است، از نيروگاههاي بزرگ براي تامين برق صنايع محلي تا تزريق به شبكه براي استفاده در نقاط ديگر بهره برد. ويژگي ديگر نيروگاه‌هاي برق فوتولتاييك آن است كه نسبت به مكان نصب انعطاف بالايي دارد. به عبارت ديگر، داراي قابليت نصب در مكان‌هايي است كه شايد براي كار ديگري قابل استفاده نباشد. اين ويژگي موجب ارايه طرح تجميع فوتوولتاييك با ساختمان‌ها شد و صنعتگران را براي توليد مصالح ساختماني با صفحات خورشيدي ترغيب كرد. استفاده از صفحات خورشيدي براي پوشش سقف و ديوارهاي بيروني ساختمان‌ها و يا استفاده در پنجره‌ها سال‌هاست كه در بعضي كشورها به‌صورت گسترده مرسوم است. علاوه بر اين، استفاده از صفحات خورشيدي به‌عنوان صداگير بزرگراه‌ها، سايبان ايستگاه‌هاي اتوبوس يا تامين برق خودروهاي خورشيدي متداول است. ضمن آن‌كه اين ويژگي اجازه مي‌دهد صفحات خورشيدي روي پشت بام، لبه‌هاي ديوار و يا حاشيه مزارع و امثالهم نصب شوند و نياز به مكان خاص براي استقرار نيروگاه‌هاي خورشيدي فوتوولتاييك نباشد. اگر چه سابقه ورود صفحات خورشيدي براي كارهاي پژوهشي در دانشگاه‌ها نظير دانشگاه تهران و نيز تامين برق برخي ايستگاه‌هاي مخابراتي به قبل از انقلاب اسلامي برمي‌‌گردد؛ وليكن تلاش‌هاي اصلي در اين زمينه مربوط به سال‌هاي پس از انقلاب است. برنامه شركت مخابرات ايران در سال‌هاي 1368 تا 1373 براي برق‌رساني به 600 ايستگاه مخابراتي كه حداقل براي 400 ايستگاه اجرا شد و نصب حدود 800 كيلووات صفحه خورشيدي فوتوولتاييك را در پي داشت، از آن جمله‌اند. ضمن آن‌كه براي تامين اين صفحات خورشيدي، كارخانه‌اي براي توليد سلول و صفحه (پنل) خورشيدي احداث شد. احداث نيروگاه‌هاي برق فوتوولتاييك توسط واحد انرژي‌هاي نو سازمان انرژي اتمي، به‌عنوان نمونه‌هايي براي برق‌رساني به روستاها در نقاط دوردست در روستاي دربيد استان يزد و روستاي معلمان از توابع شهرستان دامغان در استان سمنان كه در همين سال‌ها صورت گرفت، اقداماتي پيشرو در اين عرصه بوده است. پس از آن با تجميع واحد انرژي‌هاي نو سازمان انرژي اتمي با واحد مشابهي كه در وزارت نيرو تحت نام سازمان انرژي‌هاي نو ايران فعاليت مي‌كرد، شرايط بهتري براي ساماندهي حمايت از فعاليت‌هاي پژوهشي و اجرايي در كشور براي انرژي‌هاي تجديدپذير از جمله انرژي خورشيدي فراهم گرديد. علاوه بر اين، ورود انرژي‌هاي تجديدپذير در برنامه چشم‌انداز 20 ساله كشور و توجه به اين منابع انرژي، به‌خصوص انرژي خورشيدي و باد در برنامه‌هاي 5 ساله و سالانه كشور، تشكيل كميته‌ها و كارگروه‌هاي اجرايي براي توسعه پژوهشي و كاربردي انرژي‌هاي تجديدپذير در ستاد انرژي هاي نو معاونت علمي و فناوري رياست جمهوري گام‌هايي است كه در توسعه كاربرد اين منابع انرژي موثر بوده است. با اين حال تا رسيدن به يك نظام تشكيلاتي شايسته براي توسعه كاربرد انرژي‌هاي تجديدپذير در كشور ‌بايد گام‌هاي اساسي ديگري برداشته شود. لازم به ذكر است كه تلاش‌هاي صورت گرفته توسط نهادهاي دولتي و همراهي آنها با سرمايه‌گذاري‌هاي بخش خصوصي نتايج مطلوبي در توسعه انرژي‌هاي نو و به‌خصوص انرژي خورشيدي داشته است. در اين راستا، تاسيس و فعاليت چند كارخانه توليد صفحات خورشيدي فوتوولتاييك، تاسيس و فعاليت چند كارخانه توليد آبگرمكن‌هاي خورشيدي، نهادينه شدن استفاده از نيروگاه‌هاي برق خورشيدي براي تامين برق روستاها، ايستگاه‌هاي مخابراتي، سايت‌هاي عملياتي و نظامي، روشنايي خيابان‌ها و پارك‌ها و چراغ‌هاي راهنمايي از آن جمله‌اند. به‌كارگيري روش‌هاي تشويقي نظير تعيين تعرفه‌هاي خاص قانوني براي خريد برق توليدي از انرژي‌هاي تجديدپذير به‌خصوص برق فوتوولتاييك توسط بخش خصوصي از اقدامات ارزشمندي است كه مطمينا در توسعه اين منابع انرژي در كشور تاثير به سزايي خواهند داشت. با توجه به جدي‌تر شدن توسعه و كاربرد انرژي خورشيدي در كشور، به سفارش قرارگاه خاتم الاوصيا (عج)، مطالعاتي توسط جهاددانشگاهي صنعتي شريف درباره احداث نيروگاه هاي بزرگ انرژي خورشيدي فتوولتاييك صورت گرفت. به نظر رسيد در مروري از نتايج حاصل، انتشار مجموعه منسجمي از موضوعات مرتبط و پيوسته از ضرورت‌هايي كه مورد مطالعه قرار گرفته‌اند، در قالب يك ويژه‌نامه مي‌تواند مورد استفاده ساير فعالان پژوهشي و صنعتي و نيز علاقه‌‌مندان قرار گيرد. در اين مطالعات وضعيت فناوري و صنعت فتوولتاييك در جهان و در ايران بررسي شد كه در چندين جلد گزارش مدون گرديده است. مرور مقالات ارايه شده در كنفرانس ها و نشريات مختلف در ايران در زمينه انرژي فتوولتاييك نشان مي دهد كه تمركز اصلي مطالعات بر روي بعد اقتصادي اين فناوري بوده است(مراجع 1، 2، 3 و 4). ارزيابي اقتصادي سيستم هاي تركيبي به علت ماهيت توليد انرژي غيرپيوسته فتوولتاييك و مقايسه اقتصادي آن با ساير منابع انرژي در اين مقالات بررسي شده اند. ابعاد فني و زيست محيطي فناوري نيز در كنار بعد اقتصادي در برخي مقالات مورد توجه قرار گرفته است(مراجع 5، 6، 7، 8 و 9). برآورد پتانسيل تابش خورشيدي در ايران و تهيه اطلس تابشي آن اقدام زيربنايي اجتناب‌ناپذيري بوده است كه در مقالات منتشر شده به چشم مي خورد(مرجع10). در اين ويژه‌نامه ابتدا انرژي خورشيدي از نوع فوتوولتاييك براي توليد انرژي برق و گرمايي براي استفاده مستقيم از گرمايش و يا غيرمستقيم براي توليد برق معرفي شده‌اند. سپس امكان‌سنجي احداث يك نيروگاه فوتوولتاييك پرظرفيت مورد بررسي علمي و فني قرار گرفته است. ايجاد و تعيين آزمايشگاه‌هاي مرجع براي تطبيق مشخصات تجهيزات مختلفي كه در سامانه‌هاي نيروگاهي برق خورشيدي استفاده مي‌شود با استانداردهاي ملي و بين‌المللي، از ضرورت‌هاي اصلي كشور در گسترش صنعتي و كاربردي انرژي خورشيدي در كشور است كه امكان‌سنجي و طراحي آن در ادامه آمده است. شناسايي و طبقه‌بندي عوامل راهبردي اعم از اقتصادي، سياسي، امنيتي، اجتماعي، حاكميتي، علمي، فناوري و زيست محيطي نكته با اهميت ديگري در توسعه انرژي خورشيدي است كه در اين ويژه‌نامه به آن پرداخته شده است. پرداختن به مزيت زيست محيطي نيروگاه‌هاي خورشيدي در توسعه به‌كارگيري اين نيروگاه‌ها و بررسي اين مزيت از زاويه كاهش انتشار گاز خطرناك اكسيد كربن و مشتقات آن به روشي كه كشورهاي صنعتي آن را تحليل مي‌كنند، مي‌تواند ديدگاه جديد اقتصادي را در اين صنعت ارايه كند كه در اينجا مورد توجه قرار گرفته است. در پايان به موضوعي پرداخته شده كه در برآورد نياز كاربران يك نيروگاه و تطبيق اين نيازها با طراحي سامانه‌هاي برق خورشيدي و نصب و بهره‌برداري از يك نيروگاه و نهايتا آنچه كه بين سفارش‌دهنده يك سامانه خورشيدي و سازنده آن در قالب يك قرارداد اتفاق مي‌افتد، نقش تعيين‌كننده‌اي دارد. معمولا به دليل عدم آشنايي كاربران به مشخصات فني و عملياتي سامانه‌هاي خورشيدي و نحوه بهره‌برداري از آن، مسايل و مشكلاتي در روابط بين سرمايه گذار، طراح، تامين‌كننده و استفاده‌كننده از يك نيروگاه خورشيدي پديد مي‌آيد كه عدم توجه به آن موانعي را در راه توسعه پايدار كاربرد انرژي خورشيدي ايجاد مي‌كند. اين موضوع در مقاله پاياني اين ويژه‌نامه تحت عنوان انتخاب الگوي مناسب براي قراردادهاي طراحي، تهيه تجهيزات و ساخت نيروگاه‌هاي خورشيدي توضيح داده شده است. مراجع 1. كوچك‌زاده، ميثم؛ شريفي، عليمراد؛ خوش اخلاق، رحمان؛ "ارزيابي اقتصادي استفاده از نيروگاه‌هاي هيبريد خورشيدي در ايران"، اولين كنفرانس بين المللي مديريت و برنامه ريزي انرژي، 1385. 2. خوش اخلاق، رحمان؛ شريفي، عليمراد؛ كوچك زاده، ميثم؛ "ارزيابي اقتصادي استفاده از انرژي خورشيدي در مقايسه با نيروگاه ديزلي"، پژوهش‌هاي اقتصادي ايران، شماره 24، صص 196-171، پاييز 1384. 3. اكرامي، عطيه؛ صادقي، مهدي؛ "ارزيابي اقتصادي توسعه نيروگاه هاي خورشيدي با توجه به ملاحظات زيست محيطي"، علوم و تكنولوژي محيط زيست، دوره دهم، شماره دو، تابستان 87. 4. رستمي، ثريا؛ حق‌پرست كاشاني، آرش؛ لاري، حميدرضا؛ "مطالعه و برآوردقيمت برق توليدي ازنيروگاه‌هاي بادي،خورشيدي و بيوگاز"، نخستين كنفرانس انجمن ملي انرژي ايران، تهران، پژوهشگاه نيرو، 27-26 مهرماه 1392. 5. نجاتي، جواد؛ شريعتي، پويا؛ "ارزيابي اقتصادي سيستم فتوولتاييك و ديزل ژنراتور در برق رساني دايم به روستاي دور افتاده از شبكه سراسري برق"، اولين همايش ملي انرژي‌هاي نو و پاك، 1392. 6. شعربافيان، نيلوفر؛ "برآورد پتانسيل فني و اقتصادي انرژي خورشيدي حرارتي در ايران: راهكاري براي توسعه پايدار انرژي خورشيدي"، مطالعات اقتصاد انرژي، شماره 15، صص 54-35، زمستان 1386. 7. عباسپور، مجيد؛ حاجي سيد ميرزاحسيني، سيد عليرضا؛ طاهري، ترانه؛ "ارزيابي فني، اقتصادي و زيست محيطي نيروگاه‌هاي خورشيدي به وسيله نرم‌افزار RETScreen با توجه به قانون هدفمندسازي يارانه‌ها (مطالعه موردي نيروگاه خورشيدي واحد علوم و تحقيقات، دانشگاه آزاد اسلامي)، فصلنامه انسان و محيط زيست، شماره 18 (پياپي 29). 8. حاجي سيدميرزاحسيني، سيدعليرضا؛ طاهري، ترانه؛ "بررسي تاثير به‌كارگيري سيستم‌هاي فوتوولتاييك در كاهش انتشار گازهاي گلخانه‌اي (مطالعه موردي نيروگاه خورشيدي واحد علوم و تحقيقات، دانشگاه آزاد اسلامي)، پنجمين همايش تخصصي مهندسي محيط زيست، 1390. 9. منشي پور، سميرا؛ خلفي، فريد؛ "مقايسه آلودگي‌هاي زيست محيطي نيروگاه‌هاي حرارتي سوخت فسيلي در كشور با سيستم‌هاي برق خورشيدي فتوولتاييك"، هفتمين همايش ملي انرژي، 1388. 10. صفايي، بتول؛ خلجي اسدي، مرتضي؛ تقي‌زاده، حبيب؛ جيلاوي، افسانه؛ طالقاني، گيتي؛ دانش، ماندانا؛ "برآورد پتانسيل تابش خورشيدي در ايران و تهيه اطلس تابشي آن"، مجله علوم و نون هسته اي، مسلسل 33، صص 27-34، 1384.