اثر گلخانه ای
اگرچه امروزه بخش عمده ای از دستگاههای فوتوولتاییک صرفا به دلایل عملی و اقتصادی مورد استفاده قرار می گیرند، مزیت بالقوه آنها این است که فوتوولتاییک یکی از مطلوبترین منابع تولید برق برای محیط زیست است. تاثیر تولید برق بر محیط زیست، به ویژه اثر گلخانه ای، دلیل مهمی برای آزمودن فوتوولتاییک ها است. مرور خلاصه ای از اثر گلخانه ای در زیر آمده است.
دمای زمین ناشی از تعادلی است که بین تشعشعات ورودی از خورشید و انرژی تابش شده از زمین به فضا برقرار شده است. تابش خروجی که توسط زمین منتشر می شود به شدت تحت تاثیر حضور و آرایش جو زمین است. اگر جو زمین وجود نداشت، همانطور که در ماه چنین است، دمای میانگین سطح زمین در حدود 18- درجه سانتی گراد بود. با این حال، سطح طبیعی دی اکسید کربن (CO2) موجود در اتمسفر با مقدار ppm 270، تابش خروجی را جذب می کند که نتیجه آن، حفظ این انرژی در جو و گرم شدن زمین است. جو باعث می شود که دمای زمین بطور متوسط در حدود 15 درجه سانتی گراد باشد، یعنی 33 درجه سانتی گراد بالاتر از دمای ماه. دی اکسید کربن بیشترین جذب را در محدوده طول موج μm 19-13 دارد و بیشتری جذب بخار آب، گاز دیگری در جو، در محدوده طول موج μm 7-4 است. بیشتر تابش خروجی در حدود %70 در روزنه ای بین μm 13-7 فرار می کند.
فعالیتهای انسانی بطور فزاینده ای "گازهای انسانی" (گازهای تولید شده توسط انسانها مربوط به برخورد و تماس انسان با طبیعت) را در جو آزاد می کند که تابش خروجی را در محدوده طول موج μm 13-7 (یعنی همان روزنه ای که تابش خروجی می تواند از زمین خارج شود) جذب می کنند، به ویژه دی اکسید کربن، متان، اوزون (ازن)، اکسیدهای نیتروژن دار و کلروفلوئوروکربن ها (CFC). این گازها از فرار عادی انرژی جلوگیری می کنند و بطور بالقوه باعث افزایش دما در زمین می شوند. شواهد موجود نشان می دهد که سطح موثر دی اکسید کربن تا سال 2030 دو برابر می شود، که باعث گرمایش جهانی از 1 تا 4 درجه سانتی گراد خواهد شد. این امر منجر به تغییرات در الگوی بادها و بارندگی می شود و درنتیجه سبب می شود که قاره ها از درون خشک شوند و سطح اقیانوسهای زمین بالا بیاید. افزایش بیشتر در آزادسازی گازهای انسانی البته باعث تاثیرات شدید بیشتری می شود.
ارتباط افزایش غلظت دی اکسید کربن در جو (خط آبی) با افزایش دمای میانگین (خط قرمز).
نمودار بالا تنها به اواسط دهه 90 محدود می شود. در آن زمان اینکه آیا گرم شدن یک روند است یا یک نوسان آماری بطور قابل توجهی مورد بحث قرار گرفت. امید کمی وجود داشت که دماهای میانگین دوباره تا سطح متوسط آماری پایین برود. در سالهای بعد دمای زمین همچنان افزایش یافته همانطور که در نمودار زیر نشان داده شده است.
دمای میانگین زمین. دما در حال افزایش است.
واضح است که فعالیتهای انسانی در حال حاضر به درجه ای رسیده است که بر محیط سیاره و جذابیتهای آن برای انسانها تاثیر شدید می گذارند. اثرات جانبی می تواند ویرانگر باشد و فناوریهای کم اثر بر روی محیط زیست و بدون انتشار گازهای گلخانه ای احتمالا در دهه های آینده از اهمیت بیشتری برخوردار خواهند بود. از آنجا که بخش انرژی، تولید کننده اصلی گازهای گلخانه ای از طریق احتراق سوختهای فسیلی است، تکنولوژیهایی مانند فوتوولتاییک که می تواند جایگزین سوختهای فسیلی شود، باید به گونه ای روزافزون مورد استفاده قرار گیرد.
μm : میکرومتر
ppm : در علم و مهندسی نماد "تعداد در هر" یا pp، مجموعه ای از شبه واحدها برای توصیف مقادیر کوچک از کمیتهای بدون بعد گوناگون است، به عنوان مثال کسر مولی یا کسر جرم. از آنجایی که این کسرها، مقیاسهای مقدار به ازای هر مقدار است، آنها عددهای خالص و بدون واحد اندازه گیری هستند. معمولا ppm (تعداد در میلیون، 10-6)، ppb (تعداد در میلیارد، 10-9)، ppt (تعداد در تریلیون، 10-12) و ppq (تعداد در کادریلیون، 10-15) مورد استفاده قرار می گیرد. این نمادگذاری بخشی از سیستم SI نیست و معنای آن مبهم است.
ppm: parts-per-million
ppb: parts-per-billion
ppt: parts-per-trillion
ppq: parts-per-quadrillion
نویسنده: سوزیا رهبردهقان
کلیه مطالب کهکشان دانش توسط نویسندگان آن تهیه و ترجمه شده است.
استفاده از مطالب این وبلاگ بدون ذکر منبع ممنوع است.
مجموعه ای ارزشمند برای دانشجویان کارشناسی ارشد فیزیک نوشته کارملی را به شما معرفی می کنیم که شامل 5 جلد کتاب در زمینه فیزیک نظری با موضوعات میدان های کلاسیک، نسبیت خاص کیهانشناسی، نظریه گروه، نسبیت عام و نظریه اسپینورها است.
مجموعه کتاب های فیزیک نظری کارملی
کهکشان دانش زمین ,دمای ,گلخانه ,افزایش ,تابش ,اکسید ,تابش خروجی ,درجه سانتی ,اکسید کربن ,سانتی گراد ,دمای زمین منبع
درباره این سایت