تحقیقات و اختراعات و بهره گیری از انرژی های مختلف، از اساسی ترین و مهمترین گامهایی هستند که انسانها در طول تاریخ در راه پیشرفت جوامع خود برداشته اند. رشد علم و صنعت و فن آوری در جهان امروز، روشهای مختلف استفاده از انرژی را که در دوران قبل از انقلاب صنعتی معمول بوده دگرگون کرده، و شناخت منابع انرژی های جدید، تحولی عظیم در توسعه صنعتی و تکامل اجتماعی بشر به وجود آورده است.
خورشید عامل و منشأ انرژی های گوناگونی است که در طبیعت موجود است از جمله: سوختهای فسیلی که در اعماق زمین ذخیره شده اند، انرژی آبشارها و باد، رشد گیاهان که بیشتر حیوانات و انسان برای بقای خود از آنها استفاده می کنند، مواد آلی که قابل تبدیل به انرژی حرارتی و مکانیکی هستند، امواج دریاها، قدرت جزر و مد که براساس جاذبه و حرکت زمین بدور خورشید و ماه حاصل می شود، اینها همه نمادهایی از انرژی خورشید هستند. انرژی هسته ای را می توان یک استثناء کلی دانست، با اینکه امروزه یکی از منابع مهم تولید انرژی در جهان شناخته شده است. انرژی اتمی احتیاج به فن آوری بسیار پیشرفته و پرهزینه دارد که در موقع استفاده از آن، خطرات احتمالی و مضرات آنرا نیز باید مدنظر داشت. با مطالعه در تاریخ انسانها، مشاهده می شود که انرژی قابل استفاده برای انسان نخستین، تنها قدرت بدنی او بود. مدتها گذشت تا توانست با رام کردن حیوانات و به خدمت گرفتن سایر انسانها و همچنین سوزاندن درختان، احتیاجات خود را برطرف کند. بالاخره انسان با دستیابی به منابع سوختهای فسیلی مثل ذغال سنگ و نفت و گاز قدرت مادی خویش را به طرز بیسابقه ای افزایش داد.
استفاده از قدرت باد در آسیابها و توربین ها، و کشتیرانی و بکارگیری انرژی آب در چرخها و توربینهای آبی، پس از گسترش معمولمات علمی و فن آوری بشر امکان پذیر شد.
198صفحه فایل ورد قابل ویرایش
فهرست مطالب
مقدمه۱
تاریخچه ۴
زمین و انرژی خورشیدی۹
وضعیت انرژی در ایران۱۵
زوایای خورشیدی۲۰
وسایل اندازه گیری تابش خورشیدی۴۱
انرژی خورشیدی و مقایسهی آن با انرژی های دیگر۴۶
انواع تکنولوژی های انرژی خورشیدی۵۳
تابش خورشید۶۰
عملکرد سلول های خورشیدی۷۳
ذخیره سازی انرژی۸۵
سیستم های گرما خورشیدی۱۰۶
آبگرمکن خورشیدی برای گرمایش ساختمان و مصرف۱۱۳
آبگرمکن خورشیدی برای گرمایش و سرمایش۱۱۶
سیستم های تهیهی آب شیرین خورشیدی۱۱۸
طراحی و محاسبات آبگرمکن خورشیدی۱۴۳
محاسبات دستگاه آب شیرین کن خورشیدی۱۶۱
سیستم های خشک کن خورشیدی۱۶۵
سیستم های سرد کننده خورشیدی۱۷۹
اولین ساختمان خورشیدی در ایران ۱۸۴
منابع و مآخذ۱۹۷……………………..
انرژی خورشیدی یکی ازمنابع تأمن انرژی رایگان ، پاک و عاری از اثرات مخرب زیست محیطی است که از دیرباز به روش های گوناگونی مورد استفاده بشر قرار گرفته است. بحران انرژی در سالهای اخیر ، کشورهای جهان را بر آن داشت که با مسائل مربوط به انرژی برخورد متفاوت نمایند که در این میان جایگزینی انرژی های فسیلی با انرژی های تجدیدپذیر از جمله انرژی خورشیدی به منظور کاهش و صرفه جویی در مصرف انرژی با استقبال فراوانی روبه رو شده است.
اثر فتوولتایک منشاء یک ولتاژ و جریان در عنصری است که در برابر تابش نور قرار دارد. فتوون های موجود در نور در این پدیده باعث آزاد شدن الکترون ها می شوند.
ساختار سلول خورشیدی
ساختار آن عبارت است از: محفظه (جداکننده سلول از محیط بیرون) ، شبکه اتصال (رسانایی که وظیفه جمع آوری حامل ها را دارد) پوشش ضدانعکاس (جلوگیری از انعکاس نور خورشید از سطح سلول) ، سلیکون نوع N، سلیکون نوع P صفحه هادی زیرین.
از آن جایی که در ساختار سلول های خورشیدی نیمه هادی ها نقش مهمی دارند بنابراین نیاز به عناصری است که گاف انرژی مناسبی داشته باشند. گاف انرژی، مقدار انرژی لازم برای انتقال الکترون از لایه ظرفیت به لایه هدایت است.
سلیکون بین نیمه هادی کمترین مقدار گاف انرژی دارد البته گاف انرژی ژرمانیوم از سلیکون کمتر است اما چون سلیکون در پوسته زمین فراوان تر است، از آن در ساختار سلول خورشیدی استفاده می شود.
در شبکه بلوری سیلیکون خالص، هر اتم سلیکون از 4 اتم دیگر متصل است تا لایه آخر هر سلیکون 8 الکترونی شود. اما سلیکون خالص رسانای ضعیف الکتریکی است به این دلیل برای استفاده در سلول خورشیدی آن را با عناصر فسفر، آرسنیک ، بور ترکیب می کنند تا نیمه هادی ها نوع P , N تشکیل شود.
1-1 مقدمه 3
1-2 تعریف 3
1-3 تاریخچه 3
1-4 ساختار سلول خورشیدی 4
1-4-1 سلول تک پیوندی 4
1-5 مزیت سلیکون 5
1-6 سلول چند پیوندی 7
1-7 اتصال تونلی 9
1-8 لایه پنجره ای و لایه زیرین 10
1-9 نحوه عملکرد سلول خورشیدی 10
1-10مدار معادل سلول خورشیدی 12
1-11معادله مشخصه 12
فصل دوم: انواع سلول خورشیدی
2-1 مقدمه 15
2-2 سلول های مبتنی بر کریستال سیلیکونی 15
2-2-1 سیلیکون تک کریستالی 15
2-2-2 سیلیکون چند کریستالی 16
2-2-3 String Ribbon 16
2-3 سلول های خورشیدی مبتنی بر سلیکون لایه نازک غیرکریستالی 17
2-3-1 Amorphous Silicon 17
2-4 کادمیوم- تلوروید 18
2-5 مس ایندیم گالیوم سلنید 18
2-6 اتصال چندگانه گالیوم آرسنید 19
2-7 سلول های خورشیدی مبتنی بر مواد آلی 20
2-7-1 سلول های خورشیدی حساس به رنگ(DSSC) 20
2-8 سلول های خورشیدی مبتنی بر کریستال مایع 22
2-9 سلول های خورشیدی پلیمری 22
2-10 مقایسه 23
فصل سوم: بازده و عوامل تأثیر گذار بر آن
3-1 مقدمه 25
3-2 ولتاژ و جریان 25
3-2-1 تئوری مشخصه I-V 27
3-2-2 منحنی I-V 28
3-2-3 بازده 29
3-3 عوامل تأثیرگذار بر بازده 30
3-3-1 ضریب تراکم 30
3-3-2 بازده کوانتوم 31
3-3-2-1 انواع بازده کوانتوم 33
3-3-3 اثر ترمودینامیک 33
3-3-4 زاویه سلول نسبت به خورشید 34
3-3-5 میزان تابش 35
فصل چهارم: ردیاب های خورشیدی
4-1 مقدمه 37
4-2ردیاب خورشیدی 38
4-3 طبقه بندی ردیاب های فتوولتایکی 40
4-3-1ردیاب استاندارد فتووکتایک 40
4-3-2 دقت مورد نیاز 40
4-3-3 پشتیبانی 41
4-3-4 ردیاب فتوولتایک متمرکز شده 41
4-3-5 دقت مورد نیاز 41
4-3-6 پشتیبانی 41
4-4 منعکس کننده 41
4-5 متمرکز کننده 43
4-6 انواع پنل های ثابت 44
4-6-1 براکت 44
4-6-2 ستونی 44
4-6-3 زمینی 45
4-6-4 ساختاری 45
4-7 انواع ردیاب 46
4-7-1 ردیاب تک محوره 46
4-7-1-1 ردیاب تک محوره افقی(HSAT) 47
4-7-1-2 ردیاب تک محوره عمودی(VSAT) 48
4-7-1-3 ردیاب های تک محوره مایل (TSAT) 48
4-7-1-4 ردیاب تک محوره ستونی (PSAT) 49
4-7-2 ردیاب های دو محوره 49
4-7-2-1ردیاب دو محوره مایل (TTDAT)Tip – Tilt 50
4-7-2-2 ردیاب دو محوره (Azmiath – Altiude) 50
4-8 انتخاب نوع ردیاب 51
4-9 راه انداز ردیاب 51
4-9-1ردیاب فعال 51
4-9-1-1 انواع روشنایی روز فعال 53
4-9-1-1-1 حلقه بسته 53
4-9-1-1-2 حلقه باز 53
4-9-2ردیاب غیرفعال 53
4-9-3 ردیاب زمانی – تاریخی 55
4-10 نتیجه گیری فصل 55
فصل پنجم: المان های تبدیل و ذخیره انرژی
5-1 مقدمه 57
5-2 کنترلر شارژ 58
5-2-1 انواع کنترلر شارژ 58
5-2-1-1 ساده 58
5-2-1-2 مدولاسیون پهنای باند(Pwm ) 59
5-2-1-3 ردیاب حداکثر نقطه توان ( MPPT) 60
5-3 باتری 61
5-3-1مکان باتری 61
5-3-2 پارامترهای باتری 61
5-3-2-1 آمپر ساعت 61
5-3-2-2 سربار سیستم(اضافه بار) 62
5-3-2-3 روزهای ذخیره 62
5-3-2-4 دما 62
5-3-2-5 عمق تخلیه(DOD) 62
5-4 انتخاب سایز باتری 63
5-5 اینورتر 64
5-5-1 اینورتر مستقل 64
5-5-2 اینورتر همزمان 65
5-5-2-1 اندازه گیر شبکه 65
5-5-2-2 استفاده از روش تغذیه در تعرفه 66
5-5-3 اینورتر چند کاره 67
5-6 اصلاح و تعدیل موج سینوسی اینورتر 67
5-6-1 تعدیل موج سینوسی 67
5-6-2 اصلاح موج سینوسی 68
5-7 تداخل 68
5-8 پنل سرویس الکتریکی 68
5-9 اندازه گیر شبکه 69
5-10 نتیجه گیری 70
فصل ششم : نتیجه گیری
6-1 مقدمه 72
6-2 طول عمر 72
6-3 قیمت 73
6-4 سلول خورشیدی در ایران 73
6-4-1 عدم آگاهی جامعه 74
6-4-2 قانون 74
6-4-3 فضا و مکان مناسب 74
6-4-4 تحریم 75
6-5 لیست شرکت های تولید کننده در ایران 75
6-6 صرفه اقتصادی 76
6-7 ویژگی های استفاده از انرژی خورشیدی 76
6-8 کاربرد انرژی خورشیدی 77
منابع 78
واژه نامه 79
شامل 100 صفحه فایل word
فهرست مطالب:
روی این سیاره است. بیش ار 5000 سال قبل، مردم خورشید را پرستش میکردند. اولین پادشاه مصر، خدای خورشیدی، به نام را (Ra) بود. در بین النهرین، خدای خورشیدی به نام شاماش (Shamash)، خدای اعظم و برابر با عدالت بود. در یونان دو خدای خورشید به نامهای آپولو و هلیوس وجود داشت. تأثیر خورشید در سایر ادیان نیز نمایان است. زرتشتی، مذهب رومی، هندو، بودائی، کاهن (انگلیس)، آزتگ (مکزیک) و خیلی از قبایل بومی امریکا خورشید را پرستش میکردند
امروزه ما میدانیم که خورشید نزدیکترین ستاره به سیاره زمین است. بدون خورشید، امکان ادامه زندگی بر روی این سیاره وجود ندارد. هر روز ما از انرژی خورشید به طرق مختلف استفاده میکنیم. زمانیکه لباسهای خیس را روی طناب آویزان میکنیم، گرمای خورشید باعث خشک شدن آنها میشود.
گیاهان برای تولید غذا از نور خورشید استفاده میکنند. سپس حیوانات، گیاهان را به عنوان غذا میخورند. و همانطوریکه در فصل 5 گفتیم ، تجزیه گیاهان در صدها میلیون سال قبل باعث تولید ذغال سنگ، نفت و گاز طبیعی گردید که امروزه ما از آنها استفاده میکنیم . بنابراین، سوختهای فسیلی در واقع از میلیونها سال قبل نور خورشید را در خود ذخیره نمودهاند. خورشید و سایر ستارگان بطور غیر مستقیم نقش مهمی را در تولید کلیه انرژیها، بازی میکنند. حتی منشاء تولید انرژی هستهای مربوط به یک ستاره است. زیرا اتمهای اورانیوم در اثر نووا (انفجار یک ستاره) بوجود آمدند.
قالب بندی : Word
شرح مختصر :
این پروژه با عنوان بررسی آب گرم کن های خورشیدی و طراحی بهینه آن برای دانلود آماده شده است . آبگرمکن خورشیدی دستگاهی است که با جذب انرژی خورشیدی آب مورد نیاز را گرم میکند. استفاده از انرژی خورشیدی جهت گرم نمودن آب به جهت رایگان بودن این منبع عظیم انرژی، از نظر اقتصادی بسیار مقرون به صرفه میباشد. سیستمهای آبگرمکن خورشیدی دارای تقسیم بندیهای مختلفی میباشند که عبارتند از: ۱)ترموسیفون ۲) پمپ دار تحت فشار ۳) برگشت ثقلی.
از کاربردهای اصلی انرژی گرمایی خورشیدی، گرم کردن آب استخر، آب مصرفی برای مصارف محلی و گرم کردن فضای ساختمان هاست. برای این مقاصد مهم ترین کار ، استفاده از جذب کننده های صفحه با جهت و موقعیت ثابت است. مزایای آب گرمکن های خورشیدی :این سیستم ها بسیار مقرون به صرفه می باشند چرا که در بیشتر فصول سال حتی فصل سرد با وجود منبع خورشید قابل استفاده اند. آن ها همچنین می توانند جایگزین خوبی در برابر وسایلی که با برق و سوخت های مایع و گاز کار می کنند، باشند. استفاده از آبگرمکن های خورشیدی در خانه به مقدار زیادی هزینه سوخت شما را در زمستان کاهش می دهد. همچنین آن ها حجم هوای آلوده و گازهای گلخانه ای که از سوخت های فسیلی همچون نفت، گاز طبیعی، پروپان به وجود می آید بسیار کاهش می دهند.
کاربران این دستگاه ها در برخی از ایالات از تخفیف های مالیاتی خوبی برخوردار می شوند. بهره وری این آبگرمکن ها وقتی بیشتر می شود که آب خانگی را گرم کنند.مهم ترین نقطه ضعف این آبگرمکن ها نصب اولیه آن است. مخزن و پانل ها خریداری شده و می باید روی پشت بام نصب گردد. برای این کار نیاز به چند نفر نیرو برای نصب دارید.
نکته دیگری که مشتریان باید در نظر بگیرند و ممکن است ناخوشایند باشد فضایی است که این سیستم در پشت بام اشغال می کند. به خصوص که باید در جایی نصب شود که بیشترین جذب نور خورشید را داشته باشد.(جلوی خانه) عیب دیگر سیستم این است که نگه داری پانل ها روی سقف انجام می گیرد همچنین نور خورشید باید باشد تا راندمان خوبی داشته باشید و در غیر این صورت به سیستم پشتیبان نیاز است.
فهرست مطالب :
فصل ۱- طرح دیدگاه و اهداف پروژه
۱-۱- مقدمه
۱-۲- دلایل توجیهی برای استفاده از انرژی خورشیدی در کشور
۱-۳- روش پیشبرد پژوهش و توسعه کاربردهای انرژی خورشیدی در کشور
۱-۴- هزینه پژوهش جهت یافتن طرحهای بهینه کاربردهای انرژی خورشیدی
۱-۴-۱- پتانسیل استفاده از انرژی خورشیدی در کشور
۱-۴-۲- اثر استفاده از انرژی خورشیدی بر اقتصاد ملی
۱-۵- اهداف کلی پروژه
۱-۵-۱- کارایی
فصل ۲- بررسی آبگرمکن های خورشیدی
۲-۱- معیارهای طراحی آبگرمکن خورشیدی
۲-۲- Recirculation (pluse )
۲-۳- Drainout (Draindown)
۲-۴- Drainback With Air Compressor
۲-۵- Drainback with liquid level control
۲-۶- Themosyphon with electrically protected collecrtor
۲-۷- Drainout Thermosyphon
۲-۸- Breadbox (batch)
۲-۹- Coil in Tank , warp Around , Tank in Tank
۲-۱۰- External Heat Exchanger
۲-۱۱- Darinback with load – side heat exchanger
۲-۱۲- Drainback with Collector – Side Heat Exchanger
۲-۱۳- Two – phase – Thermosyphon
۲-۱۴- One Phase Thermosyphon
۲-۱۵- نتایج و پیشنهادات
۲-۱۵-۱- سیستم های ارزان قیمت
۲-۱۶- ضمیمه الف : مقایسه سیستم های خورشیدی متناسب با شرایط کشور ایران
فصل ۳- گرد آوردنده های تخت خورشیدی
۳-۱-۱- صفحه پوششی
۳-۱-۲- فاصله هوایی
۳-۱-۳- صفحه جاذب انرژی
۳-۲- طرحهای گوناگون صفحه جاذب و مجاری انتقال سیال
۳-۲-۱- سیال عامل
۳-۲-۲- عایق کاری
۳-۲-۳- قاب گردآورنده
۳-۲-۴- رشته های سری و موازی
فصل ۴- اصول حاکم بر گردآورنده های تخت
۴-۱- انتقال گرمابه سیال
۴-۲- گذرا و بدست آوردن ضریب انتقال حرارت
۴-۳- بیلان انرژی برای یک گردآورنده تخت خورشیدی نمونه
۴-۴- متوسط ماهانه انرژی خورشیدی جذب شده
۴-۵- اثرات چگونگی وضعیت سطح جاذب بر روی مقدار انرژی دریافتی
۴-۶- توزیع دما در گردآورنده های تخت خورشیدی
۴-۷- ضریب انتقال گرمای کل یک گردآورنده
۴-۸- چگونگی تغییر ضریب اتلاف فوقانی بر اثر تغییر فاصله
۴-۹- توزیع دما بین لوله ها و ضریب بازدهی گردآورنده
۴-۱۰- توزیع دما در جهت جریان
۴-۱۰-۱- ضریب اخذ گرما و ضریب جریان گردآورنده
۴-۱۱- میانگین دمای سیال و صفحه
۴-۱۲- طرحهای دیگر گردآورنده
فصل ۵- طراحی یک نمونه آبگرمکن
۵-۱- منطقه طراحی
۵-۲- مقدار آب گرم مصرفی
۵-۳- درجه حرارت آبگرم مصرفی
۵-۴- تعداد گردآورنده ها و چگونگی نصب آنها به هم
۵-۵- زوایای حرکت خورشید و زاویه های لازم دیگر
۵-۶- جهت تابش خورشید
۵-۶-۱- نسبت بین تابش مستقیم بر روی یک صفحه شیبدار و افقی
۵-۷- زاویه شیب گردآورنده ها
۵-۷-۱- بدست آوردن طول روز
۵-۷-۲- شکل گردآورنده
۵-۷-۳- جنس صفحه جاذب
۵-۷-۴- مشخصات رنگ
۵-۷-۵- قطر و تعداد لوله ها در هر گردآورنده
۵-۷-۶- بدست آوردن دبی حجمی و جرمی
۵-۸- بدست آوردن عدد رینولدز در لوله ها
۵-۸-۱- نوع پوشش
۵-۸-۲- جنس قاب
۵-۸-۳- نوع و ضخامت عایق
۵-۸-۴- دمای محیط
۵-۸-۵- بدست آوردن انرژی مورد نیاز
۵-۹- فاصله بین لوله ها
۵-۱۰- محاسبه دمای خروجی سیال
۵-۱۱- مشخصات دستگاه طراحی شده
منابع