- صفحه اصلی
- پروژه و مقالات , مهندسی برق
- بررسی انرژی خورشیدی و ضروریت تولید انرژی الکتریکی از آن
در این مقاله به بررسی انرژی خورشیدی و ضروریت تولید انرژی الکتریکی از آن مورد بحث قرار گرفته است.
.
تمامی پیشرفت بشر در عرصه فنآوری وابسته به یک مولفه حیاتی است؛ انرژی. بدون وجود انرژی هیچ یک از ابزارهای امروزی از تلفنهای هوشمند گرفته تا رباتها و هواپیماها قادر به فعالیت نیستند. حال این مسئله را در نظر بگیرید که بخش عظیمی از منابع تامین کننده انرژی در حال حاضر، از منابع تجدید ناپذیر و یا به عبارت دیگر سوختهای فسیلی هستند.
.
انرژی خورشیدی به انرژی تابشی حاصل از پرتوهای خورشید اطلاق می شود که بر زمین می تابد. در حقیقت می توان بیان نمود که تابش خورشید به همراه منابع انرژی تولید شده فرعی از آن (باد، امواج، الکتریسیته تولیدی از سدها و انرژی بیولوژیکی) قسمت عمده انرژی های تجدیدپذیر را تشکیل میدهند.
تولید جریان الکتریسیته از پرتوهای خورشیدی به دو صورت گرمایی و سلولهای فتوولتاییک امکانپذیر است. در حال حاضر بهترین راه به منظور دریافت انرژی خورشیدی استفاده از پنلهای خورشیدی است که از آرایهای از سلولهای فتوولتاییک تشکیل میشود.
.
انرژی خورشیدی یکی از منابع تجدیدپذیر و همیشه در دسترس است. خورشید انرژی خود را با نرخ ۸۳ در ۱۰ به توان ۲۳ کیلووات پخش می کند. از این مقدار فقط نسبت بسیار ناچیزی، یعنی ۸.۱ در ۱۰ به توان ۱۴ کیلووات به زمینی می رسد که در ۱۵۰ میلیون کیلومتری خورشید است.
از این بین برخی از مناطق و کشورها به علت شرایط خاص جغرافیایی خود بیشترین نفع را از این تابش سطحی می برند، مطابق شکل (۲) مشخص است که کشور ما نیز با میانگین انرژی تابشی بالای ۲۰۰۰ کیلووات-ساعت در متر مربع یکی از بهترین مناطق برای استفاده از انرژی خورشیدی است.
طبق نظر کارشناسان، انرژی خورشیدی در حال تبدیل شدن به محبوبترین انرژی مورد استفاده توسط انسان است. مزایای زیاد استفاده از انرژی خورشیدی (که در بند ۵ به آن اشاره خواهد شد) باعث شده که روز به روز بر استقبال دولتها و مردم از این انرژی افزوده شود.
همچنین بالا رفتن راندمان سلولهای فتوولتاییک تولیدی و کاهش قیمت تجهیزات مرتبط نیز در افزایش میزان استقبال تاثیر گذار بوده است. شکل (۳) رکوردهای جهانی افزایش راندمان انواع فنآوری های سلولهای فتوولتاییک را از سال ۱۹۷۵ تا ۲۰۰۸ نشان میدهد. در سال ۱۹۸۰ بالاترین راندمان در حدود ۱۰ درصد بوده است، در حالی که در سال ۲۰۰۸ این رقم به ۴۰ درصد رسیده است که نشان از رشد نسبتاً سریع این فنآوری ها است.
مطابق پیشبینی های انجام شده توسط شورای مشورتی تغییرات آب و هوایی آلمان، رشد استفاده از انرژی خورشیدی در سالهای ۲۰۵۰ و ۲۰۱۰ مطابق شکل (۴) خواهد بود. در این شکل میزان انرژی خورشیدی فتوولتائیک و گرمایی به ترتیب به رنگهای زرد و نارنجی، انرژی باد به رنگ آبی، نفت به رنگ خاکستری، ذغالسنگ به رنگ سیاه و گاز به رنگ قهوهای است.
انرژی خورشیدی در بسیاری از مواردی که نیاز به انرژی دارند قابل استفاده است. این کاربردها بخصوص به صورت تبدیل انرژی تابشی به انرژی گرمایی و الکتریسیته است. کاربرد تبدیل انرژی خورشیدی به انرژی گرمایی در دماهای مختلف متفاوت است.
برای مثال کاربردهای آن برای دمای پایین ۱۰۰ درجه سانتیگراد گرم کردن آب برای مصارف خانگی و استخرها، گرم کردن ساختمانها، سیستمهای تبخیر مانند تقطیر آب، گند زدایی آب است. در محدوده دمایی بین ۱۰۰ تا ۱۵۰ درجه سانتیگراد می توان از این گرمایش برای سیستم های تهویه هوا، خنک کردن هوا، گرم کردن آب و روغن برای مصارف صنعتی استفاده نمود. حرارتهای بین ۲۰۰ تا ۲۰۰۰ درجه سانتیگراد برای تولید انرژی الکتریکی و مکانیکی بکار می روند و در کورههای خورشیدی و مصارف صنعتی خاص حتی امکان بالا بردن دما تا بیش از ۵۰۰۰ درجه سانتیگراد نیز وجود دارد.
تبدیل انرژی خورشیدی به الکتریسیته در قالب سلولهای فتوولتاییک نیز کاربردهای مختلفی دارد. تامین برق در شبکه ملی و سیستمهای تامین برق خارج از شبکه (تامین برق و روشنایی منازل مسکونی، تامین برق مناطق روستایی دورافتاده)، تامین انرژی تجهیزات انفرادی مانند سیستمهای روشنایی، چراغهای راهنمایی، ایستگاههای مختلف عمومی (مانند ایستگاههای شارژ باتری)، استفاده در مناطق محافظت شده (مانند پارکهای جنگلی)، سیستمهای خنک کننده (یخچال و یخساز) و پمپاژ آب از جمله این کاربردها به شمار می روند.
.
۵- مزایا و معایب استفاده از انرژی خورشیدی کدامند؟
فراوانی انرژی خورشید در کنار رایگان بودن آن از مزایای اصلی استفاده از انرژی خورشیدی به شمار می روند. امکان رشد و گسترش فناوری در زمینه این انرژی تجدید پذیر هنوز وجود دارد و احتمال ارزان شدن و بالا رفتن بهرهوری در بکارگیری این انرژی وجود دارد.
میزان آلودگی های حاصل از این انرژی بسیار کمتر از سوختهای فسیلی است و آن هم در مراحل ساخت سلولها و پنلها و جابهجایی آنها است که امکان کاهش آن وجود دارد. به علاوه، قابلیت بهرهگیری از انرژی خورشیدی در اکثر نقاط دور افتاده و فاقد زیرساختهای شبکه برق وجود دارد و فرآیندهای ترمیم و نگهداری آن ساده و ارتقای آن راحت است.
معایب استفاده از انرژی خورشیدی نیز شامل هزینه اولیه بالا، عدم وجود قابلیت اطمینان بسیار بالا به علت نیاز به صاف بودن هوا و نیاز به در دسترس بودن نور خورشید در منطقه مورد نظر است. همچنین به نظر می رسد هنوز بلوغ کافی در زمینه کارایی و راندمان سیستمهای فعلی ایجاد نشده و امکان آن وجود دارد که پیشرفتهای آتی سبب شود که سرمایهگذاری های فعلی توجیه ناپذیر شود.
.
مطالب مرتبط پیشنهادی :
تمام مطالب و پروژه ها با عنوان انرژی خورشیدی
دانلود پایان نامه طراحی و ساخت مبدل های پنل خورشیدی
دانلود پایان نامه بررسی و طراحی سامانه های فتوولتائیکی خورشیدی
دانلود پایان نامه اهمیت انرژی های تجدید پذیر و بررسی انرژی خورشیدی
دانلود پایان نامه عملکرد شبکه های عصبی در شبیه سازی سلول های خورشیدی
پایان نامه شبیه سازی و تولید سلول خورشیدی و بررسی ردیاب و نیروگاه های خورشیدی
امتیاز دهی کاربران
( رای)- دانلود رایگان پایان نامه فن آوری های استفاده از انرژی بیوماس
- دانلود نسخه اصلی کتاب 310 مدار
- دانلود رایگان پایان نامه رادار و کاربردهای آن
- دانلود پروژه انرژی هیدروالکتریک
- دانلود پایان نامه جریان هجومی و حفاظت ترانسفورماتور قدرت در مقابل آن
- پروژه معرفی و کاربرد انواع سنسورهای صنعتی
- دانلود مجموعه استانداردهای صنعت برق ایران (سری 1)
- دانلود رایگان پایان نامه ژئوترمال (انرژی زمین گرمایی)
- دانلود رایگان حل المسائل فیزیک هالیدی
- تشریح مدار مقاومتی AC
- پایان نامه اصول حفاظت دیستانس و دیفرانسیل دیجیتال در سیستم قدرت
- دانلود کتاب آشنایی با سیستمهای کنترل DCS
- دانلود پروژه شناخت و بررسی هامونیکها در سیستم های قدرت
- بررسی اتوترانس یا ترانسفورماتور صرفه ای
- دانلود رایگان پایان نامه بررسی پدیده و سیستم فتو ولتائیک در حضور بار