انرژی سولار (Solar technology) و ساير انرژی های تجديد شدنی

[boomba]

اين تاپيک رو باز کردم تا همه علاقه مندان به انرژی های نو و تجديد شدنی بتونند ازش استفاده و يا مطالبشون رو قرار بدن. سعی ميکنم که مقالات و مطالب رو به زبان اصلی بزارم چون هم منابع فارسی بسيار محدود هستند وهم دوستان به زبان انگليسی بيشتر عادت کنند!!! سپاسگزارم

[boomba]

مقدمه

امروزه بشر با دو بحران بزرگ روبرو است که بیش از آنچه ما ظاهرا تشخیص می دهیم با یکدیگر ارتباط دارند. از یک طرف جوامع صنعتی و همچنین شهرهای بزرگ با مشکل الودگی محیط زیست مواجهند و از طرف دیگر مشاهده می شود که مواد اولیه و سوخت مورد نیاز همین ماشینها با شتاب روز افزون در حال اتمام است.

اثرات مصرف بالای انرژِی در زمین و آب و هوا آشکارا مشخص می باشدو ما تنها راه حل را در پایین اوردن میزان مصرف انرژی می دانیم ,حال انکه این امر نمی تواند به طور موثر ادامه داشته باشد.توجه و توصل به انرژی اتمی به عنوان جانشینی برای سوختهای فسیلی نیز چندان موفقیت آمیز نبوده است.

صرف هزینه های سنگین و همچنین تشعشعات خطر ناکی که ازنیروگاههای اتمی در فضا پخش شده ,نتیجه مثبتی نداشته است و اگر یکی از این نیروگاهها منفجر شود زیانهای فراوان و جبران ناپذیری به بار خواهد اورد.به علاوه به مشکل اساسی که در مورد مواد سوختی نظیر نفت ,گاز و زغال سنگ داشتیم بر می خوریم بدین معنی که معادن اورانیم که سوخت این نیروگاهها را تامین می کند منابع محدودی هستند و روزی خواهد رسیدکه این ذخایر پایان خواهد یافت و ماده ای که جایگزین ان شود وجود نخواهد داشت.


انرژی خورشیدی :

خورشید به عنوان یک منبع بی پایان انرژی می تواند حلال مشکلات موجود در مورد انرژی و محیط زیست باشد.انرژی بدون خطر ...
این انرژی که به زمین می تابد هزاران بار بیشتر از انچه که ما نیاز داریم و مصرف می کنیم ,می باشد.حتی نور کمی که از پنجره به اتاق میتابد دارای انرژی بیشتری از سیم برقی است که به داخل اتاق کشیده شده است.از انرژی خورشیدی می توان استفاده های مهم و کاملا مفید, به عنوان یک انرژی تمیز و قابل دسترس در همه جا استفاده کرد. اما از نور خورشید به طور مستقیم نمی توان به جای سوخت های فسیلی بهره برد بلکه باید دستگاههایی ساخته شود که بتوانند انرژی تابشی خورشید را به انرژی قابل استفاده نظیر انرژی مکانیکی, حرارتی الکتریسیته و ...تبدیل کنند.


مصارف انرژی خورشیدی :

1)گرم کننده ها مثل ابگرمکن خورشیدی که برای گرمای خانه ها و کوره های خوشیدی که برای ذوب فلزات حتی با دمای بالا نظیر اهن استفاده می شود و دمایی تا حدود 6000درجه سانتی گراد تولید می کنند.
2)دستگاههای اب شیرین کن که توسط اینه هایی نور خورشید را روی مخازن اب متمرکز می کنند تا کار تبخیر را انجام دهد.
3)الکتریسیته خورشیدی در این روش که نسبت به سایر روشها ارجحیت دارد.انرژی الکتریکی به سادگی قابل تبدیل به سایر انرژی ها بوده و می توان ان را ذخیره کرد.


طریقه دریافت الکتریسیته از انرژی خورشیدی :

1) نیروگاه های حرارتی که حرارت لازم توسط اینه هایی که نور خورشید را روی دیگ بخار متمرکز میکنند, تولید میشود.
2} اثر فتوولتایی:در این روش انرژی تابشی مستقیما به انرژی الکتریکی تبدیل میشود.قطعاتی که اثر فتوولتایی از خود نشان میدهند به سلول خورشیدی معروفند .
و در حال حاظر بیشترین استفاده از انرژی خورشیدی با این روش است.در برخی کشورها نیروگاه های فتوولتائیک ساخته شده که برای تولید برق است.
اما بیشترین استفاده از سلولهای خورشیدی در نیروگاه(( فتو ولتائیک50مگاواتی جزیره کرت یونان))است.


اساس کار سلولهای خورشیدی :

سلول خورشیدی عبارت از قطعات نیمرسانایی هستند که انرژی تابشی خورشید را به انرژی الکتریکی تبدیل میکنند.رسانندگی این مواد به طور کلی به دما ,روشنایی ,میدان مغناطیسی و مقدار دقیق ناخالصی موجود در نیم رسانا بستگی دارد.
از ویژگی های سلولهای خورشیدی میتوان به این موارد اشاره کرد:
جای زیادی اشغال نمی کنند .قسمت متحرک ندارند .بازده انها با تغییرات دمایی محیط تغییرات چندانی نمی کنند.نسبتا به سادگی نصب می شوند.به راحتی با سیستمهای به کار رفته در ساختمان جور می شوند.
همچنین از اشکالات سلولهای خوشیدی می توان به تولید وسایل فتوولتائیک که هزینه زیادی دارد و چگالی انرژی تابشی که بسیار کم است اشاره کرد که در فصول مختلف و ساعات متفاوت شبانه روز تغییر می کند که باید ذخیره شود و همین موضوع بسیار هزینه بر است.


کاربردهای سلولهای خوشیدی :

1)تامین نیروی حرکتی ماهواره ها و سفینه های فضایی
2)تامین انرژی لازم دستگاهایی که نیاز به ولتاژهای کمتری دارند مثل ماشین حساب و ساعت
3)تهیه برق شهر توسط نیروگاههای فتوولتائیک
4)تامین نیروی لازم برای حرکت خودروها و قایقهای کوچک

منبع : عليمران

[boomba]

چگونه يک سيستم منبع نوری کار ميکند

How a Photovolaic (PV) System Works


Simply put, PV systems are like any other electrical power generating systems, just the equipment used is different than that used for conventional electromechanical generating systems. However, the principles of operation and interfacing with other electrical systems remain the same, and are guided by a well-established body of electrical codes and standards.
Although a PV array produces power when exposed to sunlight, a number of other components are required to properly conduct, control, convert, distribute, and store the energy produced by the array.
Depending on the functional and operational requirements of the system, the specific components required, and may include major components such as a DC-AC power inverter, battery bank, system and battery controller, auxiliary energy sources and sometimes the specified electrical load (appliances). In addition, an assortment of balance of system (BOS) hardware, including wiring, overcurrent, surge protection and disconnect devices, and other power processing equipment. Figure 3 show a basic diagram of a photovoltaic system and the relationship of individual components
http://www.unblockmomma.com/index.php?q=aHR0cDovL3d3dy5mdmdlbmVyZ3kuY29tL2ltZy 9zaXN0ZW1pMi5naWY%3D

Major photovoltaic system components.
Why Are Batteries Used in Some PV Systems?
Batteries are often used in PV systems for the purpose of storing energy produced by the PV array during the day, and to supply it to electrical loads as needed (during the night and periods of cloudy weather). Other reasons batteries are used in PV systems are to operate the PV array near its maximum power point, to power electrical loads at stable voltages, and to supply surge currents to electrical loads and inverters. In most cases, a battery charge controller is used in these systems to protect the battery from overcharge and overdischarge

[boomba]

چگونه سلولهای سولار ساخته ميشوند

http://www.unblockmomma.com/index.php?q=aHR0cDovL3d3dy5mdmdlbmVyZ3kuY29tL2ltZy 9waG90b3ZvbHRhaWMtY2VsbC5qcGc%3D

How PV Cells Are Made The process of fabricating conventional single- and polycrystalline silicon PV cells begins very pure semiconductor-grade polysilicon - a material processed from quartz and used extensively throughout the electronics industry. The polysilicon is then heated to melting temperature, and trace amounts of boron are added to the melt to create a P-type semiconductor material. Next, an ingot, or block of silicon is formed, commonly using one of two methods: 1) by growing a pure crystalline silicon ingot from a seed crystal drawn from the molten polysilicon or 2) by casting the molten polysilicon in a block, creating a polycrystalline silicon material. Individual wafers are then sliced from the ingots using wire saws and then subjected to a surface etching process. After the wafers are cleaned, they are placed in a phosphorus diffusion furnace, creating a thin N-type semiconductor layer around the entire outer surface of the cell. Next, an anti-reflective coating is applied to the top surface of the cell, and electrical contacts are imprinted on the top (negative) surface of the cell. An aluminized conductive material is deposited on the back (positive) surface of each cell, restoring the P-type properties of the back surface by displacing the diffused phosphorus layer. Each cell is then electrically tested, sorted based on current output, and electrically connected to other cells to form cell circuits for assembly in PV modules.

[boomba]

چرا بايد از پنلهای سولار بر روی پشت بام استفاده کرد؟

Why should I put PV on my roof?
Installing your own solar photovoltaic (PV) system means that you can generate your own electricity from the free and inexhaustible energy from the sun. A photovoltaic system never needs refuelling, emits no pollution, and can be expected to operate for over 30 years while requiring minimal maintenance. A typical PV system on a house roof could prevent over 34 tonnes of greenhouse gas emissions during its lifetime.
Today photovoltaic systems are recognized by governments, environmental organizations and commercial organizations as a technology with the potential to supply a significant part of the worlds energy needs in a sustainable and renewable manner. Organizations such as Shell and BP have set up large photovoltaic manufacturing plants and environmental organizations such as Greenpeace strongly support the use of solar energy.*
Installing a photovoltaic system is one of the ways householders and other building owners can contribute towards a sustainable future for everyone.
With global climate change threatening all our futures, we need to switch to clean, renewable forms of energy and electricity production. Solar electric panels can generate electricity that is free from pollution, fuelled by the natural resource of the sun, which is free, abundant and inexhaustible. Greenpeace strongly supports solar energy.'
The key benefits of a solar roof are:
- Your own clean power source that helps reduce global warming
- Reduces your electricity bills, since daylight is free
- Increases the value of your property
- Extremely low maintenance, with a long functional lifetime of 30 years or more
- Silent in operation
- Increases your awareness of electricity use and encourages more energy efficient behaviour
Photovoltaic means electricity from light. Photovoltaic systems use daylight to power ordinary electrical equipment, for example, household appliances, computers and lighting. The photovoltaic (PV) process converts free solar energy - the most abundant energy source on the planet - directly into electricity. Note that this is not the familiar solar thermal technology used for heating and hot water.
A PV cell consists of two or more thin layers of semi-conducting material, most commonly silicon. When the silicon is exposed to light, electrical charges are generated and this can be conducted away by metal contacts as direct current (DC). The electrical output from a single cell is small, so multiple cells are connected together and encapsulated (usually behind glass) to form a module (sometimes referred to as a "panel"). The PV module is the principle building block of a PV system and any number of modules can be connected together to give the desired electrical output.
PV equipment has no moving parts and as a result requires minimal maintenance. It generates electricity without producing emissions of greenhouse or any other gases, and its operation is virtually silent. These pages contain information on what PV power is used for, types of PV cell, and a typical system configuration.
PV systems supply electricity to many applications, ranging from systems supplying power to city buildings (which are also connected to the normal local electricity network) to systems supplying power to garden lights or to remote telecom relay stations.
The main area of interest today is grid connect PV systems. These systems are connected to the local electricity network. This means that during the day, the electricity generated by the PV system can either be used immediately (which is normal for systems installed on offices and other commercial buildings), or can be sold to one of the electricity supply companies (which is more common for domestic systems where the occupier may be out during the day). In the evening, when the solar system is unable to provide the electricity required, power can be bought back from the network. In effect, the grid is acting as an energy storage system, which means the PV system does not need to include battery storage.
Grid connect PV systems are often integrated into buildings. PV technology is ideally suited to use on buildings, providing pollution and noise-free electricity without using extra space. The use of photovoltaics on buildings has grown substantially in the UK over the last few years, with many impressive examples already in operation.
PV systems can be incorporated into buildings in various ways. Sloping rooftops are an ideal site, where modules can simply be mounted using frames. Photovoltaic systems can also be incorporated into the actual building fabric, for example PV roof tiles are now available which can be fitted as would standard tiles. In addition, PV can also be incorporated as building facades, canopies and sky lights amongst many other applications. This is a rapidly growing market in the UK and throughout Europe and it is mainly this type of system which the UK Photovoltaic Demonstration Programme provides funding for.
Stand-alone photovoltaic systems have been used for many years in the UK to supply electricity to applications where grid power supplies are unavailable or difficult to connect to. Examples include monitoring stations, radio repeater stations, telephone kiosks and street lighting. There is also a substantial market for PV technology in the leisure industry, with battery chargers for boats and caravans, as well as for powering garden equipment such as solar fountains. These systems normally use batteries to store the power, if larger amounts of electricity are required they can be combined with another source of power - a biomass generator, a wind turbine or diesel generator to form a hybrid power supply system.
PV technology is also widely used in the developing world. The technology is particularly suited here, where electricity grids are unreliable or non-existent, with remote locations often making PV power supply the most economic option. In addition, many developing countries have high solar radiation levels year round.
Types of PV Cell:
Monocrystalline Silicon Cells:
Made using cells saw-cut from a single cylindrical crystal of silicon, this is the most efficient of the photovoltaic (PV) technologies. The principle advantage of monocrystalline cells are their high efficiencies, typically around 15%, although the manufacturing process required to produce monocrystalline silicon is complicated, resulting in slightly higher costs than other technologies.
Multicrystalline Silicon Cells:
Made from cells cut from an ingot of melted and recrystallised silicon. In the manufacturing process, molten silicon is cast into ingots of polycrystalline silicon, these ingots are then saw-cut into very thin wafers and assembled into complete cells. Multicrystalline cells are cheaper to produce than monocrystalline ones, due to the simpler manufacturing process. However, they tend to be slightly less efficient, with average efficiencies of around 12%., creating a granular texture.
Thick-film Silicon:
Another multicrystalline technology where the silicon is deposited in a continuous process onto a base material giving a fine grained, sparkling appearance. Like all crystalline PV, this is encapsulated in a transparent insulating polymer with a tempered glass cover and usually bound into a strong aluminium frame.
Amorphous Silicon:
Amorphous silicon cells are composed of silicon atoms in a thin homogenous layer rather than a crystal structure. Amorphous silicon absorbs light more effectively than crystalline silicon, so the cells can be thinner. For this reason, amorphous silicon is also known as a "thin film" PV technology. Amorphous silicon can be deposited on a wide range of substrates, both rigid and flexible, which makes it ideal for curved surfaces and "fold-away" modules. Amorphous cells are, however, less efficient than crystalline based cells, with typical efficiencies of around 6%, but they are easier and therefore cheaper to produce. Their low cost makes them ideally suited for many applications where high efficiency is not required and low cost is important.
Other Thin Films:
A number of other promising materials such as cadmium telluride (CdTe) and copper indium diselenide (CIS) are now being used for PV modules. The attraction of these technologies is that they can be manufactured by relatively inexpensive industrial processes, certainly in comparison to crystalline silicon technologies, yet they typically offer higher module efficiencies than amorphous silicon. New technologies based on the photosynthesis process are not yet on the market

[boomba]

فوتو والتک يا انرژی زای نوری چيست؟

http://www.unblockmomma.com/index.php?q=aHR0cDovL3d3dy5mdmdlbmVyZ3kuY29tL2ltZy 8xOTB3LmpwZw%3D%3D

Current PV Technology


Photovoltaics (PV) or solar cells as they are often referred to, are semiconductor devices that convert sunlight into direct current (DC) electricity. Groups of PV cells are electrically configured into modules and arrays, which can be used to charge batteries, operate motors, and to power any number of electrical loads. With the appropriate power conversion equipment, PV systems can produce alternating current (AC) compatible with any conventional appliances, and operate in parallel with and interconnected to the utility grid.



History of Photovoltaics


The first conventional photovoltaic cells were produced in the late 1950s, and throughout the 1960s were principally used to provide electrical power for earth-orbiting satellites. In the 1970s, improvements in manufacturing, performance and quality of PV modules helped to reduce costs and opened up a number of opportunities for powering remote terrestrial applications, including battery charging for navigational aids, signals, telecommunications equipment and other critical, low power needs.


In the 1980s, photovoltaics became a popular power source for consumer electronic devices, including calculators, watches, radios, lanterns and other small battery charging applications. Following the energy crises of the 1970s, significant efforts also began to develop PV power systems for residential and commercial uses both for stand-alone, remote power as well as for utility-connected applications. During the same period, international applications for PV systems to power rural health clinics, refrigeration, water pumping, telecommunications, and off-grid households increased dramatically, and remain a major portion of the present world market for PV products. Today, the industry’s production of PV modules is growing at approximately 25 percent annually, and major programs in the U.S., Japan and Europe are rapidly accelerating the implementation of PV systems on buildings and interconnection to utility networks

[boomba]

Can a PV system be installed on my building

The most important questions to consider in deciding whether or not a PV system can be installed on a building and what type of system should be installed are:
- is there a suitable place on the building where the solar array could be mounted (taking into account orientation, shade, and available area)
- what type of photovoltaic system would be suitable
- is planning permission required Photovoltaic modules can be placed on almost any building surface which receives sunshine for most of the day. Roofs are the usual location for PV systems on houses but photovoltaic modules can also be placed on facades, conservatory or atrium roofs, sun shades, etc.
The surface on which the PV array is mounted should receive as much light as possible. The more light the solar array receives the more electricity will be generated. The three issues which affect how much light a surface receives are:
1. Orientation: Due south is the best possible orientation. If the PV is to be mounted on a vertical façade the orientation should preferably be between South East and South West. If the PV is to be mounted at a tilt a wider range of orientations will still give a reasonable energy yield. North facing orientations should be avoided.
2. Tilt: A tilted array will receive more light than a vertical array. Any angle between vertical and 15o off horizontal can be used. A minimum tilt of 15o off horizontal is recommended to allow the rain to wash dust off the array. The optimal tilt angle is 30o - 60o for a south facing array in Europe. Shallower tilt angles are better for east or west facing arrays.
3. Shadowing: Shadows cast by tall trees and neighbouring buildings must also be considered. Even minor shading can result in significant loss of energy. If shading is unavoidable, your system designer can advise on how to minimize the effect of shade on the amount of electricity produced.
The area required for mounting a PV array depends on the output power desired and the type of module used. An area of around 8 m2 will be required to mount an array with a rated power output of 1kW, if monocrystalline modules are used (the most efficient modules type). If multicrystalline modules are used an area of around 10 m2 will be required for a 1kWp system and if amorphous modules are used an area of about 20 m2 will be required. These areas can be scaled up or down depending on the output power desired. 1 - 3 kWp is a typical power output for a domestic system, although smaller or larger systems can be installed.
There are various ways in which a PV array can be mounted on a building. The various options offer different appearances and vary in cost. The commonest way of mounting an array on a house is to place it on the roof either with modules mounted in a frame above the existing roof tiles or integrated into the roof. If the array is to be integrated into the roof PV roof tiles may be used instead of modules.
PV arrays can also be mounted on flat roofs, on walls, in conservatory roofs, on sun shades or on other structures such as pergolas or car parking bays.
PV roofs do not usually require planning permission unless the building is listed or in a conservation area. However you should call your council to check on local policy.
How much electricity will a system generate?
A system with a PV array tilted towards the south would generate approximately 750/1500kWh/year per kWp installed (in Europe). So a typical 2 kWp system (around 20 m2 of multicrystalline modules) would generate around 1500/3000 kWh per year. Output will be reduced by shade or non-optimal orientations or tilt angles.


How much will a system cost?
A typical price for a grid connected, building integrated PV system is between Euro 6 and Euro 7 per Wp, this works out at Euro 12.000 - Euro 14.000 for a 2 kWp system for a house.
There are a number of factors that will influence the cost of a system:
· Whether or not the system is being installed while the building is being built or as a retro-fit to an existing building. If the system is being installed on a new building some savings may be made, eg the number of roof tiles that need to be purchased could be reduced.
· The number of PV systems being installed at a time. A house builder installing systems on a group of houses can expect a price nearer the bottom of the quoted range than an individual householder.
· The size of the system being installed, a larger system may be cheaper per kWp while a small system may be more expensive.
· How difficult or easy it is to access the area where the PV system is being installed. The typical price quoted applies to installation on a typical house roof, if the roof is a complicated shape or requires complicated scaffolding costs will be higher.
· The module type used will significantly impact on the costs. The typical price quoted is based on standard modules, tile type systems are somewhat more expensive. The most expensive systems use semi-transparent glass modules in facades or conservatory roofs.
__________________

[boomba]

Solar Power Plant


Solar Power Plant We are going to use the solar power plant as our first study case for the analysis of a complete thermal system. Throughout this class, and the second class as well, we are going to revisit this system over and over again. The main purpose is to provide you an integrated view of the entire system and to show the connectivity between different disciplines in thermal science.
What is a solar power plant? Go visit SunLab and other Internet links to learn more about it.




Solar Trough System
Trough systems predominate among today’s commercial solar power plants. Trough systems convert the heat from the sun into electricity. Because of their parabolic shape, troughs can focus the sun at 30 to 60 times its normal intensity on a receiver pipe located along the focal line of the trough. Synthetic oil captures this heat as the oil circulates through the pipe, reaching temperatures as high as 390°C (735؛F). The hot oil is pumped to a generating station and routed through a heat exchanger to produce steam. Finally, electricity is produced in a conventional steam turbine

http://www.unblockmomma.com/index.php?q=aHR0cDovL3d3dy5lbmcuZnN1LmVkdS9%2Bc2hp aC9zdWNjZWVkLTIwMDAvcm9hZG1hcC9zb2xhci10cm91Z2guZ2 lm


Power Towers

These systems produce electricity on a large scale. They are unique among solar technologies because they can store energy efficiently and cost effectively. They can operate whenever the customer needs power, even after dark or during cloudy weather.
Power towers operate by focusing a field of thousands of mirrors onto a receiver located at the top of a centrally located tower. The receiver collects the sun's heat in a heat-transfer fluid, which is used to generate steam for a conventional steam turbine located at the foot of the tower for production of electricity



http://www.unblockmomma.com/index.php?q=aHR0cDovL3d3dy5lbmcuZnN1LmVkdS9%2Bc2hp aC9zdWNjZWVkLTIwMDAvcm9hZG1hcC9wb3dlci10b3dlci1zY2 hlbWF0aWMuZ2lm

Schematic of electricity generation using molten-salt storage:
sun heats salt in receiver;
salt stored in hot storage tank;
hot salt pumped through steam generator;
steam drives turbine/generator to produce electricity;
salt returns to cold storage tank
Solar Dish/Engine Systems

http://www.unblockmomma.com/index.php?q=aHR0cDovL3d3dy5lbmcuZnN1LmVkdS9%2Bc2hp aC9zdWNjZWVkLTIwMDAvcm9hZG1hcC9zYWljX2Rpc2guZ2lm

systems, with net solar-to-electric conversion efficiencies reaching 30%, can operate as stand-alone units in remote locations or can be linked together in groups to provide utility-scale power
Solar dish/engine systems convert the energy from the sun into electricity at a very high efficiency. Using a mirror array formed into the shape of a dish, the solar dish focuses the sun’s rays onto a receiver. The receiver transmits the energy to an engine, typically a kinematic Stirling engine (although Brayton-cycle engines are also being considered), that generates electric power.
Because of the high concentration ratios achievable with parabolic dishes and the small size of the receiver, solar dishes are efficient at collecting solar energy at very high temperatures. Tests of prototype systems and components at locations throughout the United States have demonstrated net solar-to-electric conversion efficiencies as high as 30%. This is significantly higher than any other solar technology.


Study Plan for Heat Transfer
(1) Energy conservation, heat diffusion equation.
(2) Conduction: thermal resistance concept, extended surface/fin analysis.
(3) Transient heat transfer: lumped capacitance method, spatial effects, Heisler charts.
(4) Convection: Newton's cooling law, thermal boundary layer concept, Nusselt/Reynolds/Prandtl numbers, Reynolds analogy, empirical correlations for internal and external flows.
(5) Free convection: Grashof/Rayleigh numbers, combined modes.
(6) Radiation: Planck emission, blackbody emission, absorption, transmission & reflection, greenhouse effect, shape factor.
(7) Heat exchanger design

[boomba]

سرمایه‌گذاری دبی برای دستیابی به انرژی خورشیدی


شرکت فرآورده‌های انرژی سولار تکنولوجیز Solar Technologies به منظور توسعه استفاده از انرژی خورشیدی در دبی، پنجاه میلیون درهم در این شهر سرمایه‌گذاری می‌کند.

شرکت فرآورده‌های انرژی سولار تکنولوجیز Solar Technologies به منظور توسعه استفاده از انرژی خورشیدی در دبی، پنجاه میلیون درهم در این شهر سرمایه‌گذاری می‌کند. به گزارش جام‌جم‌آنلاین به نقل از گلف نیوز، هدف از این سرمایه‌گذاری 50 میلیون درهمی طراحی و تاسیس نیروگاه‌های برق حرارتی خورشیدی، دستگاه‌های تهویه هوای خورشیدی و سایر پروژه‌ها و سیستم‌های بزرگ و کوچکی است که می‌توان برای آنها ترجیحا از انرژی خورشیدی استفاده کرد. زمینی به مساحت 400 هزار فوت مربع، معادل 130 هزار مترمربع در حوالی تکنوپارک دبی در اختیار شرکت سولار تکنولوجیز قرار خواهد گرفت تا تسهیلات لازم برای توسعه استفاده از انرژی خورشیدی در دبی را فراهم نماید و در همان منطقه نیروگاه‌های برق خورشیدی را تاسیس کند. استفاده از انرژی خورشیدی در بخش‌های مختلفی از دنیا که بیشترین روزهای سال را آفتاب دارند به شدت در حال افزایش است. انرژی خورشیدی به مراتب از انرژی‌های فسیلی و سایر انواع انرژی ارزانتر و به صرفه‌تر است.

منبع: سايت خبری وزارت نيرو

[boomba]

سرمایه گذاری مشترک "بی پی سولار" در زمینه انرژی خورشیدی در چین



"بی پی سولار" اقدام به سرمایه گذاری مشترک در چین برای تولید و فروش صفحه های خورشیدی به منظور بدست گرفتن بخش عمده بازار انرژی خورشیدی این کشور کرده است.

"بی پی سولار" اقدام به سرمایه گذاری مشترک در چین برای تولید و فروش صفحه های خورشیدی به منظور بدست گرفتن بخش عمده بازار انرژی خورشیدی این کشور کرده است. به گزارش "شانا" به نقل از خبرگزاری رویترز از پکن، بی پی سولار هدف از تاسیس "بی پی سان اوسیس" را برقرسانی گسترده به مناطق دورافتاده روستایی این کشور اعلام کرد. کل سرمایه این مشارکت 10 میلیون دلار است و قرار است دو شرکت به مدت 30 سال در این زمینه همکاری کنند. نخستین نیروگاه خورشیدی این شرکت مشترک با ظرفیت سالانه 25 مگاوات در "شیان" ساخته خواهد شد که تلاش می شود ظرفیت آن تا سال 2010 به 100 مگاوات افزایش یابد. هدف این شرکت سرمایه گذاری روی طرح های دولت چین برای افزایش میزان انرژی بدست آمده از منابع تجدیدپذیر، کاهش وابستگی این کشور به ذغال سنگ و واردات نفت است. پکن قصد دارد میزان تولید نیرو از خورشید را تا سال 2020 میلادی با 500 برابر افزایش از 20 مگاوات کنونی به 10 هزارمگاوات برساند. میزان سهام "سان اوسیس" چین در این شرکت51 درصد است و بی پی سولار که از چهار سال پیش در چین گروه فروش و مهندسی داشت مالک 49 درصد سهام آن خواهد بود و مدیرعامل آن را منصوب خواهد کرد. بی پی سولار، سومین شرکت بزرگ انرژی خورشیدی جهان در ماه نوامبر اعلام کرد برای نخستین بار در فعالیت 30 ساله خود به سودآوری رسیده است. "بی پی" (بریتیش پترولیوم) شرکت مادر بی پی سولار روز دوشنبه گذشته اعلام کرد : به دلیل نگرانی از افزایش دمای زمین قصد دارد سرمایه گذاری خود در منابع انرژی سبز را در سه سال آینده دو برابر کند

[boomba]

محققان بازده سلول خورشیدی را افزایش دادند

یک کنسرسیوم اروپایی بازده سلولهای خورشیدی سیلیکونی را به منظور کاهش هزینه تولید برق خورشیدی بهبود بخشیده است.
به گزارش پایگاه اینترنتی رویترز، مرکز تحقیقات انرژی ای‌سی‌ان هلند اعلام کرد محققان بازده فرایند تبدیل (انرژی خورشید به برق) در سلولهای خورشیدی سیلیکون (مالتی کریستالین multicrystaline) را 18درصد افزایش دادند.
بازدهی برای منابع انرژی تجدیدشونده مانند باد، خورشید و سوختهای زیستی، بازدهی بسیار پراهمیت است و در کاهش هزینه‌ها و توانایی رقابت با سوختهای فسیلی نقش کلیدی دارد.
هزینه تولید برق خورشیدی در حال حاضر هشت برابر انرژی حاصل از سوختهای فسیلی است. درحالی که بازار سوختهای فسیلی سالانه30درصد رشد دارد، برق خورشیدی کمتر از یک درصد انرژی مصرفی جهان را تامین می‌کند.
تحقیقات سلول خورشیدی را کنسرسیومی مرکب از موسسه‌ها و شرکتهای اروپایی از جمله ECN در طرح CrystalClear و با هدف ساخت واحدهای خورشیدی سیلیکونی پر بازده و کم هزینه دنبال می‌کنند. این کنسرسیوم همچنین فرایندی برای ساخت سلولهای خورشیدی بسیار کوچک ابداع کرده است که بازده مواد سیلیکونی بسیار خالص را بالا می‌برد.
سیلیکون ماده مورد استفاده در سلول فتوولتائیک photovoltaic است که انرژی خورشید را به برق تبدیل می‌کند. بازار سیلیکون جهانی در اثر رقابت سازندگان سلول خورشیدی با بخش الکترونیک دچار کمبود این ماده شده است. انتظار می‌رود تا سال2008یعنی یک سال دیگر این کمبود برطرف شود.
به اعتقاد این کنسرسیوم فناوریهای جدید هزینه تولید سلولهای خورشیدی را به نصف می‌رساند. بالا بردن حجم تولید نیز به کاهش هزینه‌ها کمک می‌کند. شرکتهایی مانند شل سولار، بی‌پی سولار و موسسه‌های تحقیقاتی و دانشگاههای کشورهای بلژیک، فرانسه، آلمان، اسپانیا، هلند در این کنسرسیوم مشارکت دارند.
منبع: پارس درگاه

[boomba]

کارخانه‏ی انرژی خورشیدی، یک فانوس دریایی درخشان!

این برج که در پرتوهایی از نور، در تمامی جهات درخشان شده است، می‏تواند به عنوان یک نماد مذهبی به نظر برسد، اما در حقیقت این گونه نیست. این برج یک کارخانه‏ی جدید برق در اسپانیا است که انرژی حاصل از خورشید را با 600 آینه مهار کرده و پیرامون خود را تا چندین مایل روشن کرده است.
این برج‏ 40 طبقه که در منطقه‏ی سویل اسپانیا برپا شده است، یک نیروگاه کاملاً سبز به شمار می‏آید. برج یاد شده 11 مگاوات برق را بدون ایجاد گازهای گلخانه‏ای تولید می‏کند و تنها از خورشید به عنوان منبع نیروزای خود استفاده می‏کند. این برج، نور خورشید بازتاب یافته از آینده‏های پیرامون خود را جذب می‏کند و برای این مقصود، دو طرف برج به عنوان دو سطح جاذب آفتاب عمل می‏کنند. شاید در ظاهر ساختمان برج شگفت‏انگیز به نظر برسد، اما این برج دقیقاً برای جذب انرژی طراحی شده است و دلیل شگفت‏انگیزی ظاهر آن نیز همین است. برج یاد شده به طور کامل، انرژی تابشی خورشیدی را دریافت و آن را برای ایجاد انرژی الکتریکی مهار می‏کند.

[boomba]

تولید گرما از زباله

صرفه‏جویی در انرژی حرارتی در زمستان یکی از مهم‏ترین ضرورت‏ها است. دانیل استرول 50 قوطی آلومینیومی را طوری روی هم قرار داده است که امکان جریان هوای گرم میان آن‏ها را فراهم کرده است. روی این قوطی‏ها را یک صفحه‏ی پلاستیکی شفاف با ابعاد 4×2 فوت کشیده است و به این وسیله یک پمپ حرارت خورشیدی درست کرده است. از آن جا که فلزات حرارت را زودتر و بیشتر از عناصر دیگر جذب می‏کنند، این حرارت 10 تا 15 درجه بیشتر از حرارت موجود در دیگر اجسام خواهد بود. با قرار دادن یک توربین در مسیر هوای گرمی که در داخل این قوطی‏ها در گردش است و هدایت آن به داخل، می‏توان خانه را در طول روز و هنگام تابش آفتاب در مناطق سردسیر و در زمستان به خوبی گرم کرد.
یادتان باشد، از این پس قوطی‏های فلزی خالی نوشابه‏های خود را به آسانی دور نیاندازید! شما با این کار بخاری‏های خوبی را خواهید داشت.
منبع: وبلاگ sci fi tech دوم می 2007

[boomba]

تامین‬یک پنجم انرژی مصرفی اروپا از منابع تجدیدپذیر تا سال ‪ ۲۰۲۰سران اتحادیه اروپایی روز جمعه در یک نشست مشترک طرح‌های گسترده برای کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای و افزایش استفاده از انرژی‌های تجدید پذیر در اروپا را بررسی کردند.
به گزارش ایرنا به نقل از خبرگزاری رویترز، "آنگلا مرکل" صداعظم آلمان در این نشست اعلام کرد تصمیمات با ارزشی نظیر تامین یک پنجم از انرژی مصرفی اروپا از منابع تجدیدپذیر تا سال ‪ ،۲۰۲۰‬اروپا را به قاره پیشتاز در زمینه مبارزه با روند گرم شدن زمین تبدیل می‌کند.
وی در مقام ریاست این نشست دو روزه که با حضور ‪ ۲۷‬کشور عضو اتحادیه اروپا برگزار شد اعلام کرد: ما می‌توانیم از فاجعه‌ای که در حال شکل‌گیری توسط انسانهاست پیش‌گیری کنیم. "مرکل" افزود: هم‌اکنون به سطحی از همکاری مشترک رسیده‌ایم که تصور آن در چند سال قبل ممکن نبوده‌است.
در این همایش اتحادیه اروپا طرح‌هایی برای کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای، ایجاد راه‌کارهای استفاده از منابع تجدید پذیر، افزایش کارایی تجهیزات مصرف‌کننده انرژی و استفاده از سوختهای زیستی، توسط سران اروپایی بررسی شدند.
بر اساس تصمیمات جدید و در برنامه‌ای که شامل تمامی ‪ ۴۹۰‬میلیون ساکنان اروپا می‌شود، تا پایان دهه جاری لامپهای روشنایی پرمصرف فعلی در منازل، ادارات و خیابانهای اروپا با لامپهای کم‌مصرف و دارای کارایی بالا تعویض می‌شوند.
"خوزه مانوئل باروسو" رییس کمیسیون اروپایی در این همایش اعلام کرد اروپا با پیشگام شدن در زمینه سرمایه‌گذاری در فناوری‌های سبز می‌تواند از لحاظ اقتصادی نیز پیشرفت کند. این در حالی است که بخش تجاری اروپا بر این باور است که اروپا با محدود شدن توسط قوانین جدید، توان رقابتی خود را در برابر رقیبانی که مسایل محیط زیستی را رعایت نمی‌کنند ولی محصولات ارزان‌تری تولید می‌کنند، از دست خواهد داد.
در توافق‌نامه جدید اهداف بلند مدت و کلی کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای و استفاده از منابع انرژی تجدید پذیر اروپا تعیین شد اما میزان اعمال این تغییرات در هر کدام از کشورهای اروپایی مستلزم موافقت همان کشورها خواهد بود که این احتمالا به معنای مشاجره و بحث دولتهای کشورهای این اتحادیه با ریاست اتحادیه در سالهای آینده است.
در این همایش مقرر شد اتحادیه اروپا در مجموع تا سال ‪ ۲۰۲۰‬یک پنجم از انرژی مورد نیاز خود را از منابعی نظیر انرژی خورشیدی، باد و برق تولید شده در سدها، تامین کند.
"مری اوکاب" جانشین سخنگوی سازمان ملل متحد با تحسین تصمیمات جدید اتحادیه اروپا اعلام کرد پایبندی به کاهش قابل توجه انتشار گازهای گلخانه‌ای دارای ارزش زیادی است. وی افزود: با بلند همتی ملتها می‌توان راه‌حل مناسبی برای مقابله با تغییرات آب و هوای زمین پیدا کرد که هم‌اکنون به یکی از بزرگترین مشکلات نسل بشر تبدیل شده است.
"تونی بلر" نخست وزیر انگلیس نیز در همایش یاد شده اعلام کرد: هر چند دست‌یابی به اهداف تعیین شده به تلاش بسیار زیاد اروپا نیاز خواهد داشت اما این برنامه اروپا را به پرچمدار مبارزه با گرم شدن زمین بدل می‌کند که تمامی جهان با خطرات آن مواجه هستند.
در این همایش مقرر شد اروپا تا سال ‪ ۲۰۲۰‬تا ‪ ۲۰‬درصد از انتشار گازهای گلخانه‌ای خود بکاهد و اگر کشورهایی نظیر آمریکا، روسیه، چین و هند اقدامات مشابهی انجام دهند، اروپا کاهش ‪ ۳۰‬درصدی را نیز مدنظر قرار خواهد داد.
اروپا هم‌اکنون کمتر از ‪ ۷‬درصد از انرژی مورد نیاز خود را از منابع تجدید پذیر انرژی تامین می‌کند.
نتایج همایش یاد شده اساس موضع اروپا در نشستهای بین‌المللی است که در آینده برای تعیین جایگزین پروتکل کیوتو برگزار خواهند شد.

[boomba]

تولید باطری خورشیدی با بازدهی ‪ ۴۰‬درصدیسایت خبری وزارت نیرو:

محققان آمریکایی از تولید نسل جدیدی از باطری‌های خورشیدی خبر می‌دهند که می‌تواند انرژی خورشیدی را به عنوان یک منبع انرژی ارزان مطرح کند و وابستگی انسان به سوختهای فسیلی را پایان دهد.
به گزارش سایت اینترنتی "تک‌وب"، دو شرکت "بویینگ" و "اسپکترولب" با سرمایه‌گذلاری وزارت انرژی آمریکا موفق به تولید یک باطری خورشیدی با بازدهی نزدیک به دو برابر بازدهی کارآ باطری‌های خورشیدی امروزی شده‌اند.
"الکساندر کارسنر" معاون انرژی‌های تجدیدشونده وزارت انرژی آمریکا اعلام کرد باطری خورشیدی تولید شده توسط "بویینگ - اسپکترولب"، ‪ ۴۰/۷‬درصد از نور دریافتی از خورشید را به برق تبدیل می‌کند.
به گفته "دیوید لیلینگتون" رییس "اسپکترولب"، این باطری خورشیدی دارای بالاترین کارایی در میان تمامی تجهیزات مبدل انرژی خورشید به انرژی الکتریکی تاکنون است. کارایی باطری خورشیدی جدید توسط آزمایشگاه ملی انرژی‌های تجدیدشونده وزارت انرژی آمریکا بررسی و مورد تایید قرار گرفته است.
باطری‌های خورشیدی امروزی دارای ‪ ۱۲‬تا ‪ ۱۸‬درصد کارایی دارند و این رقم در مورد پربازده‌ترین انواع آنها که در ماهواره‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند، حدود ‪ ۲۸‬درصد است. در سال ‪ ۱۹۵۴‬که استفاده از باطری‌های خورشیدی آغاز شد، کارایی بهترین باطری‌های خورشیدی کمتر از ‪ ۴‬درصد بود.
در سالهای اخیر افزایش قیمت سوختهای فسیلی و نگرانی‌های زیست محیطی از انتشار گازهای گلخانه‌ای سبب افزایش توجه به انرژی خورشیدی شده است.
در ماه اکتبر گذشته، شرکت "گوگل" که دارای برترین موتور جستجوی اینترنت است، در اقدامی نمادین اعلام کرد ‪ ۹‬هزار و ‪ ۲۰۰‬صفحه خورشیدی روی بام و در محوطه ساختمانهای مرکزی خود نصب خواهد کرد.
باطری‌های خورشیدی مورد استفاده "گوگل" که توسط شرکت "شارپ" تولید می‌شوند ‪ ۱۲/۸‬درصد بازدهی خواهند داشت. شرکت "گوگل" امیدوار است بتواند تا ‪ ۳۰‬درصد از انرژی مصرفی خود را توسط این باطری‌های خورشیدی تامین کند.

[boomba]

نخستین کشتی خورشیدی جهانواحد مرکزی خبر:
نخستین کشتی خورشیدی جهان در سوییس ساخته شد .
این کشتی موتور بنزینی یا بادبان ندارد و برای حرکت فقط به انرژی خورشیدی نیاز دارد .

رافائل دومیان سازنده این کشتی در نظر دارد , با آن از اروپا به امریکا سفر کند و اقیانوس اطلس را طی کند.

روی عرشه کشتی از پانل های خورشیدی تشکیل شده است.

قرار است این کشتی درسال 2009 سفر خود را آغاز کند .

[boomba]

استفاده ازسلولهای خورشیدی در کشور بومی می شودفتاح اعلام کرد:

وزارت نیرو درصدد است تا بحث استفاده ازسلولهای خورشیدی ر درکشور را بومی کند.
مهندس سید پرویز فتاح وزیر نیرو درگفت وگو با خبرنگار موج در خصوص برنامه های آینده برای افزایش استفاده ازانرژی های نو در کشورگفت:با توجه به وسعت کشور و پراکندگی جمعیت دربیش از 65 هزار روستا احداث شبکه برق، تیر برق وطول خط دربرخی مناطق از بعد اقتصادی برای دولت صرفه اقتصادی ندارد.
وی افزود:هم اکنون به بیش از 51 هزارروستا برق رسانی انجام شده و 13-14 هزار روستای باقی مانده که اسمش روستاست اما جمعیتشان بسیارکم است برق رسانی صورت نگرفته است.
فتاح تاکید کرد:می توانیم با قاطعیت اعلام کنیم که درحال حاضرتمام روستا ها ی بالای 20 خانوار برق رسانی به آن انجام شده است برای برق رسانی به تعداد باقی مانده باید از روش استفاده از انرژی های نو استفاده کنیم.
وزیر نیرو اظهارداشت:هم اکنون سایرکشورهای دنیا برای برق رسانی به برخی از نقاط کشورشان ازهمین مسیررفته اند وآن هم استفاده از سلول های خورشیدی است .
وی درادامه بیان کرد:احداث سلول های خورشیدی درپشت بام های منازل برای استحصال آب گرم منازل جوابگوست وچون قدرت ذخیره دارد استفاده ازاین روش می تواند روشنایی منازل را نیزتامین کند.
فتاح اضافه کرد:درواقع این روش یک پکیج آماده است که دربالای منازل نصب می شود که طی چند سال قبل می خواستیم از این روش استفاده کنیم امادرآم زمان هزینه خریداری آن مقرون به صرف نبودولی درحال حاضر خوشبخاته تکنولوژی و فناوری های نوین منجر شده که هزینه استفاده از سلولهای خورشیدی روز به روز کاهش یابد.
وزیر نیرو تاکید کرد: وزارت نیرو درصدد است تا بحث استفاده ازسلولهای خورشیدی رادرکشور به منظور استفاده از انرژی های نو به جای انرژی فسیلی بومی کند تا درسطح کشور با استفاده از این انرژی مصرف صورت گیرد.
وی درخصوص استفاده از انرژی های باد درکشور اظهارداشت:هم اکنون برخی از مناطق دور افتاده کشورکه باد خیز هستند شناسایی شده و اطلس باد توسط وزارت نیرو درکشور تهیه شده ودرحال حاضر هم به دنبال این هستیم که برای این مناطق با توجه به بومی شدن استفاده از آن این تکنولوژی احداث شود.
فتاح درخاتمه اظهارکرد:دولت درردیف های بودجه تبصره هایی دراین خصوص قرارداده اما زیاد نیست زیراکه وزارت نیرو فرصت خواسته تا این تکنولوژی ها را بومی کند وکارخانه هارا وارد کندکه طی آن این اقدامات درخصوص باد صورت گرفته و درزمینه خورشیدی نیز این اقدامات درحال اقدام است که درآینده ای نزدیک آن را اعلام خواهیم کرد.

[boomba]

انرژی خورشيدی

خورشید زمین را گرم و روشن می‌کند. گیاهان و جانوران نیز انرژی خورشیدی را لازم دارند تا زنده بمانند. اگر خورشید نبود یا از زمین خیلی دورتر بود و گرمای کمتر به ما می‌رسید، سطح زمین خیلی سرد و تاریک می‌شد و هیچ موجودی نمی‌توانست روی آن زندگی کند. همه ما به انرژی نیاز داریم، انرژی مانند نیرویی نامرئی در بدن ما وجود دارد و آن را بکار می‌اندازد. اگر انرژی به بدن نرسد، توانایی انجام کار را از دست می‌دهیم و پس از مدتی می‌میریم.

ما انرژی را از غذایی که می‌خوریم یدست می‌آوریم. با هر حرکت و کاری که انجام می‌دهیم، بخشی از انرژی موجود در بدن صرف می‌شود. حتی برای خواندن این مطلب هم مقداری انرژی لازم است. برای همین باید هر روز غذاهای کافی و مناسبی را بخوریم. گیاهان و جانوران نیز برای زنده ماندن و رشد و حرکت ، به انرژی نیاز دارند، که منشأ همه اینها از خورشید می‌باشد.

http://filterstomp.info/index.php?l=aHR0cDovL2RhbmVzaG5hbWVoLnJvc2hkLmlyL2 1hdmFyYS9pbWcvZGFuZXNobmFtZWhfdXAvOC84ZC9waG90b3Zv bC5qcGc%3D

تمام دستگاهها و ماشینهای ساخته شده بدست انسان نیز با استفاده از انرژی کار می‌کنند. بسیاری از این ماشینها برقی هستند. حتما شما هم از دستگاههایی مثل رادیو ، تلویزیون ، اطو ، یخچال و ... استفاده می‌کنید. اگر به هر دلیلی برق خانه قطع شود، تمام این دستگاهها از کار می‌افتند و بدون استفاده می‌شوند. اما آیا می‌دانید برق چطور تولید می‌شود؟ برای تولید برق ، سوختهایی مثل زغال سنگ ، نفت و گاز را می‌سوزانیم. این نوع سوختها را سوخت فسیلی می‌نامند.

سوختهای فسیلی از باقی مانده گیاهان و جانورانی بوجود آمده‌اند که میلیونها میلیون سال قبل روی زمین زندگی می‌کردند. وقتی این جانوران و گیاهان مردند و از بین رفتند، سالهای زیادی زیر فشار لایه‌های زمین ماندند تا به زغال سنگ و نفت و گاز تبدیل شدند و می‌بینیم که همه انواع مختلف انرژی که قبل تبدیل به یکدیگر نیز هستند از یک منبع به نام خورشید ناشی شده و یا به آن مربوط می‌شود. تابش خورشید منشأ اغلب انرژیهایی است که در سطح زمین در اختیار ما قرار دارد.

باد : ناشی از اختلاف دمای هوا و حرکت نسبی اتمسفر زمین است.
آبشار : ناشی از تبخیر و بارانی که از آن نتیجه می‌شود.
چوب ، زغال سنگ ، نفت و ... که منشا گیاهی دارند به کمک کلروفیل و خورشید ساخته شده‌اند.

http://filterstomp.info/index.php?l=aHR0cDovL2RhbmVzaG5hbWVoLnJvc2hkLmlyL2 1hdmFyYS9pbWcvZGFuZXNobmFtZWhfdXAvNC80MC9zYW5mcmFu NC5qcGc%3D

خورشید چیست؟

خورشید یک راکتور هسته‌ای طبیعی بسیار عظیم است. که ماده در آن جا بر اثر همجوشی هسته‌ای به انرژی تبدیل می‌شود و هر روز حدود 350 میلیارد تن از جرمش به تابش تبدیل می‌شود، دمای داخلی آن حدود 15 میلیون درجه سانتیگراد است. انرژیی که بدین ترتیب به شکل نور مرئی ، فرو سرخ و فرابنفش به ما می‌رسد 1 کیلو وات بر متر مربع است. خورشید به توپ بزرگ آتشین شباهت دارد که صد بار بزرگتر از زمین است.

این ستاره‌ها از گازهای هیدروژن و هلیوم تشکیل شده است. گازها انفجارهای بزرگی را بوجود می‌آورند و پرتوهای قوی گرما و نور را تولید می‌کنند. این پرتوها از خورشید بسوی زمین می‌آیند در طول راه ، یک سوم آنها در فضا پخش می‌شوند و بقیه بصورت انرژی گرما و نور به زمین می‌رسند. می‌دانیم که سرعت نور 300000 کیلومتر در ثانیه است. از سوی دیگر ، 8 دقیقه طول می‌کشد که نور خورشید به زمین برسد. بنابراین می‌توان فاصله خورشید تا زمین را حساب کرد. در این مسیر طولانی ، مقدار زیادی از نور و گرمای خورشید از دست می‌رود، اما همان اندازه‌ای که به زمین می‌رسد، کافی است تا شرایط مناسبی برای زندگی ما و جانوران و گیاهان بوجود آید.

http://filterstomp.info/index.php?l=aHR0cDovL2RhbmVzaG5hbWVoLnJvc2hkLmlyL2 1hdmFyYS9pbWcvZGFuZXNobmFtZWhfdXAvOC84Ni80c3VuX3Qu Z2lm

منبع انرژی خورشیدی

با اندازه گیری شار خورشیدی تابشی در بالای جو زمین می‌توان قدرت دریافتی کل انرژی از خورشید را محاسبه کرد. که حدود 1.8x1011 مگا وات است. البته تمام این انرژی به سطح زمین نمی‌رسد مقداری از آن جذب لایه‌های اتمسفر می‌شود.
ماده در عالم اساساً از هیدروژن و هلیوم تشکیل شده که قسمت اعظم آن بین ستارهها و کهکشانها توزیع شده است. نیروی جاذبه متقابل بین ذرات سبب تراکم گاز و گرد غبار شده و این تراکم احتراما ابر ستاره‌ای را بوجود می آورند.
انرژی پتاسیل گرانشی سبب ازدیاد دمای داخل ستاره شده و آن هم باعث افزایش چگالی ستاره شده در نتیجه دمای داخل آن افزایش می‌یابد تا یک حالت پلاسمای خورشیدی بخود بگیرد.
در یک چنین محیطی شرایط برای همجوشی هسته‌ای مهیا می‌شود. با ترکیب دوترویم و تریتیوم مقداری انرژی آزاد می‌شود (17.6 Mev). بنابراین همانطوری که گفته شد، مقدار انرژیی که از خورشید به زمین می‌رسد، بوسیله جمع کننده‌های خورشیدی کنترل کرده و برای مصارف خانگی و صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند.

[boomba]

کاربردهای انرژی خورشیدی

مقدمه

وابستگى شدید جوامع صنعتى به منابع انرژى ، بویژه سوختهاى نفتى و بکار گیرى و مصرف بى‌رویه آنها سبب شده ، این منابع که در قرنهاى متمادى در زیر لایه‌هاى زیرین زمین تشکیل شده ، تخلیه شود. انرژیهاى فسیلى مانند نفت و زغال سنگ پایان پذیر و تجدید ناپذیر هستند، اما انرژیهاى نو یا جانشین از جمله باد ، آب و خورشید چنین نیستند. خورشید یکى از منابع مهم تجدید ناپذیر انرژى است که به فناوریهاى پیشرفته و پرهزینه نیاز ندارد و مى‌تواند به عنوان یک منبع مفید و تأمین کننده انرژى در بیشتر نقاط جهان بکار گرفته شود.

استفاده از این انرژى برخلاف انرژى هسته‌اى ، خطرى ندارد و براى کشورهاى فاقد منابع انرژى زیرزمینى ، مناسبترین راه براى دستیابى به نیرو و رشد و توسعه اقتصادى است. هم اکنون از انرژى خورشیدى بوسیله سیستمهاى مختلف و براى اهداف گوناگون استفاده و بهره گیرى مى‌شود که مهمترین آنها سیستمهاى فوتوبیولوژیک، شیمى خورشیدى (Helios Chemical) ، گرماى خورشیدى (Helios Thermal) ، برق خورشیدى (Helios Electrical) ، سیستمهاى فتوشیمیایى ، سیستمهاى فوتوولتاییک، سیستمهاى حرارتى و برودتى هستند.

http://filterstomp.info/index.php?l=aHR0cDovL2RhbmVzaG5hbWVoLnJvc2hkLmlyL2 1hdmFyYS9zaG93X2ltYWdlLnBocD9pZD0xODQ4OQ%3D%3D

انرژى خورشید به کمک آیندگان می‌شتابد.

نیروگاه هاى خورشیدى که انرژى خورشید را به برق تبدیل مى کنند، در آینده با مزیت هایى که در برابر نیروگاه هاى فسیلى دارند، مشکل برق و تا حدودى مشکل کم آبى را بویژه در دوران تمام شدن نفت و گاز حل خواهند کرد و بطور مسلم تأسیس و بکار گیرى برجهاى نیرو ، زمینه لازم را براى خودکفایى و قطع وابستگى کشور فراهم خواهد کرد. تولید برق بدون مصرف سوخت ، نیاز نداشتن به آب فراوان ، آلوده نکردن محیط زیست ، استهلاک کم و عمر زیاد از مزیتهاى بارز برجهاى نیرو و نیروگاههاى خورشیدى نسبت به نیروگاههاى فسیلى و اتمى است.
لزوم استفاده از انرژى خورشیدى

فناورى ساده ، کاهش آلودگى هوا و محیط زیست و از همه مهمتر ذخیره شدن سوختهاى فسیلى براى آینده با تبدیل آنها به مواد پردازش با استفاده از تکنیک پتروشیمى ، از دلایل لزوم استفاده از انرژى خورشیدى در کشور هستند. با افزایش قیمت نفت در سال 1973 کشورهاى پیشرفته صنعتى مجبور شدند، به استفاده از انرژیهاى جانشین جدیتر بیندیشند. کشورهاى صنعتى به این نتیجه رسیده‌اند که با بهینه سازى مصرف انرژى در صنایع و ساختمانها ، مصرف انرژى را مى‌توان 30 تا 40 درصد کاهش داد.

بررسیهاى بانک جهانى حاکى است که اگر کشورهاى در حال توسعه ، سیاستهاى بهینه سازى مصرف انرژى را بکار مى‌گرفتند، تا سال 1990 مى‌توانستند 4 میلیون بشکه در روز صرفه جویى کنند. کارشناسان معتقدند با استفاده از سیاستهاى بهینه سازى مصرف انرژى ، ضمن کاهش مصرف انرژى منافعى مانند: کاهش آلودگى هوا بویژه در شهرهاى بزرگ ، صرفه جویى در سرمایه گذارى در ساخت نیروگاهها ، پالایشگاهها و سیستم گازرسانى به میزان میلیاردها دلار در سال ، طولانى شدن عمر ذخایر نفتى ، ایجاد اشتغال در کشور ، کم هزینه بودن و نگهدارى آسان ، عاید کشور خواهد شد.

http://filterstomp.info/index.php?l=aHR0cDovL2RhbmVzaG5hbWVoLnJvc2hkLmlyL2 1hdmFyYS9zaG93X2ltYWdlLnBocD9pZD0xODQ5MA%3D%3D

ناگفته نماند با احتساب مصرف بیش از یک میلیون بشکه معادل نفت در روز ، بیش از یک میلیارد دلار درآمد ارزى در سال نصیب کشور خواهد شد. ایران با عرض جغرافیایى 25 تا 45 شمالى در منطقه مناسبى براى دریافت انرژى خورشیدى قرار دارد. میزان انرژى که زمین در یک ساعت از خورشید دریافت مى‌کند، بیش از انرژى مصرفى جهان در یک سال است. انرژى خورشیدى با بهره گیرى از روشها و وسایل ویژه به تولید برق با استفاده از حرارت خورشید مى‌پردازد که حرارت نیز پس از گذار از یک یا چند مرحله به انرژى الکتریکى تبدیل مى‌شود.

پاک بودن این سیستم ، توجه بسیارى از کشورها و دولتهاى جهان را به خود معطوف کرده تا آنجا که انگلستان اخیرا با الزامى کردن استفاده از صفحات خورشیدى در ساختمانهاى در حال ساخت، گامى بلند و موثر در بهینه سازى مصرف انرژى برداشته است. از هنگامى که منابع هیدروکربن و زغال سنگ چرخه تولید انرژى را در دست گرفت، بواسطه ارزان و در دسترس بودن آن از توجه به انرژى کاسته شد. در ایران ، ارزانى و فراوانى بیش از حد هیدروکربون سبب شده تا به انرژى خورشیدى توجه کمتر مبذول شود.

انواع نیروگاههای خورشیدی

نیروگاههاى خورشیدى داراى انواع گوناگون و تفکیک پذیر هستند: نیروگاههایى که مستقیم با دریافت انرژى خورشید آنرا به انرژى الکتریکى تبدیل مى‌کنند و نیروگاههایى که پس از دریافت انرژى خورشید آنرا به گرما و پس از گذشت یک روند خاص ، به الکتریسیته تبدیل مى‌کند. سیستمهایى که از انرژى خورشید بهره مى‌برند، شامل سیستم فتوولتایى (PV) و سیستمهاى گرما شیمیایى ، تولید هیدروژن از انرژى خورشید است. در سیستم فتوولتایى که در اصل براى کاربردهاى فضایى ابداع و تکمیل شده بودند، انرژى نورى را مستقیم به انرژى الکتریکى تبدیل مى‌کنند.

این فناورى بر اساس این نظریه «اثر فوتوالکتریک» انیشتین شکل گرفته که نور سبب مى‌شود الکترونها از هم جدا شوند. توسعه PV براى کاربردهاى زمینى در هنگام نخستین بحران نفت در دو زمینه بسیار متفاوت آغاز شد:

یکى در زمینه فناوریهاى تمرکزى است که در آن کاهش هزینه‌ها با استفاده از جانشینى سطح PV بوسیله سطح عدسى صورت مى‌گیرد و دیگرى براى کاهش هزینه‌هاى مدولهاى PV با استفاده از ساخت صنعتى با حجم زیاد است. در سیستمهاى گرما شیمیایى و نورشیمیایى نیز از انرژى خورشید براى القاى واکنشهاى شیمیایى استفاده مى‌کنند تا کیفیت محصولات موجود را افزایش دهند یا محصولات کاملا جدیدى را بسازند. گرما شیمیایى به استفاده از گرما براى رانش واکنشها اطلاق مى شود و نور شیمیایى به استفاده مستقیم فوتونها مانند بخش ماوراى بنفش طیف خورشید اطلاق مى‌شود. تولید هیدروژن از انرژى خورشید نیز به توجه ویژه نیاز دارد، زیرا هیدروژن سوخت تمام نشدنى و سازگار با محیط است.

http://filterstomp.info/index.php?l=aHR0cDovL2RhbmVzaG5hbWVoLnJvc2hkLmlyL2 1hdmFyYS9zaG93X2ltYWdlLnBocD9pZD0xODQ5MQ%3D%3D

انرژى خورشیدى (نیازها و محدودیتها)

برخى انرژیهاى تجدید پذیر را تنها امید بقاى کره زمین دانسته‌اند، در حالى که عده‌اى آنرا منبعى حاشیه‌اى با ظرفیت محدود به حساب مى‌آورند. از سویى منابع سوخت فسیلى پایان پذیر و تجدیدناپذیر است و باید از انرژیهاى تجدید پذیر که به رغم منابع فسیلى ، منافع زیست محیطى فراوانى در بر دارد بیشتر بهره جست. انرژى خورشیدى ، نتیجه فرآیند پیوسته همجوش هسته‌اى در خورشید است و هم اکنون کل منبع انرژى خورشیدى 10 هزار برابر مصرف انرژى کنونى بشر است، اما اندک بودن شدت این توان و تنوع زمانى و جغرافیایى آن ، مشکلات عمده‌اى را فراهم کرده که سهم این انرژى را در برابر کل انرژى محدود مى‌کند.

با این حال ، در کشورهایى که هزینه انرژى معمولى به دلیل مالیات زیاد است و دولت تلاش زیادى براى ترغیب مردم به استفاده از انرژى خورشیدى مى‌کند، بازار براى سیستمهاى حرارتى خورشیدى کم دما رونق دارد. با آنکه کل منبع انرژى خورشیدى این امکان بالقوه را دارد که سهم عمده اى در تأامین انرژى جهانى در آینده داشته باشد، دلایل زیادى وجود دارد که سهم استفاده از آن را در 20 سال آینده بسیار محدود مى‌کند.

اهمیت این محدودیت ، همراه با الگوهاى مصرف و اولویتهاى ملى تغییر مى‌یابد. یکى از محدودیتهاى عمده در استفاده از انرژى خورشیدى ، عدم کارآیى اقتصادى سیستمهاى خورشیدى اولیه در برابر سیستمهاى تکامل یافته با سوخت فسیلى است که با افزایش قیمت سوختهاى معمولى و اقتصادى تر کردن دستگاههاى خورشیدى با حجم تولید بیشتر ، گرایش به استفاده از این گونه انرژى را مى‌توان شتاب بخشید. در کنار محدودیتهاى اقتصادى لازم است انرژى خورشیدى و مزیتهاى استفاده از آنرا با آموزش در محتواى فرهنگى زندگى مردم و به منظور ارتقاى سطح آگاهى آنان وارد ساخت که به سرمایه گذارى و توجه دولت به بخش خصوصى نیاز دارد. محور دیگر معادله اجتماعى انرژى خورشیدى ، توسعه مهارتهاى فنى در میان طراحان ، نصابان و تعمیر کاران بسیارى از دستگاههایى است که بطور وسیع در سراسر جهان توزیع مى‌شوند.
با توجه به دورنماى فراگیرى انرژى خورشیدى و با توجه به کل سرمایه در دسترس براى سرمایه گذارى در انرژى خورشیدى که در 30 سال آینده به 10 درصد کل سهام انرژى جهان محدود خواهد شد، به این نتیجه مى‌توان رسید که انرژى خورشیدى دست کم زودتر از سال 2020 نمى‌تواند جانشین اصلى انرژى سوختهاى فسیلى شود. کشورها نیز در زمینه سرمایه گذارى در این بخش با محدودیت روبرو هستند و روشى که براى کاهش این محدودیتها مى‌توان به آن اشاره کرد.

جذب سرمایه بخش خصوصى و استفاده از آن بخش از بودجه دولتى است که براى سرمایه گذارى در انرژى خورشیدى اختصاص داده شده است که بسیارى از کشورها با کاربست این روش به موفقیتهایى دست یافته‌اند و در کشور ما نیز باید شرایط حضور بخش خصوصى فراهم و اقدامهاى لازم براى جذب بخش خصوصى انجام شود. آلمان که با پیامدهاى افزایش شدید بهاى نفت دست به گریبان بوده و برنامه تولید انرژى هسته‌اى خود را نیز کنار گذارده است، هم اکنون در صدد گسترش دادن نیروگاههاى بسیار بزرگ است.

اخیرا بزرگترین نیروگاه خورشیدى در این کشور گشایش یافت. این نیروگاه که در جنوب شهر لایپزیک و در شرق این کشور قراردارد با 33هزار و 500 پانل فتوولتاییک حدود 5 مگاوات ساعت برق تولید مى کند. این نیروگاه قادر است برق 1800 خانوار را تامین کند. براساس ارزیابى سازمان انرژى خورشیدى آلمان، مجموع ظرفیت تولید آماده در سال جارى به 300 مگاوات رسیده که دو برابر ظرفیت تولید پیشین در این کشور است.

http://filterstomp.info/index.php?l=aHR0cDovL2RhbmVzaG5hbWVoLnJvc2hkLmlyL2 1hdmFyYS9zaG93X2ltYWdlLnBocD9pZD0xODQ5Mg%3D%3D

هم اکنون نگرانیهاى فراوانى در زمینه توانایى کشورها در یافتن منابع سرمایه‌اى به منظور تأمین نیازهاى مالى توسعه استفاده از این نوع انرژى در دهه‌هاى آینده وجود دارد که این معضل در کشورهاى در حال توسعه شدیدتر است. اما به نظر مى‌رسد با ایجاد سرمایه گذاریهاى کلان و سریع در این زمینه ، مشارکت بخش خصوصى در این گونه طرحها و مهمتر از همه ارتقاى سطح فرهنگى کشور براى استفاده از انرژیهاى جانشین (تجدیدپذیر) تا چند سال آینده ، دستیابى به این هدف مهم چندان دور نباشد.

[vahide]

در نیویورک سطل زباله هایی ساخته شد که با نور خورشید کار می کنند. این سطل زباله ها گنجایش 300 گالن زباله دارد که این میزان 4 تا 10 برابر گنجایش یک سطل زباله متوسط است.

به تازگی از این سطل زباله ها در برخی خیابان های نیویورک استفاد می شود. این سطل زباله های بزرگ بوسیله انرژی خورشیدی کار می کنند و مخزن آن دارای درب شیشه ای است و به یک باتری خورشدی با عمر طولانی متصل می باشد. زباله ها به لوله هایی می ریزندکه در این لوله ها زباله ها خرد می شوند و بدین ترتیب از فاسد شدن و بو گرفتن زباله ها جلوگیری می شود.

این سطل ها دارای ظرفیت خاصی هستند. زمانیکه ظرفیت این سطل ها به حد نصاب می رسد؛ حس گری که در آن کار گذاشته شده بصورت اتوماتیک دستگاه همفشر(دستگاهی که زباله ها را له کرده و سپس به آجرک کم حجم تبدیل می کند) را راه اندازی می کند و بدین ترتیب زباله ها فشرده و کم حجم می شوند.
گنجایش این سطل ها 300 گالن یعنی 4 تا 10 برابر ظرفیت سطل زباله های متوسط که امروزه مورد استفاده قرار می گیرند می باشد. بدین وسیله 75% نیاز به کارگران جمع آوری و حمل زباله و ماشین های دیزلی مخصوص این کار تامین می شود.

اما این سطل ها گران هستند. قیمت سطل هایی که در حال حاضر در اماکن عمومی و خیابان های نیویورک مورد استفاده قرار می گیرد 100 دلار است در صورتیکه قیمت هر کدام از این سطل ها 4500 دلار می باشد. اما شرکت سازنده این طرح متعهد شده است که تمهیداتی را تدارک ببیند تا این سطل ها با قیمتی کمتر خریداری شود؛ البته این شرکت سعی دارد تا شهرداری را متقاعد سازد که استفاده از این سطل ها حتی با قیمت گران هم از نظر عملکرد به صرفه است. این شرکت اعلام داشته است که مشتریان آن اغلب با توجه به هزینه های بازیافت در طول سال و نقش این سطل ها در صرفه جویی در سوخت و نیروی کار این محصول را خریداری می کنند.

البته مدیریت سازمان بازیافت نیویورک اعلام داشته است که این سطل ها بیشتر برای پارک ها و مراکز تفریحی، که مواد غذایی بیشتری حجم زباله را تشکیل می دهد طراحی شده و برای استفاده وسیع و همه جانبه در کلان شهر ها مناسب نیست. این سطل ها به دلیل باریک بودن لوله هایی که زباله ها درون آنها ریخته می شود در پیاده روها و معابر که در آنها حجم بالایی زباله – از قبیل کارتن، جعبه، چتر و دیگر زباله های بزرگی که در این لوله ها جا نمی شوند- تولید می شود، مورد استفاده قرار نمی گیرند و اگر این سطل ها نتوانند این زباله ها را خرد و له کنند معابر و پیاده روها تبدیل به زباله دانی می شوند.

یکی دیگر از اشکالاتی که سازمان بازیافت نیویورک برای این سطل ها عنوان می کند این است که مردم با تعجب به این سطل ها نگاه می کنند اما نمی دانند که چیست و برای چه منظور در خیابان نصب شده است. شرکت تولیده کننده این محصول برای رفع این مشکل در صدد است تا آرمی را بر روی این سطل ها حک کنند.

[vahide]

About Solar Energy
Energy from the sun travels to the earth in the form of electromagnetic radiation similar to radio waves, but in a different frequency range. Available solar energy is often expressed in units of energy per time per unit area, such as watts per square metre (W/m2). The amount of energy available from the sun outside the Earth’s atmosphere is approximately 1367 W/m2; that’s nearly the same as a high power hair drier for every square meter of sunlight! Some of the solar energy is absorbed as it passes through the Earth’s atmosphere. As a result, on a clear day the amount of solar energy available at the Earth’s surface in the direction of the sun is typically 1000 W/m2. At any particular time, the available solar energy is primarily dependent upon how high the sun is in the sky and current cloud conditions. On a monthly or annual basis, the amount of solar energy available also depends upon the location. Furthermore, useable solar energy is depends upon available solar energy, other weather conditions, the technology used, and the application.
There are many ways that solar energy can be used effectively. Applications of solar energy use can be grouped into there are three primary categories: heating/cooling, electricity production, and chemical processes. The most widely used applications are for water and space heating. Ventilation solar air heating is also growing in popularity. Uptake of electricity producing solar technologies is increasing for the applications photovoltaics (primarily) and concentrating solar thermal-electric technologies. Due to recent advances in solar detoxification technologies for cleaning water and air, these applications hold promise to be competitive with conventional technologies.

http://canmetenergy-canmetenergie.nrcan-rncan.gc.ca/image.php/2899.img


The advantages of solar energy
Solar energy has the following advantages over conventional energy:
The energy from the sun is virtually free after the initial cost has been recovered.
Depending on the utilization of energy, paybacks can be very short when compared to the cost of common energy sources used.
Solar and other renewable energy systems can be stand-alone; thereby not requiring connection to a power or natural gas grid.
The sun provides a virtually unlimited supply of solar energy.
The use of solar energy displaces conventional energy; which usually results in a proportional decrease in green house gas emissions.
The use of solar energy is an untapped market.

[boomba]

باتری خورشیدی

نگاه اجمالی

باتری خورشیدی یا سلولهای فوتو ولتایی ابزارهایی الکترونیکی هستند که با استفاده از پدیده فوتو ولتائیک ، نور یا فوتون را مستقیما به جریان و ولتاژ الکتریکی تبدیل می‌کنند. دانشمندان اولین باتری خورشیدی را در سال 1954 ، با استفاده از ماده نیمه رسانای سیلیسیوم ، در آزمایشگاههای تلفن بل ساختند.
http://filterstomp.info/index.php?l=aHR0cDovL2RhbmVzaG5hbWVoLnJvc2hkLmlyL2 1hdmFyYS9pbWcvZGFuZXNobmFtZWhfdXAvZi9mZS9lbl9zdW4u SlBH

سیر تحولی و رشد

دانشمندان و مهندسان بلافاصله به ارزش باتریهای خورشیدی برای تأمین انرژی ماهواره‌ها پی‌بردند، زیرا این باتریها جرم کمی دارند و هیچ بخش متحرک مکانیکی ندارند. نخستین ماهواره آمریکایی در فضا به باتریهای خورشیدی از جنس سیلیسیوم مجهز شد. و امروزه هم سلول فوتو ولتایی سیلیسیومی هنوز منبع قدرت همه سفینه‌های فضایی هستند. البته در این میان کاوشگرهایی که به فراسوی منظومه شمسی و مکان میانی که نور خورشید در آنجا ضعیف است رهسپار می‌شوند، استثنا هستند.
تهیه باتری خورشیدی

باتری خورشیدی اولیه از تک بلور سیلیسیوم (Si) ساخته می‌شد که روی صفحات تختی کنار هم قرار می‌گرفت. کاربرد این روش ، برای مصارف عمومی و تولید انرژی در فضایی بزرگ ، بسیار گران تمام می‌شود. هر چند ماده خام SiO2 برای تهیه Si فراوان است، اما پالایش شن و خالص سازی کافی Si برای تهیه باتریهای خورشید پر هزینه است. برش قطعات بلوری منفرد به صورت قطعه‌ نازکی که ویفر نام دارند، نیازمند بریدن با الماس ، پرداخت بیشتر و بالاخره چندین عمل اضافی برای افزودن ناخالصیهای مناسب است.
کاهش هزینه ساخت

یک روش ممکن برای کاهش هزینه ، که در مورد بلوری گران قیمت نظیر Si و اخیرا گالیوم ارسنید (GuAs) ، استفاده از عدسی بزرگ و ارزان قیمت فرنل برای تمرکز نور روی سلول کوچک است. ضرایب تمرکز 25 تا 1000 با موفقیت بکار گرفته شده است. اگر چه طراحی تمرکز دهنده‌ها نیاز به ردگیری دو بعدی وضعیت خورشید در طول روز است.
http://filterstomp.info/index.php?l=aHR0cDovL2RhbmVzaG5hbWVoLnJvc2hkLmlyL2 1hdmFyYS9zaG93X2ltYWdlLnBocD9pZD0xMjg4MA%3D%3D

استفاده از مواد در باتری خورشیدی

طرح بسیار نوید بخش دیگری برای سلول فوتو ولتایی ، کاربرد ورقه‌های فیلمهای بسیار نازکی است که روی مواد نظیر شیشه یا فولاد زنگ نزن نشانده می‌شوند. سه ماده که به صورت ورقه‌های نازک (به ضخامت تقریبی 1 تا 3 میکرومتر) نتایج فوتوولتایی خوبی بدست داده‌اند. عبارتند از: سیلیسیوم هیدروژن دار آدورف (α - Si:H) ، سی اندپوم دی سلیند (CuLnSe2 یا بطور ساده CIS) و کادمیوم تلورید (CdTe). ماده‌ α - Si:H به صورت ورقه‌های نازک با ساختار آمورف ، ساختار چند بلوری با دانه‌هایی به صورت ورقه‌های نازک با ساختار بلوری با دانه‌هایی به اندازه حدود 1 میکرومتر کاربرد دارند.
خورشید فوتو ولتایی در باتری خورشیدی CdTe

فرآیند فوتو ولتایی در باتری خورشید CdTe در شکل زیر داده شده است. هر کوانتوم نور (فوتون) دارای انرژی hv است که در آن h ثابت پلانک و v بسامد نور است. (υ = C/λ) که در آن C سرعت نور و λ طول موج نور است). چنانچه انرژی فوتون بیشتر از گاف انرژی نیم رسانا (فاصله میان نوارهای نوارهای ظرفیت و رسانش) باشد، به آن صورت فوتون جذب ماده می‌شود و الکترونی را از نوار ظرفیت برانگیخته می‌کند و به نوار رسانش می‌برد که الکترون در آنجا می‌تواند آزادانه درون بلور به حرکت در آید.

الکترون بار منفی دارد، اما حفره ایجاد شده در نوار ظرفیت دارای بار مثبت است. وقتی که الکترون حفره به سرعت از هم جدا نشوند، الکترون جذب حفره مثبت می‌شود و بدون ایجاد هیچ جریانی نابود خواهد شد. بنابراین لازم است که میدان الکتریکی برای جداسازی بارها برقرار شود. این کار با افزودن مقدار کمی ناخالصی آلاییده به نیم رسانا و ایجاد پیوندگاهی میان مناطق نوع n (که ذرات حامل بار در آن بار منفی دارند) و نوع p (که با ذرات حامل در آن مثبت است) انجام می‌شود، شکل 1 پیوند ناهمگنی را نشان می‌دهد که کادمیوم سولفید (CdS) نوع n و کادمیوم تلورید (CdTe) نوع p تشکیل شده است.

هنگامی که فوتون ، زوجهای الکترون - حفره را در نزدیکی این پیوندگاه n - p که در آن میدان الکتریکی قوی برقرار است ایجاد کند، فرآیند فوتو ولتایی بیشترین بازدهی را خواهد داشت. باتری خورشیدی در این حال حفظ به اتصال های فلزی نیاز دارد. تا با سیم هایی که به جریان الکتریکی در وسیله ای خارجی امکان عبور می دهند مرتبط شود. برای باتری CdS/CdTe ، اکسید قلع (SnO2) به عنوان اکسید رسانشی شفاف (TCO) برای اتصال به CdS نیز نیکل ، گرانیت ، یا طلا برای اتصال CdTe کاربرد دارند.

http://filterstomp.info/index.php?l=aHR0cDovL2RhbmVzaG5hbWVoLnJvc2hkLmlyL2 1hdmFyYS9pbWcvZGFuZXNobmFtZWhfdXAvNi82ZS9lbmVyZ3kx LVMuanBn

مزیت یا بازده باتریهای خورشیدی

باتری خورشیدی معمولا ولتاژهای قله‌ای تولید می‌کند که تقریبا معادل دو سوم گاف انرژی نیم رسانا است. گاف انرژی بهینه برابر 1.0 ev و 1.7 ev است. در روز صاف و هنگامی که آفتاب بالای سر است شدت نور خورشید تقریبا برابر 1000 w/m² است. مدول خورشیدی با بازدهی 10% ، در روز آفتابی توانی در حدود 100 ولت تولید می‌کند. با تابش خورشیدی بدون ابر ، در حد متوسط 6 ساعت در روز ، تعدادی مدول خورشیدی با مساحت 60 متر مربع تقریبا 1000 کیلو وات ساعت برق در هر ماه تولید می‌کند، این در همان حدود مقدار مصرفی است که در خانواده‌های کشورهایی مانند ایالات متحده آمریکا دارد.

[boomba]

پدیده فتو ولتائیک

مقدمه

پدیده فوتوالکتریک که برای اولین بار توسط آلبرت انیشتین شرح داده شد، بر اساس این پدیده وقتی که یک کوانتوم انرژی نوری یعنی یک فوتون در یک ماده نفوذ می کند، این احتمال وجود دارد که بوسیله الکترون جذب شود و الکترون انتقال پیدامی کند.

اخیراً دانشمندان سلولهای خورشیدی ساخته‌اند، وقتی که امواج الکترو مغناطیسی خورشید بر روی آن می‌تابد، جفت ماده‌ها (الکترون و پوزیترون) یعنی در نوار گاف نیم رسانا به تعداد زیاد تولید می‌شود (تولید زوج). در نتیجه برهمکنشهای فیزیکی بین ذرات صورت می‌گیرد که نهایتاً منجر به یک پیل خورشیدی می‌شود.

http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/img/daneshnameh_up/f/fe/en_sun.JPG

مواد سازنده سلولهای خورشیدی

ماده‌ای که سلولهای خورشیدی از آنها ساخته می‌شود سیلیکون و آرسینورگالیم هستند. سلولهایی که از سیلیکون ساخته می‌شوند از لحاظ تئوری بازده ماکزیمم حدود 22 درصد دارند. ولی بازده عملی آن حدود 15 تا 18 درصد است. در صورتی که بازده سلولهایی که از آرسینورگالیم ساخته می‌شود بازده عملی آنها بیشتر از 20 درصد است.

http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/img/daneshnameh_up/2/2e/Render.JPG

ماهواره‌های دریافت کننده انرژی خورشیدی

یک ایستگاه فضایی در مداری که هم زمان با زمین در حرکت باشد دایماً با تابش خورشید روشن می‌شود. برقراری ماهواره‌های خورشیدی در مدار زمین بطور جدی در سال 1968 پیشنهاد شد. در این ماهواره‌ها پانلهایی ساخته‌اند از جنس آرسینوگالیم که انرژی خورشید را دریافت و تبدیل به جفت الکترون می‌کند. در داخل ماده الکترونها شروع به حرکت می‌کنند که نهایتاً منجر به تولید الکتریسته می‌شود. ضریب توان سلولها 18% ولتاژ بالای آن 40 کیلو وات با 5% اتلاف توان محاسبه شده است.

[boomba]

کوره آفتابی


http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/img/daneshnameh_up/c/c2/solarfurnace.jpg

مقدمه

کوره آفتابی وسیله‌ای است برای تولید گرما بوسیله تجمع و تمرکز نور خورشید در یک نقطه خاص و استفاده از حرارت آن نقطه برای تولید آب گرم و بخار آب گرم. کوره آفتابی به شکل بشقاب کاو (مقعر) و آینه‌ای و صیقلی (که نورهای تابیده شده به طرف خود را بازتاب می‌کند) است. نورهای تابیده شده از بی نهایت دور موازی هستند، بنابراین همه آنها بعد از بازتابش نقطه خاصی به نام کانون می‌گذرند. برای ورود به بحث با چند اصطلاح آشنا می‌شویم.


مرکز آینه (C): نقطه‌ای است که فاصله تمام نقاط سطح از آن نقطه ثابت است.
کانون (F): نصف فاصله سطح تا مرکز را کانون می‌نامند و فاصله و سطح بشقاب (رأس آینه) تا کانون فاصله کانونی (f) نامیده می‌شود.
محور اصلی: خطی فرضی که وسط (رأس) بشقاب را به مرکز وصل کرده و کانون روی آن نیز کانون اصلی نامیده می‌شود.


http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/img/daneshnameh_up/9/93/odeillo_solar_furnace.jpg

پرتو نورهای تابیده شده نسبت به محور اصلی در بازتاب تقارن آینه‌ای دارند. پرتو نورهایی که موازی محور اصلی بتابد حتما بازتاب آنها از کانون می‌گذرد (کانون اصلی) ، پس در آن نقطه حرارت و گرما بسیار بالاتر از اطراف است. پس اگر منبع آب در آن نقطه قرار داده شود آب در اثر انرژی دریافتی از خورشید بسیار گرم خواهد شد و این اساس یک کوره آفتابی است.

نمونه کوچک و قدیمی کوره آفتابی ذره‌بین است که از شیشه محدب یا حتی یخ تراشیده شفاف ساخته می‌شد. امروزه از اجسام آینه‌ای با توجه به ویژگی ساختمانی گفته شده برای تولید آب گرم منازل در ابعاد محدود در پشت بامها و در ابعاد بزرگتر ساختمان بلند که نمای بیرونی آن به شکل کاو طراحی شده و در نمای جلویی آن از شیشه‌های رفلکس و آینه‌ای برای بازتاب نور استفاده می‌شود، بطوری که بازتابها در یک نقطه در مقابل یعنی کانون جمع می‌شوند.

در کانون یک منبع آب قرار می‌دهند و با لوله کشیهایی به توربین تولید برق وصل می‌کنند، با توجه به ابعاد ساختمان انرژی گرمایی دریافتی فوق العاده بالاست و بخار آب تولید شده با جریان شدید در لوله‌ها به توربین رسیده و باعث چرخش آن و تولید برق ارزان قیمت در چنین مجموعه نیروگاهی برق - آبی می‌گردد.

با توجه به پیشرفت صنعتی ، نیاز روز افزون به انرژی ، گرانی ، محدودیت منابع ، ناوگان حمل و نقل ، آلودگیهای زیست محیطی برخی منابع انرژی مثل سوختهای فسیلی ، پسماندها و ... . استفاده از انرژی خورشید به عنوان منبع سالم و تجدید پذیر انرژی در زمین راه کار مناسبی برای منازل در جهت کاهش هزینه و آلودگی و ... باشد، بویژه که برخی مناطق به دلیل صعب العبور بودن و هزینه انتقال و تلفات انرژی بالایی دارند.

http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/img/daneshnameh_up/3/33/ideassolafurnace.jpg

برای افزایش بهره‌وری در استفاده از بشقابها و نیروگاهها می‌توان موارد زیر را در نظر گرفت. موقعیت جغرافیایی ، اقلیمی ، ویژگیهای آب و هوا با توجه به آفتابی بودن ، طول روز مسیر ظاهری حرکت خورشید در آسمان از طلوع تا غروب و با استفاده از منابع اطلاعاتی در این مورد می‌توان اطلاعات لازم را بدست آورد.

استفاده از مواد مناسب و طراحی آنها در جهت افزایش نسبت بازتاب به نور تابشی و همچنین برنامه رایانه‌ای و یک موتور برای چرخاندن دستگاه و مجموعه برای افزایش کارایی توصیه می‌شود، طوری که بشقاب و مجموعه همواره مسیر حرکت خورشید را تعقیب کرده و متناسب با آن بچرخد. در برنامه رایانه‌ای استفاده از روش و نمودار رویدات و سلرز - مدار میل خورشید بر حسب عرض جغرافیایی ، انرژی رسیده به سطح و توان جذب و بازتاب سطح در منبع فوق سودمند است.

[boomba]

جهان و بحران انرژی


نگاه اجمالی

همه می‌دانند که انرژی کمبودش بحران ایجاد می‌کند. وجود بحران انرژی به معنای ایجاد صف اتومبیل در جایگاههای فروش بنزین ، تعطیل شدن مدارس در زمستان به دلیل فقدان سوخت ، دست دادن حالت خفگی به کارکنان آسمانخراشها به سبب از کار افتادن تهویه مطبوع است. کمبود سوخت یعنی زمین گیر شدن هواپیماها از کار افتادن تدریجی کارخانجات است. این بحران یعنی اینکه ، بر اثر کمبود کودهای شیمیایی ، حشره‌کشها ، علف کشها و از کار افتادن تلمبه‌های آبیاری و خوابیدن وسایل حمل و نقل برای رساندن محصولات به بازار ، تولید غذا با خطر روبه‌رو خواهد شد.

http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/img/daneshnameh_up/9/9e/FG26_09_01UNC.jpg


بحران انرژی در عرصه سیاست

همه می‌دانند که انرژی کمبودش بحران ایجاد می‌کند. وجود بحران انرژی به معنای ایجاد صف اتومبیل در جایگاههای فروش بنزین ، تعطیل شدن مدارس در زمستان به دلیل فقدان سوخت ، دست دادن حالت خفگی به کارکنان آسمانخراشها به سبب از کار افتادن تهویه مطبوع است. کمبود سوخت یعنی زمین گیر شدن هواپیماها از کار افتادن تدریجی کارخانجات است. این بحران یعنی اینکه ، بر اثر کمبود کودهای شیمیایی ، حشره‌کشها ، علف کشها و از کار افتادن تلمبه‌های آبیاری و خوابیدن وسایل حمل و نقل برای رساندن محصولات به بازار ، تولید غذا با خطر روبرو خواهد شد.

بحران انرژی در عرصه سیاست

در قلمرو قدرت سیاسی ، بحران انرژی از نظر کشورهای صادر کننده نفت ، (اوپک) مهم است. به دلیل وجود 3.5 وجود ذخایر شناخته شده نفت در خاورمیانه ، شرکتهای نفتی تأمین کننده نفت کشورهای صنعتی ، برای توسعه این مناطق به سرمایه گذاریهای هنگفتی مبادرت کرده‌اند. در ابتدا تولید نفت ارزان تمام می‌شد و شیوخ نفت روزگار خوشی داستند. شش درصد جمعیت جهان که در ایالت متحده زندگی می‌کند، 30 درصد از انرژی جهان را به مصرف می‌رساند و از آنجا که مدتها بود که مصرف نفت آمریکا از تولید داخلی آن تجاوز می‌کرد، این کشور می‌توانست نفت را با بهای ارزان وارد کند و به مصرف برساند. اما سرانجام کشورهای غرب توانستند سر رشته کارها را بدست خود بگیرند، لذا از آن تاریخ به بعد جریان نفت تابع قیمتی بود که اوپک تعیین می‌کرد.

در جنگهای داخلی کشورها نفت به اسلحه تبدیل می‌شود. به عنوان مثال در زمان قیام مردم ایران علیه شاه ، اعتصاب کارکنان نفت ، تقریبا باعث توقف کامل تولید و تصفیه نفت شد. در کشوری که 12 درصد از نیاز نفتی کشورهای غربی را تأمین می‌کرد، به اندازه رفع نیازهای داخلی خودش هم نفت یافت نمی‌شد.

سوختهای فسیلی

از آنجا که کاربردهای نفت و گاز گسترده‌تر و مصرف آنها راحتر است، در چندین دهه اخیر از این دو ماده استفاده بیشتری به عمل آمده و زغال سنگ ، سومین سوخت فسیلی ، کمتر مصرف شده و ذخایر آن مدت نسبتا زیادی دوام خواهد آورد، می‌توان روی زغال سنگ به عنوان سوختی جامد تا 400 سال دیگر حساب کرد. البته این امکان وجود دارد که زغال سنگ به صورت گاز مایع به مصرف برسد. حتی در اعماق زمین هم می‌توان با مصرف هزینه هنگفتی زغال سنگ را به سوخت مایع تبدیل کرد.

باید توجه داشت که حفظ زغال سنگ (یا هر سوخت دیگر) تنها به معنای عدم استفاده از آن نیست، بلکه به معنای استفاده بهتر از آن است. مهندسان انرژی ، راههای استحصال انرژی حاصل از سوختن زغال سنگ را تا حد زیادی بهبود بخشیده‌اند، روشهای جدید ، حتی نوید استفاده بهتری می‌دهد. با کاربر اصول حاکم بر فیزیک پلاسما و مغناطیس هیدرودینامیک (Magnetohyrodynamics) ، می‌توان از خود شعله و هم برق تولید کرد.

منابع جایگزین انرژی

روز به روز تقاضای جهانی انرژی افزایش پیدا می‌کند و هر دو سال دو برابر می‌شود، که تلاش برای یافتن انرژِی جدید را الزامی می‌کند. در سال 1961 ، کنفراسی درباره منابع جدید انرژی در سازمان ملل متحد برگزار شد. این کنفراس به کشورهای جهان سوم و به اینکه این کشورها چگونه می‌توانند به پیشرفت و شکوفایی دست پیدا کنند، مربوط می‌شد. نگرانی کشورهای پیشرفته بی‌مورد نبود. آنان پی بردند که ذخایر نفت تجدید ناپذیرند و سرانجام به پایان خواهد رسید.

انرژی هسته‌ای یکی از منابع جدید انرژی است که می‌تواند جایگزین منابع تجدیدناپذیر طبیعی باشد. اما در غیاب راکتورهای هسته‌ای کوچک با قیمت مناسب ، دسترسی به انرژی هسته‌ای مقدور نمی‌باشد. نیروگاه‌های هسته‌ای گرانقیمت با تولید برق در مقیاس مگاوات هنگامی در خور توجه خواهد بود که شبکه توزیع با مجتمعهای صنعتی وجود داشته باشد.

از جمله منابع دیگر انرژی که می‌تواند جایگزین مناسب منابع تجدید ناپذیر طبیعی باشد، می‌توان به خورشید ، باد ، امواج جذر و مد ، آب جاری ، انرژی زیستی ، انرژی زمین گرمایی و گرمای حاصل از پوسته زمین اشاره کرد. البته شایان ذکر است که استفاده از این منابع جدید ، تکنولوژیهای جدید و پیشرفته‌ای را می‌طلبد که این تکنولوژی را در اختیار اکثر کشورهای جهان سوم که تولید کنندگان اصلی منابع تجدید ناپذیر طبیعی هستند، قرار ندارد.

http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/show_image.php?id=12880

ضرورت توسعه منابع جایگزین انرژی

با توجه بر فراز و نشیبهای اجتماعی و اقتصادی فعلی ، توسعه منابع انرژِی جانشین امری الزامی ، مبرم و اجتناب ناپذیر است، حتی مصرف زغال سنگ به جای نفت ، یا تبدیل زغال سنگ به نفت ، برای رفع نیازهای فراوان موتورهای احتراق داخلی (درون سوز) ، خود به معنای اختصاص یافتن منابع عظیم سرمایه گزاری خواهد بود.

به هر حال باید این مسئله را به عنوان یک واقعیت تلخ بپذیریم که منابع سوخت فسیلی روزی به پایان خواهد رسید و این مسئله به صورت یک زنگ خطر است که از همین امروز باید به فکر توسعه و ایجاد منابع جدید انرژی باشیم. این وظیفه به عهده دولتمردان و دانش پژوهان قرار دارد که در این زمینه تحقیقات وسیع و دامنه داری را انجام دهند.در کنار این تلاش‌ها باید در مصرف منابع فعلی انرژی نیز حداکثر صرفه جویی را نموده و از مصرف بی‌رویه انرژی خودداری کنیم.

منبع: سايت رشد

[boomba]

اشعه فرابنفش

اشعه فرابنفش انرژی الکترومغناطیسی است که طول موج کوتاه و انرژی زیادی دارد و برای چشم انسان نامرئی است و در طیف الکترومغناطیسی ، بین اشعه ایکس و نور مرئی قرار دارد. وجود این اشعه در نور خورشید باعث آفتاب سوختگی پوست بدن می‌شود. این اشعه طول موجی بین 0.0144 میکرومتر و 0.39 میکرومتر را دارد.

گستره اشعه فرابنفش

اشعه فرابنفش بین طول موجهای 0.0144 میکرومتر و 0.39 میکرومتر است. اشعه فرابنفش را به سه منطقه تقسیم می‌کنند:

ماورا بنفش با طول موج بلند یا ماورا بنفش A : این اشعه بین طول موجهای 0.39 و 0.315 میکرومتر قرار دارد. نسبت این اشعه در نور آفتاب ، قوس الکتریکی زغال و چراغهای الکتریکی معمولی زیاد است.
ماورا بنفش با طول موج متوسط یا ماورا بنفش B : این اشعه بین طول موجهای 0.315 و 0.28 میکرومتر است. این اشعه در نور چراغ بخار جیوه و قوسهای الکتریکی با الکترودهای فلزی وجود دارد، تاثیر آنها در پوست شدید است.
ماورا بنفش با طول موج کوتاه یا ماورا بنفش C : این اشعه شامل طول موجهای کوتاهتر از 0.28 میکرومتر است و فقط در قوس الکتریکی جیوه وجود دارد.
جذب اشعه فرابنفش
از شیشه معمولی فقط اشعه فرابنفش A عبور می‌کند. در صنعت شیشه‌هایی با ترکیبات مخصوص می‌سازند که طول موج 0.26 یعنی ماورا بنفش B و A و قسمتی از C را نیز عبور دهد.
شفافیت کوارتز خیلی بیشتر از شیشه است و فقط طول موجهای کوتاهتر از 0.18 میکرومتر در آن جذب می‌شود. به همین سبب حبابهای چراغهای مولد اشعه فرابنفش را از کوارتز تهیه می‌کنند.
آب خالص برای اشعه فرابنفش ، شفاف‌ترین مایعات است و طبقات نازک آن امواج بلندتر از 0.2 میکرومتر را از خود عبور می‌دهند.
گازها معمولا برای اشعه فرابنفش ، شفاف هستند و طول موجهای بلندتر از 0.18 میکرومتر از لایه‌های نازک هوا بخوبی عبور می‌کنند.
منابع اشعه فرابنفش

منابع اشعه فرابنفش خیلی زیاد است. تعدادی از آنها عبارتند از:


قوس الکتریکی زغال

نسبت اشعه فرابنفش در قوس الکتریکی زغال نسبتا کم است، ولی اگر اکسیدهای فلزی به الکترودهای زغالی اضافه کنند، مقدار این اشعه افزایش می‌یابد. برای این کار الکترودهایی می‌سازند که در آنها یک غلاف زغالی دور اکسید فلزی را گرفته است. قوسهایی که الکترود آنها از فلز خالص ساخته شده باشند، نیز به نسبت زیاد اشعه فرابنفش دارند.

چراغهای بخار جیوه

مهمترین و متداولترین منابع اشعه فرابنفش چراغهای بخار جیوه هستند که با مصرف کم نیروی الکتریکی ، مقدار زیادی اشعه فرابنفش تولید می‌کنند. قسمت اساسی لامپ از لوله‌ای از جنس کوارتز ساخته شده است که در دو طرف آن دارای دو مخزن جیوه است.

اندازه گیری اشعه فرابنفش

اساس اندازه گیری اشعه فرابنفش متکی به خواص فیزیکی و شیمیایی آن است. وسایلی که برای اندازه گیری اشعه فرابنفش وجود دارد، اکتی نومتر (Actinometer) نامیده می‌شود و به سه دسته تقسیم می‌شود:

پیل ترموالکتریک : جسمی را که کلیه اشعه را جذب می‌کند، در معرض تابش اشعه قرار داده و حرارت حاصله را اندازه گیری می‌کنند.
اکتی نومتر فیزیکی : مهمترن این نوع اکتی نومترها سلول فوتوالکتریک (Photoelectric) است که از یک حباب از جنس کوارتز که به خوبی تخلیه شده است، تشکیل شده و نیز شامل دو الکترود است.
اکتی نومتر شیمیایی : املاح نقره در اثر تابش اشعه فرابنفش احیا شده و چون نقره آن آزاد می‌گردد، املاح سیاه رنگ می‌شود. اکتی نومتری که متکی به خاصیت فوق است، اکتی نومتر بوردیه (Bordier) است.
خواص فیزیکی و شیمیایی اشعه فرابنفش

خواص فیزیکی اشعه فرابنفش

خاصیت فوتوالکتریک

اگر اشعه فرابنفش به فلزات بتابد، از آنها الکترون جدا می‌کند، ولی جدا شدن الکترون در کلیه فلزات به یک اندازه نیست و حساسیت کادمیوم بیش از همه می‌باشد. مقدار الکترونی که از فلز جدا می‌شود، متناسب با مقدار انرژی اشعه‌ای است که به آن می‌تابد.

خواص شیمیایی اشعه فرابنفش

خاصیت فلوئورسانس

یکی از خواص مهم و جالب اشعه فرابنفش خاصیت فلوئورسانس آن می‌باشد. اگر در مقابل اشعه فرابنفش و یا یک چراغ بخار جیوه ، اجسامی از قبیل گچ و کولوفان (Colophan) و محلول سالسیلات دو سود یا آنتی پیرین و یا بعضی از سنگهای معدنی را قرار دهند، ملاحظه می‌شود که هر یک به نسبت جذب اشعه به رنگهای مختلف درخشندگی پیدا می‌کند. این خاصیت نیز بستگی به طول موج و شدت جذب اشعه دارد. بعضی اجسام در مقابل اشعه فرابنفش با موج بلند این خاصیت را ندارند و به عکس در مقابل اشعه فرابنفش با موج کوتاه خاصیت فلوئورسانس پیدا می‌کند.

خاصیت فوتو شیمیایی

اشعه فرابنفش باعث تعداد زیادی فعل و انفعالات شیمیایی می‌شود و این خاصیت در اشعه با موج کوتاه 0.3 میکرومتر شدیدتر است. از جمله مانند نور مرئی که املاح نقره را تجزیه و فلز آنها را آزاد می‌سازد و این خاصیت در اشعه با موج کوتاه بیشتر است. مدتها برای اندازه گیری مقدار اشعه فرابنفش از این خاصیت استفاده می‌کردند.

کاربرد اشعه فرابنفش
برای ضد عفونی کردن آبها
تحریک پذیری شدید روی اعضای حسی سطحی
تخریب نسوج
تخریب باکتریها

[boomba]

How are solar panels made

Discover the process of making a solar panel

Making solar panels is a delicate process, and it is for this reason that major solar advances did not come into play until the lattermost quarter of the last century, when advances in semiconductors and photovoltaic design allowed increasingly efficient and affordable solar cells to be developed.
Crystalline Silicon Solar Panels

The creation of solar panels typically involves cutting crystalline silicon into tiny disks less than a centimeter thick. These thin, wafer-like disks are then carefully polished and treated to repair and gloss any damage from the slicing process. After polishing, dopants (materials added to alter an electrical charge in a semiconductor or photovoltaic solar cell) and metal conductors are spread across each disk. The conductors are aligned in a thin, grid-like matrix on the top of the solar panel, and are spread in a flat, thin sheet on the side facing the earth

http://www.solarpanelinfo.com/solar-panels/solarpanelcells.gif

To protect the solar panels after processing, a thin layer of cover glass is then bonded to the top of the photovoltaic cell. After the bonding of protective glass, the nearly-finished panel is attached to a subtrate by an expensive, thermally conductive cement. The thermally conductive property of the cement keep the solar panel from becoming overheated; any leftover energy that the solar panel is unable to convert to electricity would otherwise overheat the unit and reduce the efficiency of the solar cells.


Despite these protective measures against the tendancy of solar panels to overheat, it is vital that when installing a solar panel, additional steps should be taken to ensure the solar panel is kept cool. Elevating the solar panel above ground (see solar panel mounts) to let the airflow underneath cool the device.
Amorphous Silicon Solar Panels

Amorphous silicon solar panels are a powerful, emerging line of photovoltaics, that differ in output, structure, and manufacture than traditional photovoltaics which use crystalline silicon. Amorphous silicon solar cells, or A-si cells, are developed in a continuous roll-to-roll process by vapor-depositing silicon alloys in multiple layers, with each extremely thin layer specializing in the absorption of different parts of the solar spectrum. The result is record-breaking efficiency and reduced materials cost (A-si solar cells are typically thinner than their crystalline counterparts).
Some Amorphous Solar Panels also come with shade-resistant technology or multiple circuits within the cells, so that if an entire row of cells is subject to complete shading, the circuit won't be completely broken and some output can still be gained. This is especially useful when installing solar panels on a boat.
The development process of Amorphous Silicon solar panels also renders them much less susceptible to breakage during transport or installation. This can help reduce the risk of damaging your significant investment in a photovoltaic system. Click here for more more information on amorphous silicon solar panels.

[boomba]

انرژي خورشيدي

روي اين سياره است. بيش ار 5000 سال قبل، مردم خورشيد را پرستش مي‌كردند. اولين پادشاه مصر، خداي خورشيدي، به نام را (Ra) بود. در بين النهرين، خداي خورشيدي به نام شاماش (Shamash)،‌ خداي اعظم و برابر با عدالت بود. در يونان دو خداي خورشيد به نامهاي آپولو و هليوس وجود داشت. تأثير خورشيد در ساير اديان نيز نمايان است. زرتشتي، مذهب رومي، هندو، بودائي،‌ كاهن (انگليس)، آزتگ (مكزيك) و خيلي از قبايل بومي امريكا خورشيد را پرستش مي‌كردند.

http://www.ngdir.ir/SiteLinks/Kids/image/energy_image_fa/chap15_nasa_sun.jpg

امروزه ما ميدانيم كه خورشيد نزديكترين ستاره به سياره زمين است. بدون خورشيد، امكان ادامه زندگي بر روي اين سياره وجود ندارد. هر روز ما از انرژي خورشيد به طرق مختلف استفاده مي‌كنيم. زمانيكه لباس‌هاي خيس را روي طناب آويزان مي‌كنيم،‌ گرماي خورشيد باعث خشك شدن آنها مي‌شود.
گياهان براي توليد غذا از نور خورشيد استفاده مي‌كنند. سپس حيوانات، گياهان را به عنوان غذا مي‌خورند. و همانطوريكه در فصل 5 گفتيم ، تجزيه گياهان در صدها ميليون سال قبل باعث توليد ذغال سنگ، نفت و گاز طبيعي گرديد كه امروزه ما از آنها استفاده مي‌كنيم . بنابراين، سوخت‌هاي فسيلي در واقع از ميليون‌ها سال قبل نور خورشيد را در خود ذخيره نموده‌اند. خورشيد و ساير ستارگان بطور غير مستقيم نقش مهمي را در توليد كليه انرژي‌ها، بازي مي‌كنند. حتي منشاء توليد انرژي هسته‌اي مربوط به يك ستاره است. زيرا اتم‌هاي اورانيوم در اثر نووا (انفجار يك ستاره) بوجود آمدند.

آب گرم خورشيدي
در دهه 1890 در سرتاسر امريكا از آب‌گرم‌كن‌هاي خورشيدي براي گرم كردن آب استفاده مي‌شد. آنها مزيت بيشتري نسبت به كوره‌هاي زغال سوز و چوب سوز داشتند. در آن زمان از گاز مصنوعي حاصل از ذغال نيز براي گرم نمودن آب استفاده ميگرديد، اما قيمت آن 10 برابر قيمت گاز طبيعي امروز بود. قيمت برق حتي اگر در شهر شما وجود داشت بسيار گران بود.

http://www.ngdir.ir/SiteLinks/Kids/image/energy_image_fa/chap15_solar_house_pomona.jpg

در آن زمان بسياري از خانه‌ها از آب‌گرم‌كن‌هاي خورشيدي استفاده مي‌كردند. در سال 1897، حدود 30 درصد از خانه‌هاي شهر پاسادانا ، واقع در شرق لس‌آنجلس ، مجهز به آب گرم‌كن‌هاي خورشيدي بودند. با پيشرفت‌هاي مكانيكي صورت گرفته، سيستم‌هاي خورشيدي در آريزونا، فلوريدا و خيلي ديگر از مناطق آفتابي ايالت متحده نيز مورد استفاده قرار گرفت. در تصوير ، آب گرم‌كن خورشيديي را مي‌بينيد كه در سال 1911 در روي سقف خانه‌اي در دره پومونا (Pomona) ،‌ واقع در كاليفرنيا، نصب گرديد

تا سال 1920، دهها هزار عدد از اين آب گرم كن‌هاي خورشيدي به فروش رسيده بود. اما بعد از اين سال، مخازن بزرگ نفت و گاز طبيعي در غرب ايالت متحده كشف شد. با دسترس قرار گرفتن سوخت‌هاي فسيلي ارزان ، آنها جايگزين سيستم‌هاي خورشيدي شدند.

http://www.ngdir.ir/SiteLinks/Kids/image/energy_image_fa/chap15_solar_pool.jpg

امروزه، مردم مجدداً شروع به استفاده از آب گرم كن‌هاي خورشيدي كرده‌اند. در حال حاضر تنها در ايالت كاليفرنيا، ‌بيش از نيم ميليون آب گرم كن خورشيدي وجود دارد. اين آب گرم‌كن‌ها در مراكز تجاري و منازل استفاده مي‌شود.
همانطوريكه در تصوير مي‌بينيد ، از اين آب‌گرم‌كن‌ها براي استخرهاي شنا نيز استفاده ميگردد. صفحاتي كه بر روي سقف ساختمان نصب شده‌اند داراي يك سري لوله‌هاي آب هستند. زمانيكه اشعه خورشيد به اين صفحات و لوله‌ها برخورد مي‌كند، آب داخل لوله ها گرم شده و از آن مي‌توان براي پركردن استخر استفاده نمود.

توليد برق از طريق گرماي خورشيد
از انرژي خورشيدي نيز ميتوان جهت توليد برق استفاده نمود. بعضي از نيروگاههاي خورشيدي، مانند نيروگاههايي كه در صحراي مووجاو (Mojava) ، در ايالت كاليفرنيا ، قرار دارد (رجوع به تصوير)، داراي آينه بسيار خميده اي به نام طشتك سهمي شكل (Parabolic Trough) است كه نور خورشيد را بر روي لوله اي ، که به طرف نقطه مركزي در بالاي خميدگي آينه ادامه مي‌يابد، متمركز مي‌كند. آينه، نور خورشيد را به روي لوله متمركز كرده و آنرا آنقدر گرم مي‌كند كه مي‌تواند باعث جوشش آب بصورت بخار گردد. سپس از اين بخار ميتوان براي چرخش توربين و در نتيجه توليد برق استفاده نمود. در نيروگاه خورشيدي صحراي مووجاو، در ايالت كاليفرنيا، از چند رديف آينه خورشيدي استفاده شده است. اين نوع نيروگاهها را نيروگاههاي حرارت خورشيدي مي نامند. نيروگاههاي صحراي مووجاو براي توليد برق 350000 خانه طراحي شده‌اند.

http://www.ngdir.ir/SiteLinks/Kids/image/energy_image_fa/chap15_solar_luz.jpg

مشكل اصلي در استفاده از اين نوع نيروگاهها اين است كه آنها صرفاً در زمان تابش خورشيد كار ميكنند. بنابراين در روزهاي ابري و شبها، اين نيروگاهها نمي‌توانند انرژي توليد كنند. بعضي از نيروگاهها داراي فن آوري دوگانه هستند،‌ بدين ترتيب كه در روز از انرژي خورشيدي و در شب و روزهاي ابري از گاز طبيعي براي جوشاندن آب و در نتيجه توليد برق استفاده مي كنند.
نوع ديگري از نيروگاههاي خورشيدي براي توليد برق، نيروگاه برج مركزي نام دارد (رجوع به تصوير). در بالاي برج اين نيروگاه، 1800 آينه چرخان نصب شده كه نور خورشيد را منعكس مي‌كنند. اين آينه‌ها را « heliostats » مي‌نامند كه در تمام روز در حال چرخش و حركت بوده تا رو به خورشيد قرار گيرند. نور انعكاس يافته باعث گرم شدن سيالي در مركز آينه مي‌شود. حال ، اين سيال گرم مي تواند باعث جوشش آب و توليد بخار شده ، و در نتيجه توربين ژنراتور را به گردش در آورد. اين نيروگاه آزمايشي ، خورشيدي II نام دارد. شروع كار اين نيروگاه به اوايل دهه 1980 بر ميگردد، اما اكنون با استفاده از فن آوري جديد بازسازي گرديده است.

http://www.ngdir.ir/SiteLinks/Kids/image/energy_image_fa/chap15_solar_two.jpg

اين نيروگاه براي تأمين برق 10000 خانه طراحي شده است. طبق گفته كارشناسان با احداث نيروگاههاي برج مركزي بزرگتر مي‌توان برق 100000 تا 200000 خانه را تامین نمود.

سلولهاي خورشيدي يا انرژي فتوولتايي

با استفاده از سلولهاي خورشيدي ، مستقيماً مي‌توان از نور خورشيد برق توليد نمود. سلولهاي خورشيدي را سلولهاي فتوولتايي يا به اختصار PV نيز مي‌نامند. از اين نوع سلولها در ماشين حساب يا حتي فضا پيما استفاده مي‌شود.

http://www.ngdir.ir/SiteLinks/Kids/image/energy_image_fa/chap15_pvcell.jpg
اولين بار آنها در دهة‌ 1950 در ماهواره هاي فضايي ايالت متحده مورد استفاده قرار گرفتند. اين سلولها از سيليكون (نوع خاصي از ماسه مذاب) ساخته شده‌اند.

http://www.ngdir.ir/SiteLinks/Kids/image/energy_image_fa/chap15_array_nasa.jpg

زمانيكه نور خورشيد به سلولها برخورد مي كند، الكترونها آزاد شده و به سمت صفحه جلويي (رنگ آبي تيره)‌ حركت مي‌كنند (به تصوير توجه كنيد) . بدين ترتيب يك الكترون اضافي بين جلو و عقب صفحه توليد ميشود. زمانيكه دو صفحه توسط يك رابط مثل سيم بهم وصل مي‌شوند ، جريان برق بين قطب مثبت و منفي برقرار مي گردد.

مجموعه‌اي از سلولهاي خورشيدي در يك واحد فتوولتايي چيده شده و مجموعه اي از واحدهاي فتوولتايي نيز بصورت آرايه‌اي در كنار هم قرار مي گيرند (به تصوير توجه كنيد) .

http://www.ngdir.ir/SiteLinks/Kids/image/energy_image_fa/chap15_solar_pv_panels.jpg

بعضي از آرايه ها بر روي وسايل رديابي نصب شده كه بتوانند نور خورشيد را در تمام طول روز دنبال كنند . انرژي الكتريكي بدست آمده از سلولهاي خورشيدي را مستقيماً مي‌توان استفاده نمود. از اين انرژي مي‌توان براي روشنايي منازل و وسايل برقي، و نيز مراكز تجاري استفاده نمود. انرژي خورشيدي را ميتوان در باتريهايي ذخيره نمود و از آن براي روشنايي تابلو علائم كنار جاده ها در شب استفاده كرد. همچنين اين انرژي را مي‌توان در باتري ذخيره كرده و در تلفن هاي سلولي كه در كنار جاده ها نصب مي‌شود، استفاده نمود . بعضي از ماشين‌ها نيز بطور آزمايشي از سلولهاي فتوولتايي استفاده مي كنند. اين نوع ماشين ها نور خورشيد را مستقيماً به انرژي تبديل كرده و موتور الكتريكي را به حركت مي اندازند.

اكثر ما زمانيكه در خصوص انرژي خورشيدي فكر مي‌كنيم، تصويري از ماهواره هاي فضايي در ذهنمان نقش مي بندد. در تصوير،‌ صفحات خورشيديي كه بيرون از ماهواره قرار گرفته اند را مي بينيد.
http://www.ngdir.ir/SiteLinks/Kids/image/energy_image_fa/chap15_solar_nasa.jpg

[boomba]

انرژی خورشیدی و سلولهای خورشیدی

امروزه بشر با دو بحران بزرگ روبرو است که بیش از آنچه ما ظاهرا تشخیص می دهیم با یکدیگر ارتباط دارند. از یک طرف جوامع صنعتی و همچنین شهرهای بزرگ با مشکل الودگی محیط زیست مواجهند و از طرف دیگر مشاهده می شود که مواد اولیه و سوخت مورد نیاز همین ماشینها با شتاب روز افزون در حال اتمام است.

اثرات مصرف بالای انرژِی در زمین و آب و هوا آشکارا مشخص می باشدو ما تنها راه حل را در پایین اوردن میزان مصرف انرژی می دانیم ,حال انکه این امر نمی تواند به طور موثر ادامه داشته باشد.توجه و توصل به انرژی اتمی به عنوان جانشینی برای سوختهای فسیلی نیز چندان موفقیت آمیز نبوده است.

صرف هزینه های سنگین و همچنین تشعشعات خطر ناکی که ازنیروگاههای اتمی در فضا پخش شده ,نتیجه مثبتی نداشته است و اگر یکی از این نیروگاهها منفجر شود زیانهای فراوان و جبران ناپذیری به بار خواهد اورد.به علاوه به مشکل اساسی که در مورد مواد سوختی نظیر نفت ,گاز و زغال سنگ داشتیم بر می خوریم بدین معنی که معادن اورانیم که سوخت این نیروگاهها را تامین می کند منابع محدودی هستند و روزی خواهد رسیدکه این ذخایر پایان خواهد یافت و ماده ای که جایگزین ان شود وجود نخواهد داشت.


انرژی خورشیدی :

خورشید به عنوان یک منبع بی پایان انرژی می تواند حلال مشکلات موجود در مورد انرژی و محیط زیست باشد.انرژی بدون خطر ...
این انرژی که به زمین می تابد هزاران بار بیشتر از انچه که ما نیاز داریم و مصرف می کنیم ,می باشد.حتی نور کمی که از پنجره به اتاق میتابد دارای انرژی بیشتری از سیم برقی است که به داخل اتاق کشیده شده است.از انرژی خورشیدی می توان استفاده های مهم و کاملا مفید, به عنوان یک انرژی تمیز و قابل دسترس در همه جا استفاده کرد. اما از نور خورشید به طور مستقیم نمی توان به جای سوخت های فسیلی بهره برد بلکه باید دستگاههایی ساخته شود که بتوانند انرژی تابشی خورشید را به انرژی قابل استفاده نظیر انرژی مکانیکی, حرارتی الکتریسیته و ...تبدیل کنند.


مصارف انرژی خورشیدی :

1)گرم کننده ها مثل ابگرمکن خورشیدی که برای گرمای خانه ها و کوره های خوشیدی که برای ذوب فلزات حتی با دمای بالا نظیر اهن استفاده می شود و دمایی تا حدود 6000درجه سانتی گراد تولید می کنند.
2)دستگاههای اب شیرین کن که توسط اینه هایی نور خورشید را روی مخازن اب متمرکز می کنند تا کار تبخیر را انجام دهد.
3)الکتریسیته خورشیدی در این روش که نسبت به سایر روشها ارجحیت دارد.انرژی الکتریکی به سادگی قابل تبدیل به سایر انرژی ها بوده و می توان ان را ذخیره کرد.


طریقه دریافت الکتریسیته از انرژی خورشیدی :

1) نیروگاه های حرارتی که حرارت لازم توسط اینه هایی که نور خورشید را روی دیگ بخار متمرکز میکنند, تولید میشود.
2} اثر فتوولتایی:در این روش انرژی تابشی مستقیما به انرژی الکتریکی تبدیل میشود.قطعاتی که اثر فتوولتایی از خود نشان میدهند به سلول خورشیدی معروفند .
و در حال حاظر بیشترین استفاده از انرژی خورشیدی با این روش است.در برخی کشورها نیروگاه های فتوولتائیک ساخته شده که برای تولید برق است.
اما بیشترین استفاده از سلولهای خورشیدی در نیروگاه(( فتو ولتائیک50مگاواتی جزیره کرت یونان))است.


اساس کار سلولهای خورشیدی :

سلول خورشیدی عبارت از قطعات نیمرسانایی هستند که انرژی تابشی خورشید را به انرژی الکتریکی تبدیل میکنند.رسانندگی این مواد به طور کلی به دما ,روشنایی ,میدان مغناطیسی و مقدار دقیق ناخالصی موجود در نیم رسانا بستگی دارد.
از ویژگی های سلولهای خورشیدی میتوان به این موارد اشاره کرد:
جای زیادی اشغال نمی کنند .قسمت متحرک ندارند .بازده انها با تغییرات دمایی محیط تغییرات چندانی نمی کنند.نسبتا به سادگی نصب می شوند.به راحتی با سیستمهای به کار رفته در ساختمان جور می شوند.
همچنین از اشکالات سلولهای خوشیدی می توان به تولید وسایل فتوولتائیک که هزینه زیادی دارد و چگالی انرژی تابشی که بسیار کم است اشاره کرد که در فصول مختلف و ساعات متفاوت شبانه روز تغییر می كند که باید ذخیره شود و همین موضوع بسیار هزینه بر است.


کاربردهای سلولهای خوشیدی :

1)تامین نیروی حرکتی ماهواره ها و سفینه های فضایی
2)تامین انرژی لازم دستگاهایی که نیاز به ولتاژهای کمتری دارند مثل ماشین حساب و ساعت
3)تهیه برق شهر توسط نیروگاههای فتوولتائیک
4)تامین نیروی لازم برای حرکت خودروها و قایقهای کوچک


نويسنده: کاملیا صارمی

[boomba]

درباره انرژی خورشیدی

جالب است بدانید که تابش خورشید بزرگترین منبع تجدید پذیر انرژی روی کره زمین می باشد و اگر فقط یک درصد از صحراهای جهان با نیروگاه های حرارتی خورشیدی به کار گرفته شوند، همین مقدار برای تولید برق سالانه مورد تقاضای جهان کافی خواهد بود.
برای سود جستن از انرژی خورشیدی دو راه وجود دارد :
استفاده مستقیم از نور خورشیدو تبدیل آن به الکتریسیته از طریق سلولهای فتوولتائیک
استفاده مستقیم از انرژی خورشیدی و تبدیل آن به انواع انرژی های دیگر و یا استفاده مستقیم از آن (کاربردهای نیروگاهی و غیر نیروگاهی خورشیدی)
کاربردهای نیروگاهی خورشیدی
.................................................. .......... ........................................
یک نیروگاه خورشیدی شامل تاسیساتی است که انرژی تابشی خورشید را جمع کرده و با متمرکز کردن آن، درجه حرارتهای بالا ایجاد می کند. انرژی جمع آوری شده از طریق مبدلهای حرارتی، توربین ژنراتورها و یا موتورهای بخار به انرژی الکتریکی تبدیل خواهد شد. نیروگاه های خورشیدی بر اساس نوع متمرکز کننده ها به سه دسته تقسیم می شوند:
نیروگاه سهموی خطی (Parabolic Trough Collectors)
نیروگاه دریافت کننده مرکزی(C.R.S)
نیروگاه دیش استرلینگ( این تکنولوژی در نیروگاه های خورشیدی مورد استفاده کمتری دارد و در کاربردهای غیر
نیروگاهی بیشتر استفاده می شوند.)
از انرژی حرارتی خورشید علاوه بر استفاده نیروگاهی، می توان در زمینه های زیر بصورت صنعتی، تجاری و خانگی استفاده کرد:
گرمایش آب مصرفی( آب گرمکنهای خورشیدی برای منارل، ساختمانها، کارخانجات و استخرها)
گرمایش فضای داخلی ساختمانها
سرمایش فضای داخلی ساختمانها و یخچالهای خورشیدی
آب شیرین کنهای خورشیدی (در اندازه های خانگی و صنعتی)
خشک کنهای خورشیدی ( برای خشک کردن مواد غذایی و محصولات کشاورزی)
خوراک پزهای خورشیدی

[boomba]

نیروگاه خورشیدی 250 کیلووات شیراز

1- مقدمه:

در آینده‌ای نزدیک ساخت نیروگاه ترکیبی حرارتی خورشیدی در مناطقی که مقدار بازیافت انرژی خورشیدی مناسبی وجود دارد شیوه‌ای مهم برای تامین انرژی از نقطه نظر سازگاری با محیط زیست و توسعه پایدار تلقی می‌شود. آزمایشات و مطالعات گسترده دو دهه گذشته نشان داده که با دو روش موثر ذیل محدودیتهایی مانند تغییر تشعشع و بالا بودن راندمان و کاهش قیمت نیروگاه خورشیدی تا حدود زیاد برطرف شود.

الف) ترکیب نیروگاههای خورشیدی با نیروگاههای فسیلی

ب) استفاده از مخازن ذخیره انرژی برای نیروگاهها

کاهش قابل توجه قیمت برق تولیدی در این نیروگاهها با استفاه از انبوه سازی و افزایش ظرفیت نیروگاههای خورشیدی و بهینه‌سازی تجهیزات تولید الکتریسیته نیز امکان پذیر شده است.

نیروگاههای حرارتی خورشیدی براساس نحوه جمع‌آوری انرژی خورشید از یکدیگر متمایز می‌شوند. در میان گروههای مختلف،‌ نیروگاههای خورشیدی سهموی پیشرفت قابل ملاحظه‌ای طی دو دهه گذشته داشته و حدود 80% انرژی الکتریکی خورشیدی جهان، با استفاده از این سیستمها تولید می‌گردد در ایالت متحده آمریکا به تنهایی طی یک دهه تعداد 9 نیروگاه با ظرفیت کل 354 مگاوات نصب و به شبکه برق سراسری متصل و در مدت ده سال حدود GWh 500 برق تولید کرده‌اند. ساخت نیروگاه خورشیدی سهموی هم اکنون در کشورهای یونان، مصر، اردن، هند، اسپانیا، مکزیک و چند کشور در دست بررسی و یا انجام است و بهره‌برداری از کلکتورهای ساختمانها، تولید سرما و سایر کاربردها به سرعت در حال گسترش می‌باشد.

در ایران با وجود ظرفیت بالای تشعشع خورشید به عنوان اولین گام مهم در زمینه تولید الکتریسیته با استفاده از انرژی گرمایی خورشیدی و با توجه به پیشینه کلکتورهای سهموی خطی در جهان ، طراحی و ساخت یک نیروگاه آزمایشی خورشیدی از نوع سهموی خطی توسط سازمان انرژیهای نو ایران مدیریت و اجرا می گردد. طراحی پروژه توسط بخش مهندسی مکانیک ، دانشکده مهندسی دانشگاه شیراز انجام گردیده است .

http://www.suna.org.ir/suna_content/media/image/2008/12/532_orig.jpg


2- اهداف پروژه:

1- تحقیق و پژوهش برای توسعه کاربرد انرژیهای نو و پاکیزه از جمله انرژی خورشیدی برای تولید بخار و تولید برق در مقیاس نیمه صنعتی

2- مشارکت دانشگاه و صنعت پیرامون اجرای یک پروژه ملی با استفاده از نیروها، امکانات و تواناییهای داخلی

3- انجام تحقیقات کاربردی و علمی با تکیه بر دانشجویان دوره‌های کارشناسی و کارشناسی ارشد

4- تولید فناوری جدید در بخشهای مختلف کلکتورهای سهموی خطی از نظر سخت افزاری و سیستمهای مدلسازی فرآیندی و بهینه سازی از طریق نرم افزار

http://www.mehrnews.com/mehr_media/image/2009/01/419867_orig.jpg

http://www.khabarfarsi.com/newsImages/logoImages/2009/2009-01/2009-01-11/168917=419871_orig.jpg


3- شماتیک و کلیات نحوه انجام پروژه:

هر کلکتور خورشیدی سهموی دارای یک سری آینه خمیده است که پرتوهای تابیده شده را بر روی لوله گیرنده انرژی متمرکز می‌کنند (شکل 1). کل این مجموعه بر روی یک سازه نگهدارنده نصب می‌شود و توسط سیستم ردیاب، خورشید را در طول روز تعقیب می‌کند. انرژی پرتوهای خورشید توسط لوله گیرنده که در کانون سهمی قرار گرفته است جذب شده و به سیال عامل انتقال می‌یابد (شکل 2).
بدین طریق دمای سیال در سیکل با گذشت زمان افزایش می‌یابد. در شکل (3) یک سیکل ساده کلکتورهای خورشیدی سهموی جهت تولید برق نشان داده شده است. سیال عامل در این سیکل آب می‌باشد و بخار حاصل وارد یک ماشین بخار شده و انرژی مکانیکی تولید می‌کند و انرژی مکانیکی در یک ژنراتور به انرژی الکتریکی تبدیل می‌شود.
http://www.suna.org.ir/suna_content/media/image/2008/12/393_orig.JPG

http://www.suna.org.ir/suna_content/media/image/2008/12/533_orig.jpg

1-3- خلاصه ای از فرایند نیروگاه خورشیدی شیراز:
نیروگاه خورشیدی شیراز از 48 عدد کلکتور سهموی در 8 ردیف 6 تایی تشکیل شده است که در راستای شمال- جنوب نصب گردیده است .طول هر کلکتور 25 متر و دهانه آن 4/3 متر میباشد بر روی هر کلکتور 6 عدد لوله جاذب استوانه ای شکل با پوشش کرم سیاه یا سرمت میباشد که بوسیله شیشه های پیرکس پوشانده شده است این لوله ها در طول خط کانونی کلکتور قرار میگیرد.کل مجموعه بر روی سازه های نگهدارنده نصب شده است و توسط سیستم های ردیابی با سیستم کنترلی خورشیدی را در طول روز تعقیب میکند. انرژی حرارتی پرتو های خورشید توسط لوله های گیرنده جذب شده و به سیال اتنقال حرارت که روغن میباشد منتقل میشود .
سیال تا 265 درجه سانتیگراد گرم میشود و سپس روغن داغ وارد مبدلهای حرارتی شده و پس از عبوراز مبدل، آب را به بخار سوپر هیت تبدیل میکند و بخار حاصل وارد ماشین بخار شده و توسط ژنراتور برق تولید میشود .
نیروگاه خورشیدی شیراز شامل 48 عدد کلکتور ، 4992 عدد آینه نصب شده بر روی کلکتور ها ، 288 عدد لوله گیرنده میباشد.همچنین هر آینه تعداد 4 عدد پایه سرامیکی و هر کلکتور 416 عدد پایه سرامیکی دارد. مجموع تعداد پایه سرامیکی کل نیروگاه 19968 عدد میباشد.
4- مشاوران و پیمانکاران:

مشاور : دانشکده مهندسی ، دانشگاه شیراز
پیمانکاران :
بخش ساختمانی و محوطه سازی : شرکت شیراز وسعت ، شرکت فیم شیراز ، شرکت کیارش فارس
بخش تجهیزات : شرکت مپصا ، شرکت متن نیرو ، شرکت گلسافرو شرکت الکتروکنترل

5- فهرست فعالیتهای انجام گرفته طی دوره (مهر ، آبان و آذر) :
5-1- نیروگاه خورشیدی شیراز :
الف- در بخش خرید و نصب سیستم کنترل و ابزار دقیق :
· تست سیستم و برنامه نرم افزار کنترلی و راه اندازی ابزار دقیق جهت تولید بخار
ب- در بخش مکانیکی و هیدرولیکی نیروگاه :
· سرویسهای دوره ای سیستم هیدرولیک جهت آماده به کار بودن مزرعه کلکتورها
· تهیه قطعات یدکی لازم جهت تعمیر جک های هیدرولیک
· انجام اقدامات لازم جهت تهیه قطعات شیرهای هیدرولیکی
ج- در بخش تجهیزات بخش روغن نیروگاه :
· شارژ روغن به سیستم سیکل روغن
د- سایر اقدامات :
· انجام اقدامات لازم جهت تکمیل و تغییر سیستم انبارداری سایت شیراز
· انجام اقدامات لازم جهت خرید پمپ های آتش نشانی و اتصال به سیستم آب آتش نشانی
· انجام اقدامات لازم جهت تهیه تجهیزات آتش نشانی به منظور تکمیل تجهیزات مربوطه
ه- تجهیزات تولید بخار :
· ساخت واشرهای فلزی جهت سیستم تولید بخار و مبدلهای حرارتی
· اجرا و نصب اسکلت فلزی بخش پمپهای آب تغذیه و اجرای پوشش ضد زنگ
· تهیه مشخصات فنی و انجام اقدامات لازم جهت عملیات عایق کاری بخش تولید بخار

ی – تست و نگهداری و تامین لوازم یدکی :
· در حال حاضر فاز تولید بخار نیروگاه از طریق انرژی خورشید به صورت کامل انجام شده و مراحل راه اندازی بر اساس شرایط طراحی اولیه نیروگاه دردست اجراء میباشد .
· انجام اقدامات لازم جهت تهیه قطعات یدکی (اتصالات) انعطاف پذیر کلکتورهای خورشیدی با طرح جدید
· انجام عملیات تنظیم و کالیبراسیون کلکتورها و انجام تست های مربوطه

5-2- انجام مطالعات و فناوری انرژی خورشیدی :
· ادامه جمع آوری اطلاعات و گزارشات مربوط به فناوریهای خورشیدی از مراجع سایتهای اینترنتی شامل:
1. central receiver system (CRS) solar power plant using molten salt as heat transfer fluid.
· تهیه گزارش نیروگاه خورشیدی شیراز گامی به سوی خودکفایی
· اشاره ای بر سیاستگزاری اجتماعی نیروگاههای حرارتی خورشیدی
· برگزاری کارگاه آموزشی آب شیرین کن خورشیدی

5-3- پتانسیل سنجی تابش خورشیدی :
· نصب ایستگاه تابش سنجی طالقان و انجام پروسه راه اندازی آن
· دیتا برداری از دستگاه تابش سنجی طالقان و پردازش اطلاعات آن
· بهره برداری و دیتابرداری از دستگاه تابش سنجی و پردازش اطلاعات در نیروگاه خورشیدی شیراز
· تهیه گزارش دستورالعمل نصب و راه اندازی تجهیزات تابش سنجی خورشیدی



5-4- سایر اقدامات :
· ادامه نظارت بر قراردادهای تحقیقاتی دفتر

6- پیشرفت فیزیکی :
پیشرفت فیزیکی پروژه (88) درصد می باشد .*
* الباقی درصد باقی مانده (12 درصد) مربوط به فاز تولید برق بوده (اعتبارات مربوط به انجام این فاز هنوز تصویب نگشته است) می باشد .

7- زمان خاتمه :
Ø مرداد ماه 1387
عملیات بهره برداری تا بخش تولید بخار در نیروگاه خورشیدی شیراز انجام پذیرفته است و از این مرحله به بعد عملیات تولید بخار و داده برداری در حال اجراء می باشد .

[boomba]

ایران در تولید برق از انرژی خورشیدی صاحب فناوری بومی شد

پیمان کنعان در گفتگو با خبرنگار مهر در شیراز با اشاره به اینکه در این نیروگاه تمام زمینه ها، تجهیزات و دستگاه ها با دانش بومی ایران ساخته شده، بیان کرد: با ساخت نیروگاه خورشیدی شیراز ایران گام بلند خود را در راه تولید برق از این نوع فناوری برداشته و جایگاه خود را نیز در جهان تثبیت کرده است. وی تصریح کرد: طبق پیش بینی های به عمل آمده در دنیا، جهان تا سال ۲۰۲۵ وارد عرصه اقتصادی شدن این فناوری می شود و تا آن موقع کشورها باید نیروگاه های خود را ساخته و وارد فاز گسترش کار شوند. مدیر دفتر انرژی خورشیدی سازمان انرژیهای نو با اشاره به اینکه نیروگاه خورشیدی شیراز، ایران را در مرحله شروع کار برای تولید چنین فناوری قرار داده، بیان کرد: در این ۱۵سال ما فرصت داریم که در این راه به ثبات مناسبی دست یافته و کار را توسعه دهیم که البته با توجه به برخورداری ایران از این فناوری به صورت بومی، مشکلی در آینده برای توسعه نیروگاههای خورشیدی در کشور نخواهیم داشت. برای ساخت نیروگاه های خورشیدی بیشتر مشکلی نداریم کنعان با تاکید بر اینکه در کنار برخورداری از این فناوری دولت باید تا ۱۵سال آینده برای حمایت از این حوزه و بخش خصوصی برنامه ریزی مناسبی داشته باشد، بیان کرد: در حال حاضر نیز برای ساخت نیروگاه خورشیدی شیراز دولت تمام اعتبارات و تجهیزات لازم را مهیا کرد و در آینده نیز برای بخشهای حمایت کار دچار مشکل نخواهیم شد. وی تعیین قیمتهای مناسب برای خریداری برقی که از این نیروگاه در آینده توسط بخش خصوصی ایجاد می شود به عنوان یکی از راهکارهای حمایتی دولت یاد کرد و افزود: بخش خصوصی به راحتی می تواند در آینده وارد عرصه ساخت این نیروگاه ها شود، زیرا با ساخت انبوه این نیروگاه ها هزینه های تولید تجهیزات کاهش یافته و تولید انبوه مقرون به صرفه می شود. مدیر دفتر انرژی خورشیدی سازمان انرژیهای نو از توسعه فناوری و گسترش فناوری به عنوان دو محور نمودار کاهش قیمت یاد کرد و افزود: توسعه فناوری را می توان شامل دو بخش تولید و توسعه منابع فیزیکی و تجهیزاتی و توسعه نیروی انسانی دانست که در این مرحله نیروی انسانی لازم تربیت، کرسیهای دانشگاهی راه اندازی و تجهیزات و زمینه لازم برای فناوری مورد نظر به مرحله تولید رسیده و روز به روز نیز کیفی تر می شود. کنعان خاطرنشان کرد: در بخش گسترش سعی می شود که تولیدات به مرحله انبوه رسیده و کار اقتصادی خواهد شد، به عنوان نمونه ما در نیروگاه خورشیدی شیراز شش هزار قطعه آیینه درست کردیم اما وقتی این تولید به مرحله انبوه رسید و از شش هزار تا به شش میلیون قطعه آیینه افزاش یافت به طور طبیعی کارخانه ها نیز برای تولید این تجهیزات دستگاه های بهتری خریداری کرده و در مجموع خط تولید راه اندازی می کنند که در نهایت کاهش قیمتها و اقتصادی شدن فناوری را در پی خواهد داشت. نیروگاه خورشیدی شیراز می تواند مرکز تولید دانش در این بخش باشد مدیر دفتر انرژی خورشید سازمان انرژی نو ایران در ادامه سخنان خود با اشاره به اینکه برای نیروگاه خورشیدی شیراز در ابعاد گوناگون برنامه های توسعه ای مختلفی خواهیم داشت، افزود: یکی از این ابعاد بخش تحقیقاتی نیروگاه بوده زیرا این محل می تواند مرکزی برای تولید دانش و تحقیق پیرامون انرژی خورشیدی باشد. کنعان با بیان اینکه به طور احتمالی برای افزایش ظرفیت این نیروگاه نیز برنامه هایی خواهیم داشت، عنوان کرد: در حال حاضر نیروگاه مذکور ظرفیت تولید برق معادل ۲۵۰کیلو وات دارد که می توانیم با نصب کلکتورهایی با سایزهای بزرگتر افزایش ظرفیت را تا ۵۰۰کیلو وات داشته باشیم. نیروگاه انرژی خورشیدی شیراز در ۱۵کلومتری شیراز قرار دارد. در این نیروگاه خورشیدی ۴۸کلکتور که طول هر کدام ۲۵متر است، نصب شده به این ترتیب که این کلکتورها خورشید را بر اساس برنامه نرم افزاری از صبح تا غروب ردیابی و اشعه خورشیدی را از طریق آیین های سهموی شکل متمرکز کرده و در کانون خطی خود و سیال عامل انرژی به دمای طراحی شده می رسد و این سیال در مبدلهای حرارتی، حرارت خود را به آب داده و بخار فوق داغ را برای به حرکت درآوردن توربین و تولید برق توسط ژنراتور ایجاد می کند.

[boomba]

انرژي خورشيد درخدمت آب شيرين


محدوديت منابع انرژي هاي فسيلي ، در کنار اثرات انکار ناپذير آنها در آلودگي محيط زيست ، از دغدغه هايي است که دانشمندان و محققان را برآن داشته است تا به توليد و استفاده از انرژي هاي تازه و پاک بينديشند. در اين راستا، خورشيد به عنوان دوست طبيعت و منبع انرژي رايگان ، بيش از پيش مورد توجه قرار گرفته است.
حسن عباس زادگان ، از پژوهشگران جواني است که با هدف رفع کمبود آب شيرين در مناطق ساحلي و گرمسيري با استفاده از انرژي ارزان و فاقد خاصيت آلوده کنندگي ، نخستين دستگاه تقطير خورشيدي به روش متمرکز سازي نور خورشيد را براي به دست آوردن آب شيرين از آب شور طراحي کرده است.

ويژگي هاي دستگاهي که اختراع کرده ايد چيست؟

دستگاه تقطير خورشيدي به روش متمرکز سازي نور خورشيد براي به دست آوردن آب شيرين از آب شور استفاده مي شود. يکي از عمده ترين مشکلات کشور ما، مصارف آب شرب و کشاورزي است.
از آنجايي که ايران حدود 270 روز آفتابي دارد ، يکي از مناطق مساعد براي بهره گيري از انرژي هاي خورشيدي است و بويژه در مناطق جنوبي و بخصوص نواحي ساحلي ايران و نواحي کويري - که ما داراي چاه هاي آب شور و دريا هستيم - مي توان از اين سيستم ها براي جمع آوري نور خورشيد و بهره گيري از آن براي تبديل آب شور به آب شيرين استفاده کرد. درباره هدفهاي اين طرح ، مي توان به حل مشکل کمبود آب شيرين ، بهره گيري کامل از انرژي رايگان خورشيد، هزينه کمتر ، نصب و راه اندازي ساده ، تعمير و نگهداري ساده - به اين دليل که تمام چرخه اين دستگاه کاملا خودکار و اتوماتيک است و بهره گيري از انرژي هاي غيرفسيلي اشاره کرد. نه تنها در ايران ، بلکه در هرجاي ديگري از دنيا که انرژي خورشيدي به اندازه کافي وجود داشته باشد ، مي توان از اين وسيله استفاده کرد.

ساير نمونه هاي اين دستگاه ، از چه نوع انرژي اي استفاده مي کنند؟

افراد زيادي روي دستگاه هاي آب شيرين کن کار کرده اند ، اما هيچکدام به اين وسعت و با اين کيفيت نبوده اند. آنهايي هم که از خارج از کشور وارد مي شوند ، داراي سيستم هايي هستند که از يک کوره گازي تشکيل شده اند که آب در آنها مانند کتري به جوش مي آيد و بخار مي شود. اين دستگاه ها با گاز کار مي کنند. رساندن گاز به مناطق کويري و به اين دستگاه ها هزينه هاي زيادي را در بر دارد.

نه تنها در ايران بلکه در هرجاي دنيا که انرژي خورشيدي به اندازه کافي وجود داشته باشد ، مي توان از اين آب شيرين کن استفاده کرد


در نمونه هاي ديگري از اين دستگاه هم از فيلترهاي ريزي استفاده مي شود که آب را با فشار به اين فيلترها وارد مي کنند. اين فيلترها قيمت بسيار بالايي دارند و هزينه بر هستند. در اين دستگاه ها ، آب بر اثر فشار سبک و سنگين و نمک آن ته نشين مي شود و آب شيرين بالا مي ماند ؛ اما ما در دستگاه خود از ----- استفاده نکرده ايم ، بلکه انرژي خورشيد را به وسيله سيستمي روي مخازن خود متمرکز کرده ايم. اين سيستم ها از کنترل اتوماتيک برخوردارند. آب وقتي به جوش آمد و بخار شد ، نمک آن ته نشين مي شود. سپس بخار آب به سيستم خنک کننده هدايت مي شود.

درصد خلوص آب توليد شده چقدر است؟

با اين دستگاه آب را مقطر مي کنيد ؛ يعني آب کاملا به جوش مي آيد و بخار آن سرد مي شود. اين دستگاه ، تقطير خورشيدي نام دارد و تمام نمک آب ته نشين مي شود.

علاوه بر نمک ، دستگاههاي تقطير آب چه ضايعات ديگري توليد مي کنند؟

فيلترهايي که از خارج از کشور وارد مي شوند ، از آن جهت که بايد گاه به گاه تعويض شوند ، هزينه هاي زيادي را تحميل مي کنند. لذا با استفاده از دستگاه ها ي فيلتري شما 2 نوع ضايعات داريد. هم نمک و هم فيلترهاي مستعمل که بايد دور انداخته شوند ، اما ضايعات دستگاه من فقط نمک و رسوب است. در دستگاه تقطير خورشيدي از يک طرف بخار آب داريد و از طرف ديگر ، نمک و مقداري رسوبات مختلفي که در آب وجود دارد. اين دستگاه به محيط زيست هيچ لطمه اي وارد نمي کند. انرژي مصرفي آن از نور خورشيد تهيه مي شود و ضايعات آن هم نمک است که در صنايع براي سخت سازي ، رنگ سازي ، ضدعفوني کردن و براي بعضي صافي ها مورد استفاده قرار مي گيرد.

حجم آبي که شيرين مي شودچه ميزان است؟

اين دستگاه مدل هاي مختلف دارد. ما بايد يک بردار ماهواره اي از منطقه و مکاني که قرار است دستگاه در آنجا نصب شود ، داشته باشيم تا مشخص شود نسبت به ميزان تابش آفتاب چه حجم آب را در دقيقه مي توان شيرين کرد. اين مقدار بسته به مکان استفاده متفاوت و متغير است ؛ مثلا حجم آبي که در مناطق ساحلي يا در کوير ايران شيرين مي شود، متفاوت است. عواملي مانند تابش ، زاويه ، دما، رطوبت و غيره بر حجم آب شيرين به دست آمده ، تاثير مي گذارد.

تفاوت اين دستگاه با نمونه هاي ديگرچيست؟

نمونه هاي ديگر دستگاه آب شيرين کن به روش خورشيدي که ساخته شده اند، شيشه هاي معمولي هستند که آب در زير آنها بخار مي شود و قطرات آب گوشه دستگاه جمع مي شود. اين دستگاه ها درصد آب شيرين کردن شان خيلي پايين است ، اما در دستگاه من ، چون از آينه ها و عدسي هاي مخصوص استفاده شده و سيستم کنترل اتوماتيک دارد؛ يعني حتي براي تامين باتري هاي انرژي خورشيدي که بايد پمپ هاي آب شور را راه انداخته و آب را مکش کرده و به مخازن برسانند، همه مجهز به سيستم ردياب نور خورشيد است ؛ يعني سعي کرده ايم در تمام قسمتها بهينه سازي کنيم. حتي نور خورشيد را رديابي مي کنيم و نمي گذاريم مقدار اندکي از آن هم به هدر رود. نمونه واقعي اين دستگاه ابعاد بزرگي به اندازه يک تصفيه خانه کوچک آب دارد.

دستگاه هاي موجود چه نقصي داشتند که شما را بر آن داشت به طراحي اين نوع دستگاه بپردازيد؟

دستگاه هاي آب شيرين کن موجود نواقص خاصي ندارند. حتي برخي از آنها کيفيت خيلي بالايي هم دارند. اما هزينه ، قيمت و فناوري ساخت آنها در داخل کشور ، نياز به واردات و مصرف انرژي هايي که قابل برگشت نيست ، از مواردي است که بايد به آنها توجه کرد. دستگاه تقطير خورشيدي تنها با انرژي خورشيدي ، يعني انرژي اي که رايگان به سطح زمين مي تابد ، کار مي کند و لذا تنها در مناطق خاصي نصب مي شود.

قيمت تمام شده دستگاه آب شيرين کن چه قدر خواهد بود؟

قيمت تمام شده دستگاه بستگي به ابعاد و اندازه آن دارد ؛ اما از آنجايي که دستگاه از انرژي رايگان استفاده مي کند ، هرچقدر گران باشد چون بعدها براي انرژي بودجه اي مصرف نمي کنيد ، هزينه هاي شما را جبران مي کند. معمولا" سيستم هاي خورشيدي هزينه متوسطي دارند ؛ يعني نه خيلي گران هستند و نه خيلي ارزان. حتي نمونه هاي گران آنها به دليل اين که انرژي مصرفي رايگان است ، داراي توجيه اقتصادي است. مثل توربين هاي بادي که بسيار گرانقيمت هستند ؛ گيربکسها و سيستم کنترل آنها هزينه هاي زيادي را در بر دارد ؛ اما وقتي به کار مي افتند ، چون از انرژي رايگان استفاده مي کنند در دراز مدت و حتي گاه کوتاه مدت هزينه هاي خود را جبران مي کنند.

آيا اين دستگاه توليد هم شده ، يا اين که صرفا در حد طراحي است؟

اين دستگاه گواهي ثبت اختراع دارد. طراحي آن تمام شده و نمونه کوچکي از آن ساخته شده است ، اما چون دستگاه اصلي خيلي بزرگ است ، به بودجه زيادي نياز دارد. متاسفانه هنوز نمونه اصلي آن را نساخته ام ، ولي درصدد تکميل آن هستم.

براي اين کار به چه حمايت هايي نياز داريد؟

اين سومين پروژه و اختراع من است. اين طرح مربوط به 2 سال پيش است. متاسفانه در کشور ما کمتر از اين طرح ها حمايت مي شود. من به دليل مشکلاتي که داشتم ، مجبور شدم کار را رها کنم. در يک کشور خارجي ، طراحي و اختراع يک شغل است ؛ يعني طراح و مخترع تمام وقت خود را صرف مطالعه ، طراحي و اختراع مي کند ، بدون اين که نگران هزينه ها باشد ؛ اما در اينجا شما بايد اول در بازار کار کنيد ؛ از راههاي ديگر کسب درآمد کنيد و بعد درآمد خود را صرف طراحي و اختراع کنيد. محققان ، پژوهشگران و طراحان در اين زمينه حرفهاي زيادي براي گفتن دارند. کار من پژوهش و تحقيق و طراحي و اختراع است و در اين زمينه تنها به خودم متکي هستم. مشکلات و موانع ممکن است سرعت مرا کاهش دهند ، اما من دست از سعي و تلاش برنمي دارم.

درباره ساير طرحهاي خود صحبت کنيد.

يک موتور طراحي کرديم که با انرژي هواي فشرده کار مي کند. فرق اين موتور با نمونه هاي خارجي اين است که اين موتور با سيستم کنترل صفر و يک کار مي کند ، يعني سوپاپ و تسمه و غيره ندارد ، بلکه قابليت برنامه ريزي دارد. اين موتور براي مکانهايي مثل معادن زغال سنگ طراحي شد. در اين مکانها نمي توان از الکتروموتورها و موتورهاي درونسوز استفاده کرد ؛ زيرا به دليل نشت گاز احتمال انفجار وجود دارد. براي بازو بسته کردن شيرهاي گازي و نفتي و قطع و وصل خط لوله ها نمي توان از الکتروموتور استفاده کرد. به اين دليل که بدنه الکتروموتورها داراي القاي الکتريسيته است و احتمال دارد اين القا به مخازن انتقال پيدا کند و با ايجاد جرقه و يا حرارت منفجر شود. اين موتور قابليت نصب روي خودروهاي سبک را هم دارد. شما مي توانيد يک خودروي سبک را روزانه 3 ساعت با سرعت متوسط حدود 110 کيلومتر به حرکت درآوريد و زماني که پشت ترافيک هستيد، از اين 3 ساعت شما کم نشود. انرژي مصرفي اين خودرو هواي فشرده است.
نمونه کوچکتر اين موتور ساخته شده و کار مي کند. مزاياي مختلف اين موتور عبارت است از کاهش آلودگي هوا، افزايش طول عمر موتور ، راه اندازي و نصب آسان ، تعمير و نگهداري آسان ، استفاده در مکانهايي که به کارگيري موتورهاي درونسوز يا الکتروموتورها ممکن نيست و داراي خطر است.

از: جام جم

[boomba]

چراغ روشنائي فتوولتائيك

http://74.53.124.130/~sunaorg/gal/p-31.jpg

http://74.53.124.130/~sunaorg/gal/p-30.jpg

پنل فتوولتائيك

http://74.53.124.130/~sunaorg/gal/p-28.jpg

http://74.53.124.130/~sunaorg/gal/p-29.jpg

كلكتور سهموي خطي

http://74.53.124.130/~sunaorg/gal/p-33.jpg

http://74.53.124.130/~sunaorg/gal/p-32.jpg

[boomba]

استفاده از انرژي خورشيدي و فناوري نانو در پالايش فاضلاب ها

محققان دانشگاه UniSA استراليا مشغول توسعه روش منحصر به فردي براي پالايش فاضلاب‌ها مي‌باشند، كه بدون استفاده از مواد شيميايي گران قيمت، كيفيت آب را بيشتر از روش‌هاي موجود بهبود مي‌بخشد.
به گفته دكتر جين، مدير آزمايشگاه بيوتكنولوژي دانشگاه UniSA٬ بهبود كيفيت فاضلاب تصفيه‌شده براي استفاده مجدد آن، بيش از هر زمان ديگر در استراليا حائز اهميت است، زيرا منابع آب اين كشور در حال كاهش مي‌باشند.
دكتر جين افزود:كيفيت پايين فاضلاب‌ها ي تصفيه‌شده استفاده آنها را در كشاورزي و كشت آبي كاهش داده است.
آخرين مرحله هر تصفيه آبي، حذف موجودات زنده بسيار ريز[1] است. در حال حاضر از كلر به عنوان ماده ضدعفوني‌كننده استفاده مي‌شود، ولي در اين حالت حتي بعد از تصفيه هم تركيبات ارگانيک زيادي در آب حضور دارند. كلر موجودات زنده ريز را از آب حذف مي‌كند، ولي با آلاينده‌هاي ارگانيک واكنش مي‌دهد و محصولات جانبي ضد‌عفوني‌کننده توليد مي كنند كه از نظر زيست‌شناسي تجزيه‌ناپذير و سمي مي‌باشند و نمي توان آنها را از آب حذف نمود، و وقتي به محيط‌زيست منتقل شوند و در كشاورزي و صنايع ديگر مورد استفاده قرارگيرند مي توانند مشكلات بهداشتي جدي ايجاد كنند.
دكتر جين گفت : اين مشكل نگراني ويژة سازمان ملل است، و باعث توجه عميق بين‌المللي به آلاينده‌هاي ارگانيک مي‌شود كه نمي‌توان آنها را به روش‌هاي مقرون به صرفه از بين‌برد، ولي راه حلي براي آن در دست بررسي است.
محققان دانشگاه UniSA در حال تكميل يك روش پالايش تك مرحله اي مي باشند كه مي تواند آلاينده هاي زيستي و شيميايي را درتصفيه­خانه آب از فاضلاب حذف كند.
فرآيند جديد تصفيه فاضلاب نانوكاتاليزوري نوري خورشيدي مي تواند جايگزين سومين مرحله تصفيه يعني ضد عفوني با کلر شود تا موجودات زنده ريز و تركيبات آلي را به طور همزمان حذف كرده و فاضلاب را به يك منبع آب مناسب تبديل كند.
دكتر جين گفت : به طور طبيعي موجودات زنده ريز، تركيبات ارگانيک بزرگ را خرد كرده و كوچك‌تر مي‌كنند، اما از آنجا كه اين تركيبات به طور زيستي تجزيه ناپذيرند، ما مجبور به استفاده از نوعي انرژي براي تجزيه آنها مي باشيم. اين انرژي از اشعه UV نور خورشيد گرفته مي شود و به همراه كاتاليزورهاي نوري مورد استفاده قرار مي‌گيرد. انرژي توليد شده از واكنش سلول كاتاليزوري نوري مي‌تواند موجودات زنده ريز را كشته و تركيبات تجزيه‌ناپذير را تجزيه كند و در نتيجه آبي تميز كه به محيط‌زيست زيان نمي رساند و قابل استفاده در مصارف كشاورزي و غيره مي باشد، بدست مي آيد.
وي افزود: خبر خوب ديگر، بسيار مقرون به صرفه بودن اين فرآيند خواهد بود، زيرا مي‌توان از كاتاليزورهاي نوري خورشيدي مجددا استفاده نمود، تا انرژي ارزان خورشيدي را مورد استفاده قرار دهند.

[boomba]

اولين گوشي خورشيدي وارد بازار مي‌شود


http://www.aftabnews.ir/images/docs/000065/n00065925-b.jpg

آفتاب: به گزارش خبر گزاري سلام ، سلول ذخيره انرژي Nexperia 5110، توليد شده توسط شرکت NXP Semiconductors قرار است در نخستين تلفن‌همراهي که با استفاده از انرژي خورشيدي کار مي‌کند استفاده شود.

شرکت Hi-Tech Wealth معروف به HTW قصد دارد اين باتري خورشيدي را به عنوان منبع انرژي تلفن‌همراه جديد خود به کار گيرد. اين گوشي قرار است با نام S116 به بازار عرضه شود. گوشي S116 توسط شرکت Laucent Technology طراحي شده است.

همچنين در توليد اين گوشي، شرکت NXP با بهينه‌سازي مصرف انرژي، ميزان شارژ اين گوشي از طريق انرژي خورشيدي را افزايش داده است. به گفته مسؤولان توليد کننده اين گوشي، عمر باتري گوشي S116 همانند ساير باتري‌ها و به صورت طبيعي است.

کاربران مي‌توانند با استفاده از هر منبع نوري از جمله خورشيد و يا حتي نور شمع يا چراغ‌هاي معمولي، باتري اين گوشي را شارژ کنند.

به گفته بويو ژانگ، رييس شرکت HTW، اين گوشي که با استفاده از انرژي خورشيدي و انرژي‌هاي پايستار کار مي‌کند، مي‌تواند تحول عظيمي در زمينه توليدات دستگاه‌هاي چندرسانه‌اي در سيستم‌هاي بي‌سيم ايجاد کند.

[boomba]

The Mysterious “Energy Audit” Revealed

The word audit has sent cold shivers down the spine of many a business executive in the past, yet undeservedly so, because after all is an audit not simply a business check to see if all is well?
The Energy Audit is perhaps the most misunderstood, and therefore the least utilised of all Australian business tools. This is so even though the quality of its procedure has been covered by Australian Standard 3598 for quite some time now.
It is now many years ago that a handful of interested engineers joined with some visionary business executives to establish a standardised means of reversing the effect of their ever-spiraling electricity/gas bills. The Energy Audit was born and since then a slowly increasing number of Australian businesses have become aware of this valuable tool which shows them how to substantially reduce their recurring business expenses for energy bills for electricity and gas permanently, thereby bumping their bottom line and putting them ahead of their competition.

What exactly is an energy audit?
The Energy Efficiency consultant examines and analyses the accuracy of all energy bills over the last two years, and the economy of the related electricity/gas charge rates, and also examines the energy efficiency of the building structures, plus all energy consuming equipment within, together with all energy consuming practices.
The consultant then prepares a comprehensive Energy Audit Report which makes custom-designed, point-by-point recommendations for all energy efficient improvements to ensure lower electricity bills/gas bills, permanently.
Erwin Tischler, an electrical engineer, is the business owner of RE Developments Company in NSW an energy efficiency consultancy which specializes in energy audits. He works in consultation with Angelo Franco, a specialist mechanical engineer and says
“An Australia-wide, Federal Government survey of a large sample of energy audits, of all size businesses a few years ago, showed that savings identified an average of 20% of energy bills. If one extrapolates this statistic across our vast continent, we arrive at the unbelievable fact that Australian businesses are currently paying billions more than what is necessary for their electricity/gas bills, and are therefore also contributing to the unnecessary emission of an equally staggering amount of greenhouse gases.
However things are changing, public opinion appears to reshaping business decisions. We have noticed a recent ground swell of interest in Energy Audits over the last 12 months, because not only do such audits identify substantial savings in energy bills, they also identify the all important related savings in greenhouse gas emissions which cause climate change through global warming. We now see that it is the environmental factor that drives many businesses - equally with monetary savings.”

What can an audit achieve?
Case Study: The graph shows the energy-escalating effects of an air conditioning control system that had accidentally malfunctioned; this fact was recently reported in an energy audit for a medium size office block in Parramatta NSW.

What happened? Their large, central air conditioning system was meant to operate from 8am - 6pm Monday - Friday, but instead was operating 24/7 without anyone being aware of it for six months (see the pink trend line).
An Energy Audit identified this and found that the offender was a faulty 24 hour time clock control which cost the business $750 to replace, and then saved them around $30,000 per annum on future, inflated energy bills.
Energy savings achieved also equated to an annual cut-back of around 300,000 kg of carbon dioxide gas emissions.
Without graphical analysis which checked back 2 years, such gradual energy increases may have gone unnoticed permanently, thereby costing the building owner not only a fortune on future electricity bills, and related greenhouse emissions, but also skyrocketing their future air conditioning maintenance costs.
The findings on all types of commercial premises indicate that the above example is not rare, and is the norm rather than the exception.
Why is this so? A building is the same as a car, its energy-consuming equipment can go slowly out of tune, yet it can still appear to be driving quite well, even though fuel consumption is dramatically increasing. Similarly a building can appear to have adequate lighting and adequate air conditioning and an adequate work production line, but may be performing very badly on the energy-efficiency scale.
Never-the-less the building owner (or their agent) faithfully keeps on paying the grossly inflated bills year after year, completely oblivious to the fact that they are literally throwing away $100,000’s every year in a large business.
The energy auditor can pick such problems by checking the equipment, the related control systems and methods of use and then comparing the building’s energy use against established industry energy benchmarks for the particular category of business (e.g. energy used / sq m / annum).
Energy Audits can often identify savings well in excess of the 20% national average by identifying out-dated, energy controls and out-dated energy consuming equipment in older buildings and then making technical recommendations for its gradual replacement in accordance with the latest, best-practice methods. This in effect, largely updates the old building to the energy efficiency status of a new building.
A couple of recent examples are 2 to 4 level office blocks at Lithgow and Wollongong, for which the Energy Audits identified electricity bill savings of 48% and 75% respectively through the gradual renewal of aging lighting and air conditioning services.
Maintenance Savings
An additional benefit from saving energy, which is often overlooked, is a substantial reduction in recurring maintenance costs. This is brought about by the side effect of energy savings, which usually involves an induced reduction in the unnecessary run hours of equipment, and the fact that some equipment is also run at a much reduced capacity, therefore appliances, lights, heating, ventilation, air conditioning and production plants etc last much longer before needing maintenance.
When one then adds maintenance savings to energy savings, the returns from investing in energy saving measures become very lucrative indeed.

Safety Aspect
Erwin says that yet an additional benefit is the fact that, during the audit, the building and the building services are inspected by professional engineers who are capable of recognising and reporting on any potentially dangerous situations in buildings and building services.
Nowadays, under current OH&S Regulations, the Energy Auditor is seen as a professional observer and is therefore legally obliged to report any obvious, potentially dangerous situations, irrespective of whether or not these situations directly relate to the work for which they have been commissioned.

Case study: While checking for air conditioning energy savings, Angelo Franco recently reported on a particular building’s air conditioning heaters that could have caused fires. The heaters were unlawfully hidden in the ceiling voids and were mounted, unenclosed, directly near flammable materials. This was literally a ticking time bomb waiting to go off.

Business Intelligence
Finally, energy audits can reveal historical production information as well. Modern, electronic electricity meters for most larger facilities now actually radio energy data back to the energy supplier, continually on a half-hourly basis 24/7 (there are no more meter readers). The energy auditor can access this valuable information in the form of an excel spreadsheet file and can produce energy consumption graphs from this data for any day in the past, or for any hour of any day in the past.
This intelligence information can reveal the exact production capacity at which a business was operating at any day, or any hour of any day, up to two years ago.

Case study: During a recent energy audit of a manufacturer in NSW, the energy auditor produced daily energy consumption graphs showing that, during some weekends, the whole plant was operating at production capacities that were well under the CEO’s instructions.
Management liked the energy and maintenance savings identified by the energy audit, but they were even more interested in the coincidental information on production intelligence, which they thought was a very welcome bonus thrown in. The intermittent monitoring of energy graphs appears to have added a whole new dimension to the subject of internal business intelligence

[boomba]

مزرعه كلكتورهاي نيروگاه خورشيدي شيراز (كلكتورها نور خورشيد را از شرق به غرب تعقيب مي كنند)

http://74.53.124.130/~sunaorg/gal/p-4.jpg

http://74.53.124.130/~sunaorg/gal/p-5.jpg

http://74.53.124.130/~sunaorg/gal/p-6.jpg

http://74.53.124.130/~sunaorg/gal/p-7.jpg

[boomba]

How to Pay Less for Your Energy and Increase Reliability of Your Power Supply.


Solar Energy Technologies.

How Solar Energy technologies harness the sun’s FREE energy for your everyday practical use.
Four Types of Solar Energy Technologies That Could Change the World In 10 Years or Less.

1. Photovoltaic (PV) systems which convert sunlight directly to electricity by means of PV cells made of semi-conductor materials.

2. Concentrating Solar Power (CSP) systems which concentrate the sun’s energy using reflective devices such as troughs or mirror panels to produce heat that is then used to generate electricity.

3. Solar Water Heating systems which contain a Solar Collector that faces the sun and either heats water directly or heats a “working fluid” that in turn is used to heat water.

4. Transpired Solar Collectors or “Solar Walls” which use solar energy to pre-heat ventilation air for a building.

There are many Solar Energy systems for harnessing FREE solar energy.
Active Solar systems use electrical and mechanical components such as tracking mechanisms, pumps and fans to capture sunlight and process it into usable outputs such as heating, lighting or electricity.
Passive solar systems use non-mechanical techniques to control the capture of sunlight and distribute this energy into usable outputs such as heating, lighting, cooling or ventilation. These techniques include selecting materials with favorable thermal properties to absorb and retain energy, designing spaces that naturally circular air to transfer energy and referencing the position of a building to the sun to enhance energy capture.
Direct solar generally refers to technologies or effects that involve a single step conversion of sunlight that results in a usable form of energy.
Indirect solar generally refers to technologies or effects that involve multiple-step transformations of sunlight that result in a usable form of energy.

Concentrating Solar Power (CPS) Systems

The real powerhouse in CSP plans is focused sunlight. CSP plants generate electric power by using mirrors to concentrate (focus) the sun’s energy and convert it into high temperature heat. That heat is then channeled through a conventional generator. The plants consist of two parts. One that collects Solar energy and converts it into heat and another that converts the heat energy to electricity. Within the United States, over 350MW of CSP capacity exists and these plants have been operating reliably for more than 15 years.
CSP systems can be small enough (Stirling Systems as small as 10kw are under development) to help meet a small village’s power needs. CSP Systems can also be much larger generating up to 100MW of power for use in utility grid connected applications. Some CSP Systems include thermal storage to provide power at night or when it is cloudy. Others are combined with natural gas systems in hybrid power plants that provide power on demand.
The amount of power generated by a concentrating Solar power plant depends on the amount of direct sunlight at the site. CSP technologies make use of only direct beam (rather than diffuse) sunlight.
Today’s CSP systems can convert Solar energy to electricity more efficiently than ever before. Utility scale trough plants are the lowest cost Solar energy available today and further cost reductions are anticipated to make CSP competitive with conventional power plants within a decade. So, CSP is a very good renewable energy technology to use in the southwestern United States as well as in other sunny regions around the world.

Photovoltaic (PV) Systems

Solar energy technologies or photovoltaics convert light energy to electricity. These technologies require semi-conducting materials such as certain kinds of silicon and when they are exposed to sunlight they release small amounts of electricity. This process is known as the photoelectric effect. The photoelectric effect refers to the emission or ejection of electrons from the surface of a metal in response to light. It is the basis physical process in which a solar electric or photovoltaic (PV) cell converts sunlight to electricity.
Sunlight is made up of photons or particles of Solar energy. Photons contain various amounts of energy corresponding to the different wavelengths of the Solar spectrum. When photons strike a PV cell they may be reflected or absorbed or may pass right through. Only the absorbed photons generate electricity. When this happens the energy of the photon is transferred to an electron in an atom of the PV cell which is actually a semi-conductor.
With it’s newfound energy, the electron escapes from it’s normal position in an atom of the semi-conductor material and becomes part of the current in an electrical circuit. By leaving it’s position, the electron causes a hole to form. Special electrical properties of the PV cell, a built-in electric field, provides the voltage needed to drive the current through an external load (such as a light bulb).
A Solar energy technological system is made up of different components. These include PV modules (groups of PV cells) which are commonly called PV panels. One or more batteries, a charge regulator or controller for a stand alone system, an Inverter for a utility grid connected system and when alternating current (ac) rather than direct current (dc) is required, wiring and mounting hardware or a framework.

Solar Water Heating Systems

Every Solar Water Heating System features a Solar Collector that faces the sun to absorb the sun’s heat energy. This Collector can either heat water directly or heat a “working fluid” that is then used to heat the water. In active Solar Water Heating Systems, a pumping mechanism moves heater water through the building. In passive Solar Water Heating Systems the water moves by natural convection. In almost all cases, Solar Water Heating Systems work in tandem with conventional gas or electric Water Heating systems. The convention systems operate as needed to ensure a reliable supply of heated water.
There are many types of Solar Water Heaters. Each has strengths to recommend them for specific climates and water conditions. Solar System professionals can help you select the most appropriate system for your area and your needs.

Solar Lighting

Imagine being able to light your home or office most of the day and on most days with sunlight but not the kind that comes through the windows. That’s what hybrid Solar lighting (or HSL) Systems are being developed to do. Prototype HSL systems are made up of roof mounted Concentrators that collect and separate the visible and infrared portions of sunlight. The visible portion of the light is distributed through large diameter optical fibers to hybrid luminaries. Hybrid luminaries are lighting fixtures that contain both electric lamps and fiber optics to distribute sunlight directly. Unlike conventional electric lamps the Solar component of HSL produces little heat.
The remaining “invisible” energy in the sunlight, mostly infrared radiation, is directed to a concentrating thermo-photovoltaic (solar) cell that very efficiently converts infrared radiation electricity. The resulting electric power can be directed to other uses in a building. When sunlight is plentiful the fiber optics in the luminaries can provide all or most of the light needed in a particular area but when there is little or no sunlight sensor-controlled electric lamps turn on to maintain the desired illumination level.
Independent cost and performance models suggest the overall affordability of Solar energy could be double or tripled by using this new hybrid approach. The multi-disciplinary R&D effort involved in developing HSL includes several industrial and university partners

[boomba]

نمونه اي از يك آبگرمكن خورشيدي

http://74.53.124.130/~sunaorg/gal/p-36.jpg



نمونه اي از يك اجاق خورشيدي

http://74.53.124.130/~sunaorg/gal/p-37.jpg


سيستم گرمايش استخر با استفاده از كلكتور خورشيدي

http://74.53.124.130/~sunaorg/gal/p-39.jpg



توليد بخار بصورت آزمايشي از يك حلقه مزرعه كلكتورهاي سهموي خطي

http://74.53.124.130/~sunaorg/gal/solar-1.jpg

[boomba]

شناور خورشیدی

http://www.ssme.ir/thumbnail.aspx?mode=a&id=232

چکيده مقاله:
شناور خورشیدی شناور خورشیدی اولین شناور مسافربری- تجاری در جهان است که با انرژی باد، خورشید یا هر دوی آنها که از انرژی های پاک هستند و سبب کاهش گازهای گلخانه ای می شوند، کار می کند. این شناور دارای 21 متر طول 100 صندلی است و هم اکنون در سیدنی به صورتی تجاری ار آن استفاده می شود. شناور خورشیدی، حاصل سه سال تحقیق و بررسی است و سازندگان آن در صددند تا آن را پیشرفته تر سازند زیرا معتقدند جهان باید به سمتی پیش برود که دیگر مجبور به استفاده از سوخت های فسیلی غیر قابل بازیافت نباشد.نمونۀ اولیه ساخته این شناور، دارای ضریب اطمینان بالا، سرعت مناسب، کارآیی بالا و قابل اطمینان در تغییر سریع استفاده از یک نوع انرژی به نوع دیگر می باشد، به علاوه ویژگی منحصر به فرد آن، هشت بال آیرودینامیکی خورشیدی است که روی سقف نصب شده اند. هنگامی که بال ها به صورت قائم بایستند، شناور خورشیدی مانند کشتی های دیگر حرکت می کند اما با زاویه دار کردن آن ها می توان از انرژی خورشیدی به تنهایی استفاده کرد. در روزهایی که بادی نمی وزد و نمی توان از انرژی خورشیدی استفاده کرد، شناور می تواند انرژی مورد نیاز خود را از باتری یا از سوخت مایع فسیلی تامین کند. هر شناور خورشیدی علاوه بر کم کردن سر و صدا و آلودگی ناشی از سوزاندن سوخت های فسیلی، سالانه به میزان 250 هزار لیتر مصرف سوخت فسیلی را کاهش می دهد که این مقدار معادل تولید 670 تن گاز گلخانه ای می باشد. هزینه ساخت این شناور 20 درصد بیشتر از شناورهای تجاری مشابه است.شرکت سازنده درصدد است تا در طول 10سال آینده با استفاده از فناوری های جدید این تفاوت قیمت را به میزان قابل توجهی کاهش دهد اما با وجود استفادۀ روز افزون از این کشتی ها، انتظار می رود که در 5 سال آینده این امر تحقق یابد. شرکت سازنده مطمئن است که این فناوری به زودی در سراسر جهان مورد استفاده قرار خواهد گرفت و طی سالهای نه چندان دور فناوری مذکور کاربردی ورای استفادۀ در یایی خواهد داشت.

منبع: نامه مکانیک شریف
__________________

[boomba]

سلول‌های خورشیدی

http://www.farda.ir/_DouranPortal/images/Photovoltaic.jpg

امروزه بشر با دو بحران بزرگ روبرو است که بیش از آنچه ما ظاهرا تشخیص می دهیم با یکدیگر ارتباط دارند. از یک طرف جوامع صنعتی و همچنین شهرهای بزرگ با مشکل الودگی محیط زیست مواجهند و از طرف دیگر مشاهده می شود که مواد اولیه و سوخت مورد نیاز همین ماشینها با شتاب روز افزون در حال اتمام است.

اثرات مصرف بالای انرژِی در زمین و آب و هوا آشکارا مشخص می باشدو ما تنها راه حل را در پایین اوردن میزان مصرف انرژی می دانیم ,حال انکه این امر نمی تواند به طور موثر ادامه داشته باشد.توجه و توصل به انرژی اتمی به عنوان جانشینی برای سوختهای فسیلی نیز چندان موفقیت آمیز نبوده است.

صرف هزینه های سنگین و همچنین تشعشعات خطر ناکی که ازنیروگاههای اتمی در فضا پخش شده ,نتیجه مثبتی نداشته است و اگر یکی از این نیروگاهها منفجر شود زیانهای فراوان و جبران ناپذیری به بار خواهد اورد.به علاوه به مشکل اساسی که در مورد مواد سوختی نظیر نفت ,گاز و زغال سنگ داشتیم بر می خوریم بدین معنی که معادن اورانیم که سوخت این نیروگاهها را تامین می کند منابع محدودی هستند و روزی خواهد رسیدکه این ذخایر پایان خواهد یافت و ماده ای که جایگزین ان شود وجود نخواهد داشت.


انرژی خورشیدی :

خورشید به عنوان یک منبع بی پایان انرژی می تواند حلال مشکلات موجود در مورد انرژی و محیط زیست باشد.انرژی بدون خطر ...
این انرژی که به زمین می تابد هزاران بار بیشتر از انچه که ما نیاز داریم و مصرف می کنیم ,می باشد.حتی نور کمی که از پنجره به اتاق میتابد دارای انرژی بیشتری از سیم برقی است که به داخل اتاق کشیده شده است.از انرژی خورشیدی می توان استفاده های مهم و کاملا مفید, به عنوان یک انرژی تمیز و قابل دسترس در همه جا استفاده کرد. اما از نور خورشید به طور مستقیم نمی توان به جای سوخت های فسیلی بهره برد بلکه باید دستگاههایی ساخته شود که بتوانند انرژی تابشی خورشید را به انرژی قابل استفاده نظیر انرژی مکانیکی, حرارتی الکتریسیته و ...تبدیل کنند.


مصارف انرژی خورشیدی :

1)گرم کننده ها مثل ابگرمکن خورشیدی که برای گرمای خانه ها و کوره های خوشیدی که برای ذوب فلزات حتی با دمای بالا نظیر اهن استفاده می شود و دمایی تا حدود 6000درجه سانتی گراد تولید می کنند.
2)دستگاههای اب شیرین کن که توسط اینه هایی نور خورشید را روی مخازن اب متمرکز می کنند تا کار تبخیر را انجام دهد.
3)الکتریسیته خورشیدی در این روش که نسبت به سایر روشها ارجحیت دارد.انرژی الکتریکی به سادگی قابل تبدیل به سایر انرژی ها بوده و می توان ان را ذخیره کرد.


طریقه دریافت الکتریسیته از انرژی خورشیدی :

1) نیروگاه های حرارتی که حرارت لازم توسط اینه هایی که نور خورشید را روی دیگ بخار متمرکز میکنند, تولید میشود.
2} اثر فتوولتایی:در این روش انرژی تابشی مستقیما به انرژی الکتریکی تبدیل میشود.قطعاتی که اثر فتوولتایی از خود نشان میدهند به سلول خورشیدی معروفند .
و در حال حاظر بیشترین استفاده از انرژی خورشیدی با این روش است.در برخی کشورها نیروگاه های فتوولتائیک ساخته شده که برای تولید برق است.
اما بیشترین استفاده از سلولهای خورشیدی در نیروگاه(( فتو ولتائیک50مگاواتی جزیره کرت یونان))است.


اساس کار سلولهای خورشیدی :

سلول خورشیدی عبارت از قطعات نیمرسانایی هستند که انرژی تابشی خورشید را به انرژی الکتریکی تبدیل میکنند.رسانندگی این مواد به طور کلی به دما ,روشنایی ,میدان مغناطیسی و مقدار دقیق ناخالصی موجود در نیم رسانا بستگی دارد.
از ویژگی های سلولهای خورشیدی میتوان به این موارد اشاره کرد:
جای زیادی اشغال نمی کنند .قسمت متحرک ندارند .بازده انها با تغییرات دمایی محیط تغییرات چندانی نمی کنند.نسبتا به سادگی نصب می شوند.به راحتی با سیستمهای به کار رفته در ساختمان جور می شوند.
همچنین از اشکالات سلولهای خوشیدی می توان به تولید وسایل فتوولتائیک که هزینه زیادی دارد و چگالی انرژی تابشی که بسیار کم است اشاره کرد که در فصول مختلف و ساعات متفاوت شبانه روز تغییر می کند که باید ذخیره شود و همین موضوع بسیار هزینه بر است.


کاربردهای سلولهای خوشیدی :
1)تامین نیروی حرکتی ماهواره ها و سفینه های فضایی
2)تامین انرژی لازم دستگاهایی که نیاز به ولتاژهای کمتری دارند مثل ماشین حساب و ساعت
3)تهیه برق شهر توسط نیروگاههای فتوولتائیک
4)تامین نیروی لازم برای حرکت خودروها و قایقهای کوچک

http://www.sciencedaily.com/images/2008/05/080514154702.jpg

[boomba]

دهکده خورشیدی در فرایبورگ

مقدمه:
فرایبورگ شهری است در ایالت بادن-وورتمبرگ (جنوب غربی آلمان) با ۲۰۵ هزار نفر جمعیت که یکی از گرم‌ترین و پر آفتاب‌ترین شهر‌های آلمان است. در طول جنگ جهانی دوم ۸۰% شهر با بمب نابود شده بود ولی بعد از خاتمه جنگ بیشتر شهر دوباره عین مدل تاریخی شهر بازسازی شد. در حال حاضر شهردار فرایبورگ دکتر دیتر سالومون (Dr. Dieter Salomon) است. او که در سال ۲۰۰۲ انتخاب شده تنها عضو حزب سبز آلمان است که در شهری بزرگتر از صدهزار نفر چنین مسوولیتی برعهده دارد. در ضمن از سال ۲۰۰۰ این شهر خواهر خوانده‌ی اصفهان است.

برنامه ساخت نیروگاه هسته‌ای و مقاومت مدنی مردم:
در سال ۱۹۷۰ ایالت بادن-وورتمبرگ تصمیم به ساخت یک نیروگاه هسته‌ای در ویل (Wyhl) گرفت که تنها ۳۰ کیلومتر با فرایبورگ فاصله دارد. این تصمیم با مخالفت مردم فرایبورگ روبرو شد و اعتراض‌‌ها و نافرمانی‌های مدنی بزرگی توسط مردم شکل گرفت که در نهایت مردم پیروز شدند و ساخت این نیروگاه هسته‌ای متوقف شد. این امر در بین مردم شهر هوشیاری نسبت به محیط زیست ایجاد کرد و برای یافتن انرژی‌های تمیز و جایگزین تحقیقات و پروژه‌های مختلفی در این زمینه آغاز و شبکه بزرگی از سازمان‌ها، موسسه‌های تحقیقاتی و تجاری ایجاد شدند. در سال ۱۹۸۶ فاجعه‌ی نیروگاه چرنوبیل به مردم شهر نشان داد که ایستادگی‌شان در مقابل ایجاد نیروگاه هسته‌ای صحیح بوده و شهرداری فرایبورگ نیز رای به ایجاد برنامه‌ای آینده‌نگر در زمینه‌ی انرژی داد. امری که امروزه فرایبورگ را به معروف‌ترین شهر خورشیدی اروپا و پایتخت اکولوژیک آلمان تبدیل کرده‌است.
‌این برنامه‌ریزی طولانی‌مدت برای محیط زیست نه تنها امروزه فرایبورگ را در زمینه انرژی در آلمان و دنیا پیشگام کرده بلکه باعث جذب توریست به این شهر نیز شده است. توریست‌هایی که از کشورها و قاره‌های مختلف برای بازدید سلول‌های خورشیدی نصب شده در سقف خانه‌ها و استادیوم و … به این شهر می‌آیند.

دهکده خورشیدی:

http://freelantern.com/p/wp-content/uploads/2008/06/lr2007_3.jpg
http://freelantern.com/p/wp-content/uploads/2008/06/img_rd_d155_69.jpg

در منطقه‌ای از شهر که سابقا پایگاه نظامی فرانسه بود امروزه ۲۰۰۰ خانه‌ی “مهربان با محیط زیست” وجود دارد. بخشی از این خانه‌ها (۵۰ خانه) پروژه‌ای است با عنوان دهکده خورشیدی که تمامی خانه‌های این دهکده مجهز به سلول‌های خورشیدی هستند و این جامعه کوچک تمامی انرژی الکتریکی خود را از طریق همین سلول‌هایی که بر روی سقف خانه‌ها نصب شده‌اند تهیه می‌کند. رولف دیش (Rolf Disch) معمار و طراح این خانه‌های خورشیدی است که اولین سلول‌ها را بر روی سقف خانه‌ی خودش نصب کرده (عکس‌های بیشتر و پروژه‌های او را در وبسایتش می‌توانید ببینید).
جالب این‌که اهالی این دهکده‌ی خورشیدی نه تنها انرژی مورد استفاده خود را تامین می‌کنند بلکه ۳-۴ برابر مصرف خود انرژی الکتریکی تولید می‌کنند و در نتیجه در‌آمدی نیز برای خود ایجاد کرده‌اند. با اینکه خرید این خانه‌های مجهز بسیار گران‌تر از خانه‌های معمولی باشد ولی خریدار از پرداخت هزینه‌‌هایی مثل گرمایش و الکتریسیته رها می‌شود و با فروش الکتریسیته در درازمدت می‌تواند حتی هزینه خرید خانه را جبران کند. بنا به گفته‌ی یکی از خانواده‌هایی که در این خانه‌ها زندگی می‌کنند در طول سال تا ۵۰۰۰ یورو در‌آمد از فروش انرژی الکتریکی دارند

[boomba]

انرژی خورشیدی تامین کننده 69 درصد انرژی امریکا

http://ecofuss.com/wp-content/uploads/2008/01/solar-farm.jpg

به مرور زمان تعداد سازمانهایی که در پروژه های مربوط به انرژی خورشیدی وارد می شوند در حال افزایش است و متخصصان امریکایی پیش بینی می کنند تا سال ۲۰۵۰ که خیلی هم دور نیست تا ۶۹ درصد الکتریسیته و ۳۵ در صد کل انرژی ها در این کشور از خورشید تامین شود .

همچنین پیش بینی می شود تا سال ۲۰۲۰ تعداد زیادی سلولهای فتوولتالیک برای بدام انداختن انرژی خوشیدی ساخته و نصب شود که با احتساب مبدلها و ناقل های انزژی هزینه ای برابر با ۴۲۰ میلیارد دلار در بر خواهد داشت که سرمایه گذاری پر ریسکی محسوب می شود ولی بهر حال برای محیط زیست مفید و لازم است .

بزرگترین مزرعه خورشیدی امریکا :
http://ecofuss.com/wp-content/uploads/2007/12/solar-farm.jpg

اخیرا بزرگترین مزرعه خورشیدی امریکا که بزرگترین صفحه فتوولتالیک در امریکا محسوب می شود در نزدیکی نوادا گشایش یافت . این پروژه نیاز های پایه انرژی ۳۰۰۰ نفر را تامین می کند این نیروگاه ۳۰۰۰۰ مگاواتی در ۱۴۰ هکتار واقع شده و البته درست است که انرژی تولیدی ان زیاد قابل ملاحظه نیست ولی اصل کار بسیار با ارزش است و این سبز اندیشیدن قدمی است در کاهش مصرف زغال سنگ .

ارتش امریکا که که مجری این طرح است اعلام کرده نیروگاه های دیگری را نیز خواهد ساخت .

[boomba]

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/4/4c/Helios_in_flight.jpg/800px-Helios_in_flight.jpg

نگاهی دوباره به
انرژی خورشیدی

خورشید زمین را گرم و روشن می‌کند. گیاهان و جانوران نیزانرژی خورشیدی را لازم دارند تا زنده بمانند. اگر خورشید نبود یا از زمین خیلیدورتر بود و گرمای کمتر به ما می‌رسید، سطح زمین خیلی سرد و تاریک می‌شد و هیچموجودی نمی‌توانست روی آن زندگی کند. همه ما به انرژی نیاز داریم، انرژی مانندنیرویی نامرئی در بدن ما وجود دارد و آن را بکار می‌اندازد. اگر انرژی به بدن نرسد،توانایی انجام کار را از دست می‌دهیم و پس از مدتی می‌میریم.
ما انرژی را ازغذایی که می‌خوریم یدست می‌آوریم. با هر حرکت و کاری که انجام می‌دهیم، بخشی ازانرژی موجود در بدن صرف می‌شود. حتی برای خواندن این مطلب هم مقداری انرژی لازماست. برای همین باید هر روز غذاهای کافی و مناسبی را بخوریم. گیاهان و جانوران نیزبرای زنده ماندن و رشد و حرکت ، به انرژی نیاز دارند، که منشأ همه اینها از خورشیدمی‌باشد.
تمام دستگاهها و ماشینهای ساخته شده بدست انسان نیز با استفاده ازانرژی کار می‌کنند. بسیاری از این ماشینها برقی هستند. حتما شما هم از دستگاههاییمثل رادیو ، تلویزیون ، اطو ، یخچال و ... استفاده می‌کنید. اگر به هر دلیلیبرقخانه قطع شود، تمام این دستگاهها از کار می‌افتند و بدون استفادهمی‌شوند. اما آیا می‌دانید برق چطور تولید می‌شود؟ برای تولید برق ، سوختهایی مثلزغال سنگ ، نفت و گاز را می‌سوزانیم. این نوع سوختها راسوخت فسیلیمی‌نامند.
سوختهای فسیلی از باقی مانده گیاهان و جانورانیبوجود آمده‌اند که میلیونها میلیون سال قبل روی زمین زندگی می‌کردند. وقتی اینجانوران و گیاهان مردند و از بین رفتند، سالهای زیادی زیر فشار لایه‌های زمینماندند تا به زغال سنگ و نفت و گاز تبدیل شدند و می‌بینیم که همه انواع مختلف انرژیکه قبل تبدیل به یکدیگر نیز هستند از یک منبع به نام خورشید ناشی شده و یا به آنمربوط می‌شود. تابش خورشید منشأ اغلب انرژیهایی است که در سطح زمین در اختیار ماقرار دارد.
باد: ناشی ازاختلاف دمای هوا و حرکت نسبی اتمسفر زمین است.
آبشار: ناشی ازتبخیر و بارانی که از آن نتیجه می‌شود.
چوب ، زغال سنگ ، نفت و ... که منشا گیاهی دارند به کمککلروفیل و خورشید ساخته شده‌اند.


خورشید چیست؟
خورشید یک راکتور هسته‌ای طبیعی بسیار عظیم است. که ماده درآن جا بر اثر همجوشی هسته‌ای به انرژی تبدیل می‌شود و هر روز حدود 350 میلیارد تناز جرمش به تابش تبدیل می‌شود، دمای داخلی آن حدود 15 میلیون درجه سانتیگراد است. انرژیی که بدین ترتیب به شکلنور مرئی،فرو سرخو فرابنفش به ما می‌رسد 1 کیلو وات بر متر مربع است. خورشید به توپبزرگ آتشین شباهت دارد که صد بار بزرگتر از زمین است.
این ستاره‌ها ازگازهای هیدروژن و هلیوم تشکیل شده است. گازها انفجارهای بزرگی را بوجود می‌آورند وپرتوهای قویگرماو نور را تولید می‌کنند. این پرتوها از خورشید بسوی زمین می‌آیند درطول راه ، یک سوم آنها در فضا پخش می‌شوند و بقیه بصورت انرژی گرما و نور به زمینمی‌رسند. می‌دانیم که سرعت نور 300000 کیلومتر در ثانیه است. از سوی دیگر ، 8 دقیقهطول می‌کشد کهنور خورشیدبه زمین برسد. بنابراین می‌توان فاصله خورشید تا زمین را حساب کرد. در این مسیر طولانی ، مقدار زیادی از نور و گرمای خورشید از دست می‌رود، اما هماناندازه‌ای که به زمین می‌رسد، کافی است تا شرایط مناسبی برای زندگی ما و جانوران وگیاهان بوجود آید.

منبع انرژی خورشیدی
با اندازه گیری شار خورشیدی تابشی در بالای جو زمین می‌توان قدرت دریافتی کل انرژی از خورشید را محاسبه کرد. که حدود 1.8x1011 مگا وات است. البته تمام این انرژی به سطح زمین نمی‌رسد مقداریاز آن جذب لایه‌های اتمسفر می‌شود.
ماده در عالم اساساً از هیدروژن و هلیوم تشکیل شده که قسمت اعظم آن بین ستارها و کهکشانها توزیع شده است. نیروی جاذبه متقابل بین ذرات سبب تراکم گاز و گرد غبار شده و این تراکم احتراما ابر ستاره‌ایرا بوجود می آورند.
انرژی پتاسیل گرانشی سبب ازدیاد دمای داخل ستاره شده و آن هم باعث افزایش چگالی ستاره شده در نتیجه دمای داخل آن افزایش می‌یابد تا یک حالت پلاسمای خورشیدی بخود بگیرد.
در یک چنین محیطی شرایط برای همجوشی هسته‌ای مهیا می‌شود. با ترکیب دوترویم و تریتیوم مقداری انرژی آزاد می‌شود بنابراین همانطوری که گفته شد، مقدار انرژیی که از خورشید به زمین می‌رسد، بوسیله جمع کننده‌های خورشیدی کنترل کرده و برای مصارف خانگی و صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند.

امروزه، نوآوری ها، سرمایه گذاری ها، و پیشرفت های فنی و علمی فناوری هایی در زمینه انرژی خورشیدی به وجود آورده که با تولید اکتریسیته تاکید بر لزوم وجود زیرساخت ضروری الکتریکی را کاهش می دهند.

مهم ترین فناوری های موجود در زمینه انرژی خورشیدی فناوری های خورشیدی حرارتی، تمرکز انرژی خورشیدی، و فتوولتائیک هستند.

تجهیزات خورشیدی حرارتی از گرمای مستقیم خورشید استفاده کرده و از آن برای هر کاری، از گرم کردن استخرهای شنا گرفته تا تولید بخار در نیروگاه های برق استفاده می کنند.

نیروگاه هایی که انرژی خورشیدی را متمرکز می کنند با تبدیل آفتاب به حرارت های بالا توسط آینه های بزرگ و سپس انتقال انرژی این حرارت به ژنراتورهای معمولی برق تولید می کنند. این نیروگاه ها متشکل از دو بخش هستند – یکی که انرژی خورشیدی را جمع آوری و به حرارت تبدیل می کند، و دیگری که انرژی حرارتی را به الکتریسیته تبدیل می کند.

از دو شیوه حرارتی خورشیدی و تمرکز انرژی خورشیدی در سرتاسر جهان استفاده شده که این امر به رشد فناوری های تجدید شونده خورشیدی کمک می کند. اما سریع ترین روند رشد در این زمینه به فناوری فتوولتائیک مربوط می شود. این کلمه متشکل است از فتو به معنی نور و ولتائیک به معنی تولید ولتاژ.

سلول های فتوولتائیک از آفتاب سوخت می گیرند، نه از حرارت. این سلول ها که غالبا از سیلیکن نیمه هادی ساخته شده اند، نور آفتاب را مستقیما به برق تبدیل می کنند.

دن آرویزو مدیر آزمایشگاه ملی انرژی تجدید شونده وزارت انرژی ایالات متحده واقع در کلرادو می گوید، " فتوولتائیک فناوری بسیار زیباتری است. فتوولتائیک یکی از بزرگ ترین برنامه های در حال اجرای وزارت انرژی است. در واقع، بزرگ ترین برنامه ما در آزمایشگاه است."

ساده ترین سلول های فتوولتائیک نیروی مورد نیاز ساعت های مچی و ماشین حساب ها را تامین می کنند؛ سیستم های پیچیده تر با اتصال به شبکه برق، برق مورد نیاز برای پمپاژ آب، راه انداختن تجهیزات ارتباطی، روشن کردن منازل و کار کارخانه ها را تامین می کنند.

در فرایند فتوولتائیک، ذرات نور که فوتون نام داشته به داخل سلول ها نفوذ کرده و با آزاد کردن الکترون از اتم های سیلیکن جریان الکتریکی تولید می کنند. تا زمانی که تابش نور به داخل سلول در جریان باشد، الکتریسیته تولید می شود. این سلول ها الکترون های خود را مانند باتری ها تمام نمی کنند – آنها مبدل هایی بوده که یک نوع انرژی (خورشیدی) را به نوعی دیگر (جریان الکترون ها) تبدیل می کند.

سلول های فتوولتائیک معمولا در مدول هایی که هر یک از 40 سلول تشکیل شده ترکیب می شوند. ده مدول اینچنینی در یک مجموعه فتوولتائیک نصب می شود. با استفاده از این مجموعه ها می توان به اندازه یک ساختمان، یا در تعداد بیشتر به اندازه یک نیروگاه برق تولید کرد.

به گفته آرویزو، اگر چه هزینه بیشتر است، اما "در میان فناوری های خورشیدی، بیشترین فعالیت در زمینه فتوولتائیک صورت می گیرد. هزینه هر کیلووات ساعت برق تولید شده با روش فتوولتائیک 20 تا 25 سنت است. اما به دلیل شکل مدولار این فناوری، می توان آن را در سیستم های کوچک تر اجرا کرد." در مقایسه، هزینه هر کیلووات ساعت برق تولید شده با فناوری باد پنج تا شش سنت است.

چاک مک گوین، رهبر فنی در زمینه انرژی باد در موسسه تحقیقات نیروی برق که مرکز مستقل و غیر انتفاعی ای است، می گوید بخشی از دلیل گرانی فناوری خورشیدی در مقایسه با دیگر انواع فناوری های انرژی های تجدید شونده راندمان تبدیل انرژی خورشیدی به الکتریسیته است.

"راندمان تبدیل انرژی خورشیدی به الکتریسیته چیزی در حدود 10 درصد است. اگر فقط 10 درصد از انرژی به برق تبدیل می شود، پس یعنی 90 درصد دیگر آن به صورت گرما تلف می شود. در صورتی که راندمان تبدیل 20 درصد بود، مساحت سلول های خورشیدی لازم برای تولید برق با ضریب دو کاهش می یافت."

آرویزو گفت، علی رغم هزینه، یکی از مزیت های سیستم های فتوولتائیک این است که می توان از آنها در مناطق دور دست استفاده کرد. "در هر جایی که ژنراتورهای دیزلی فناوری منتخب محسوب شده، سیستم های فتوولتائیک از لحاظ هزینه در دراز مدت اغلب گزینه برتر محسوب می شوند."

سیستم های خوداتکا مستقل از شبکه برق نیرو تولید می کنند. در برخی مکان هایی که خارج از شبکه قرار داشته، حتی با فاصله نیم کیلومتر از خطوط برق، استفاده سیستم های خوداتکا فتوولتائیک می تواند از کشیدن انشعاب مقرون به صرفه تر باشد. این سیستم ها خصوصا برای مناطق دور، و از لحاظ زیست محیطی حساسی مانند پارک های ملی، کلبه ها، خانه های واقع در مناطق دور مناسب است.

در بسیاری از مناطق روستایی، از مجموعه های خورشیدی کوچک خوداتکا برای روشنایی، شارژ حصارهای برقی و پمپاژ آب برای دام ها استفاده می شود. بعضی از سیستم های مرکب انرژی خورشیدی را با انرژی باد یا دیزل ترکیب می کنند.

مزیت دیگر فناوری فتوولتائیک این است که می تواند با مصالح ساختمانی ترکیب شده و در خود ساختمان و نه فقط روی سقف جاسازی شود.

در چنین ساختمان هایی، سیستم های فتوولتائیک تبدیل به بخشی از عناصر تشکیل دهنده ساختمان می شوند.

مک گوین گفت، "شرکت ها پانل های خورشیدی ای تولید کرده که شبیه مصالح ساختمانی هستند – برای مثال توفال های شیروانی. همچنین می توان با قرار دادن لایه ای نازک [از موادی با نام آمورفوس سیلیکن] روی شیشه، پنجره های سلول های خورشیدی تولید کرد."

صنعت فتوولتائیک در سرتاسر جهان صنعت چند میلیارد دلاری ای بوده که در حال کمک کردن به رشد و توسعه فناوری خورشیدی است.

برنامه سیستم های نیروی فتوولتائیک برای مثال، موافقتنامه تحقیق و توسعه گروهی ای بوده که آژانس بین المللی انرژی از آن حمایت می کند.

این طرح از طریق شبکه ای از تیم های ملی کشورهای عضو، که شامل ایالات متحده هم می شود، فعالیت می کند. ماموریت آن "بهبود همکاری های بین المللی ای است که موجب می شوند انرژی خورشیدی فتوولتائیک در آینده نزدیک به منبع انرژی تجدید شونده مهمی مبدل گردد."

به گفته آژانس بین المللی انرژی، این طرح فرض می کند که سیستم های فتوولتائیک ساختمانی، بازار سیستم های فتوولتائیک را به تدریج از بازارهای محلی کابردهای در دور دست ها و محصولات مصرفی به سمت بازارهای گسترده تری هدایت خواهد کرد.

به منظور حمایت از این گسترش، شرکای این برنامه – 21 کشور و کمیسیون اروپا – جهت کاهش هزینه فناوری فتوولتائیک و از میان برداشتن مشکلات فنی و سایر موانع برسر راه توسعه آن، اطلاعات خود در خصوص عملکرد سیستم های فتوولتائیک، دستورالعمل های طراحی، روش های برنامه ریزی و دیگر جوانب این فناوری را به اشتراک می گذارند.

تحقیقات در آزمایشگاه ملی انرژی تجدید شونده، در حال کمک به کاهش های احتمالی در هزینه فتوولتائیک است. پیشرفت های مهم علمی شامل سازه های نانو (در سطح مولکولی) و نقطه ها و میله های کوانتوم است. اینها ذرات آنچنان کوچکی از ماده هستند که اضافه کردن یا کم کردن یک الکترون می تواند در خواص آنها تغییر ایجاد کند.

آرویزو گفت، "چون مهندسی در سطح مولکولی انجام و کارایی لازم در آنجا گرفته می شود، مفاهیم جدیدی در زمینه سازه های نانو در حال شکل گیری است [که راندمان را افزایش و هزینه را کاهش می دهد]."

برای جامعه علمی، نقطه ها و میله های کوانتوم فرصت دست یافتن به راندمان های بسیار بالایی را فراهم می کنند. راندمان های معمول در سیستم های فتوولتائیک بین 10 تا 15 درصد بوده، و این پیشرفت ها می تواند این رقم را به بیشتر از 50 برساند."

پیش بینی اینکه چنین فناوری هایی چه زمان به بازار می رسد دشوار است، اما آرویزو گفت سیستم های فتوولتائیک عملی "مطمئنا در همان چارچوب زمانی سلول های سوختی و افتصاد هیدروژنی قرار دارند."

او افزود، فناوری سازه های نانو احتمالا تا 20 سال دیگر در دسترس خواهد بود، "اما آنچه که مردم را واقعا به هیجان می آورد این واقعیت است که می توان فناوری روز را به این سیستم های پیشرفته تبدیل کرد – بدون نیاز به یک تغییر مدل جدید.
http://www.ngdir.ir/SiteLinks/Kids/Image/energy_image_fa/energy%20khorshid-aza.jpg

[boomba]

پروژه برق رساني به كمك سيستم هاي فتوولتائيك به روستاهاي دور از شبكه برق

http://74.53.124.130/~sunaorg/gal/solar-19.jpg

http://74.53.124.130/~sunaorg/gal/solar-21.jpg

http://74.53.124.130/~sunaorg/gal/solar-20.jpg


برق رسانی به روستاها از طریق فتوولتائیک

http://74.53.124.130/~sunaorg/gal/solar1.JPG

[boomba]

Uses of Solar Energy
In buildings, daylighting methods are used to optimize the use of light.
Thermal solar energy is used for heating and passive shading is used to keep heat out of buildings.
Solar heaters provide hot water for domestic and commercial uses and solar cookers can provide low cost cooking in the country.
Greenhouses lengthen the growing season of crops and thermal dryers and evaporation ponds are used to dry agricultural produce and make salt.
Solar cells are used as an energy source to power water pumps on the farm and electricity for household and commercial uses
Drivers of the rapid growth of solar PV energy installations have been the financial stimulation of Government subsidy programs in Europe and Japan and the desire of individuals and companies in the US for a clean non-polluting source of renewable energy.
Solar energy has long been the preferred power source for remote repeater stations for microwave, TV and radio, telemetry and mobile 'phones applications and remote low wattage power systems in general.
Solar energy is popular for powering marine and air navigation lights and buoys, signaling stations and lighthouses and corrosion protection systems and oil and oil and other utilities pipelines monitoring systems.
Highway lighting systems, relocatable traffic signals and moveable illuminated roadside signs are popular applications of PV power.
A great benefit of solar photovoltaic energy in remote locations is it's high level of reliability and low maintenance requirements.
Photovoltaic power provides reliable electricity solutions for properties in isolated locations where it would be more expensive to bring the grid to the property than to install a solar power system.
A very basic remote 80 watt home solar battery system may power 2 or 3 high quality low energy lamps or tubes and a low energy radio TV or computer. Other popular applications of solar power arer found in consumer product applications and in caravans and boats.

Robert McMahon

Mr Solar Energy

[boomba]

مروری بر سیستمهای فتوولتاییک مورد استفاده در معماری

نویسنده: کاوه شکوهی دهکردی (دانشجوی دکتری معماری، دانشگاه علم‌و‌صنعت ایران)

مقدمه
از دوران قدیم تامین انرژی مسئله بسیار مهمی برای جوامع بشری بوده است.درعصرحاضر با توجه به پیشرفتهای صنعتی و تکنولوژیک که جایگاه بسیار مهمی رادرزندگی روزمره انسانهادارد،اهمیت مسئله بنحو بارزتری تجلی می نماید.اما منابع رایج تولید انرژی که اکثرا تجدیدناپذیر می باشند، بنابر تحقیقات دانشمندان تا اواخرقرن21 به اتمام می رسند. لذا ازدهه های پایانی قرن20 منابع تجدیدپذیرانرژی موردتوجه خاصی قرار گرفت.ازجمله دلایل دیگر توجه به منابع نوین انرژی اثرات مخرب منابع تجدیدناپذیر (سوختهای فسیلی و ...) بر محیط زیست بود.
با توجه به دلایل فوق دانشمندان درپی کشف راههای جدید،به منابع نوین وتجدیدپذیرانرژی روی آوردند.باید اشاره کردکه انرژیهای تجدیدپذیر بنوعی بصورت مستقیم یاغیر مستقیم ازانرژی خورشید ﻧﺸﺄت می گیرندو می توان آنها را تحت نام انرژیهای خورشیدی نیز بکار بردو ویژگی بارزآنهادرنامحدود بودنشان می باشد.یادآور می شود که فرایند تولید انرژی از باد یا امواج نیز بگونه ای در ارتباط با وجود خورشید بوده و انرژی گرمایشی ترازهای زیرین زمین نیز بهمین ترتیب می باشد.
نکته مهم اینجاست که فنآوریهای عصر حاضر باید بتوانند از انرژی خورشیدی استفاده کنند.بنابراین باید بتوان انرژی خورشیدی (منابع تجدیدپذیر) را به انواع انرژی مورد استفاده تبدیل کرده و یا اینکه فن آوریها توانایی تولید انرژی مورد نیاز از خورشید را داشته باشند.
یکی از راه های مناسب برای استفاده از منابع تجدیدپذیر انرژی، سیستم فتوولتاییک می باشد.این سیستم مبتنی بر تبدیل مستقیم انرژی خورشیدی به انرژی الکتریکی است. مقاله حاضر به شرح و بررسی کلی این سیستم می پردازد.

مراحل پیشرفت سیستمهای فتوولتاییک
سیستمهای فتوولتاییک،سیستمهای انرژی زایی هستند که بدون بهره گیری از مکانیزمهای متحرک و شیمیایی ازتابش نور خورشید،الکتریسیته تولید میکنند.بعبارت دیگر،این سیستمها بدون مصرف سوختهای فسیلی انرژی تمیز و قابل اطمینانی را تولید می کنند.
تحقیقات مرتبط با تکنولوژی فتوولتاییک از یکصد سال قبل آغاز شد.در سال 1873 م. "ویلوگبی اسمیت"[1] دانشمند انگلیسی به حساسیت سلنیم نسبت به نور پی برد. وی در آزمایشهای خود به این نتیجه رسید که توانایی سلنیم برای هدایت الکتریسیته با میزان تابش نور به آن رابطه ای مستقیم دارد. درسال 1880 م. "چارلز فریتس"[2] توانست که با استفاده از سلنیم اولین سلول الکتریکی خورشیدی را بسازد. این محصول بدون مصرف مواد اولیه و بدون تولید گرما و صدا، الکتریسیته تولید می کرد.اما این تحقیقات تا سال 1905 م. که "آلبرت انیشتین"[3] نظریه خود را در باب اثرفتوولتاییک ارائه کرد، راکد ماند.نظریات انیشتین تحولی در مراحل تولید الکتریسیته ایجاد نمود.اما بدلیل هزینه های بالا و بازدهی کم تولید،پیشرفتهای کندی دراین زمینه بدست می آمد.تا اینکه دراوایل سالهای1950م.،دانشمندان آزمایشگاه "بل"[4] درجریان تحقیقات خود درمورد سیستمهای ارتباطی راه دوروکشف منابع جدید انرژی به حساسیت سیلیکون،دومین عنصر فراوان روی زمین، به نور خورشید پی بردند و متوجه شدند که هنگامیکه این ماده با یک ناخالصی معینی بکار رود،در مقابل تابش نور، انرژی با ولتاژ قابل توجهی تولید می کند.در سال 1954 م. آنها اولین سلول خورشیدی سیلیکونی را با راندمان 60% تولید کردند و برای نخستین بار از این تکنولوژی درایستگاه مخابراتی روستایی درایالت جورجیا استفاده شد.درسازمان هوافضای آمریکا(ناسا) ، دانشمندان برای تولید انرژی فراوان،سبک،مطمئن و مناسب در فضای خارج از جو زمین، در اوایل 1960 سیستمی را مشتمل بر 108 سلول خورشیدی بر روی ماهواره "ونگارد"[5] نصب کردند.ازآن زمان به بعد سیستمهای فتوولتاییک بر روی بیشتر ماهواره ها و فضاپیماها بکار گرفته شد. پس ازآن سیستمهای فتوولتاییک درگستره وسیعی ازنیازها مورداستفاده قرارگرفتند.امروزه بیش از200000 باب خانه در آمریکا ازاین تکنولوژی استفاده می کنند و در سایر نقاط جهان نیز از این سیستمها در مقیاس وسیعی استفاده می شود.این روش تولید انرژی در انواع ارتباطات،آبیاری، تصفیه آب،تولید روشنایی،راهبری هوایی و دریایی و... بکار می رود.

چشم اندازها
منابع عادی سوخت (منابع تجدیدناپذیر) مشکلات زیست محیطی فراوانی را همچون افزایش گرمای زمین، بارانهای اسیدی، آلودگی آبها، افزایش سریع زباله ها، تخریب محیط زیست، اتلاف منابع طبیعی و... ایجاد کرده اند.
اما سیستمهای فتوولتاییک این پیامدهای منفی زیست محیطی راندارند.ازطرفی ماده اولیه برای ساخت مدولهای فتوولتاییک، سیلیکون است که به فراوانی در دسترس می باشد.سلولهای سیلیکونی که از 1 تن ماسه ساخته می شوند، طی دوره حیات خود، می توانند الکتریسیته ای معادل سوزاندن 500000 تن ذغالسنگ تولید نمایند.
تکنولوژی فتوولتاییک قادر به ایجاد مشاغل فراوانی می باشد. بخشی ازاین مشاغل بطور مستقیم با ساخت این سیستم مرتبط است وتعداد زیادی از مشاغل نیز بطور غیر مستقیم با آن ارتباط دارد. مثلا در ساخت شیشه و فلز، سیم کشی، فعالیت های الکتریکی، ساخت تجهیزات جانبی، ساخت و ساز معماری و ... .
دریک برآوردکلی درازای هرصدمیلیون دلارفروش محصولات فتوولتاییک3800 شغل ایجاد میشود .پیش بینی می شود که تاسال 2010 م. استفاده از انرژی خورشیدی دوبرابر شود و تاسال2030 فروش محصولات آن به مرز 100 میلیارد دلار برسد.
آنچه که گسترش استفاده ازاین سیستم را درآینده تضمین می کند،تمیزی،تجدیدپذیر بودن و قابلیت اطمینان این نوع از انرژی است.

ایمنی،سلامت و مسائل مرتبط با محیط زیست
مراحل تولید الکتریسیته در سیستم فتوولتاییک نسبت به سایر منابع معمول انرژی، ساده تروبرای محیط زیست کم ضررتر است. در فرایند فتوولتاییک، ذرات نور که فوتون نام دارند به داخل سلولها نفوذ کرده و با آزاد کردن الکترون از اتمهای سیلیکون،جریان الکتریکی تولید می کنند.تا زمانیکه تابش نور به داخل سلول در جریان باشد،الکتریسیته تولید می شود.این سلولها الکترونهای خود را مانند باتریها تمام نمی کنند.بلکه آنها مبدلهایی هستند که انرژی خورشیدی را به الکتریسیته تبدیل می کنند.تولید الکتریسیته توسط مدولهای فتوولتاییک کاملا بی خطر است.لیکن در مراحل تولید مدولهای فتوولتاییک خطراتی وجود دارد.در این مراحل تولید برخی گازهای انفجاری نظیر فسفین، دیبوران، دسیلینید هیدروژن وترکیبات کادمیوم، مواردی هستند که باید مورد توجه قرار گیرند.سازندگان این مدولها بمنظور به حداقل رساندن خطرهای مرتبط با نیروی کار و خطرات زیست محیطی تحقیقات فراوانی را انجام داده و تمهیداتی در نظر گرفته شده است. همچنین لازم است که در هنگام راه اندازی سیستمهای فتوولتاییک از تکنسین های کارآزموده و مجهز استفاده شود.

دوام اجزاء فتوولتاییک
مدت کارکرد مدولهای خورشیدی،در سالهای گذشته بطور متوسط 10 سال در نظر گرفته می شده لیکن با پیشرفتهای فنی میانگین زمان کارکرد مدولها به 25 سال رسیده است.بسیاری از اجزاء و مواد اولیه این مدولها قابل بازیافت و استفاده اند.مثلا شیشه ها،جعبه های پلاستیکی و کلافهای فلزی نصب و ... قابل استفاده مجدداند.اما بازیافت برخی از اجزا چون نیمه هادیها و ... امکانپذیر نیست.

اجزای سیستمهای فتوولتاییک

1-سلولهای فتوولتاییک
این سلولها مربعهای نازک،دیسک ها یا فیلمهایی از جنس نیمه هادی هستند که ولتاژ و جریان کافی را در زمان قرار گرفتن در معرض تابش نور خورشید،تولید می کنند.
2-مدول
مجموعه ای از سلولهای فتوولتاییک که لایه لایه در محفظه ای از شیشه قرار گرفته اند.
3-پانل
مجموعه چند مدول را پانل می گویند.
4- آرایه
تعدادی از پانلها که توسط سیم کشی های با ولتاژ معین بهم متصل شده اند، آرایه نامیده می شود.
5- کنترل کننده شارژ
تجهیزاتی هستند که ولتاژ باتریها را تنظیم و کنترل می کنند و از آسیبهای احتمالی وارد بر باتریها جلوگیری می کنند.
6- ذخیره کننده باتری (باتری بانک)
وسیله ایست که انرژی الکتریکی تولیدیDC را در خود ذخیره می کند.
7- مبدل
وسیله ایست که جریان DC را به جریان AC برای مصرف،تبدیل می کند.
8- بار DC ( (DC LOADS
ابزارآلات، موتورها و تجهیزاتی هستند که از جریان DC تغذیه می شوند.
9- بار AC ( (AC LOADS
ابزارآلات، موتورها و تجهیزاتی هستند که از جریان AC تغذیه می شوند.

انواع سیستمهای فتوولتاییک
سیستمهای فتوولتاییک انواع مختلفی دارند.ساده ترین سلول فتوولتاییک نیروی مورد نیاز ساعتهای مچی و ماشینهای حساب را تامین می کند. سیستمهای پیچیده تر با اتصال به شبکه مصرف، برق مورد نیاز منزلها،کارخانه ها و فضاهای دیگر را تامین می کنند.
بطور کلی از این سیستمها در شکلهای مختلف استفاده می شود.مثلا برخی سامانه های خانگی مجهز به باتریهای ذخیره کننده انرژی جهت استفاده در شب هستند. در برخی سیستمها از تجهیزات DC استفاده می شود و نیازی به مبدل نیست. برخی از سیستمهای دیگر نیز دارای مبدل بوده و از هردو جریانAC, DC استفاده می کنند. انواع مبدلهای فتوولتاییک بشرح زیر می باشند:

1- سیستمهای فتوولتاییک ساخته شده با باتری شارژی
فانوسهای خورشیدی و شارژرهای فتوولتاییک مورد استفاده در باتریهای رادیو،ازاین نمونه بوده و بازار فروش مناسبی دارند.دراین سیستم همه اجزاء یکپارچه شده و بجای باتریهای یکبار مصرف،از باتریهای قابل شارژ استفاده می شود.

2- سیستمهای استفاده در روز
ساده ترین و ارزانترین سیستمهای فتوولتاییک برای استفاده در روز طراحی شده اند.این سیستمها معمولا شامل مدولهایی می شوند که ابزار ذخیره سازی ندارند و مستقیما با تابش خورشید، الکتریسیته تولید می کنند.برخی فن ها،دمنده ها یا پره های توزیع انرژی حرارتی در سیستم های گرمایش آب،و نیز وسیله های استفاده کننده،از انرژی خورشیدی چون ماشینهای حساب و ساعتهای مچی از این دسته اند.

3- سیستم جریان مستقیم (DC) با باتری ذخیره
برای استفاده از سیستمهای فتوولتاییک در شب یا مواقع ابری،از سیستمهای مجهز به باتری ذخیره استفاده می شود.در تصویر شماره 2 نمونه ای از این سیستم را مشاهده می کنیم.اجزای اصلی این سیستم یک مدول فتوولتاییکPV))،کنترل کننده های شارژ،باتریهای ذخیره و سایر وسایل است.
سیستمهای با باتری ذخیره می توانند شامل وسایل کوچکی مانند چراغ قوه با یک باتری تا ابزار آلات بزرگ با تعداد زیادی باتری صنعتی باشند.
نکته مهم در مورد باتریهای شارژی آنست که باید بمنظور دوام بیشتر، بطور کامل تخلیه شوند و سپس کاملا شارژ گردند. اندازه و شکل منبع باتری باید متناسب با عملکرد ولتاژ سیستم، مقدار استفاده در شب، شرایط آب و هوایی محل و ... طراحی گردند. در برخی از این سیستمها یک کنترل کننده شارژ، طراحی شده است که از شارژ بیش از حد باتریها یا تخلیه غیرعادی آنها با قطع اتصال مدول از منبع باتری، جلوگیری می کند و این موضوع در حفظ کیفیت و دوام باتری موثر است.

(تصویر1) : سیستمهای استفاده در روز
http://www.landscape.ir/images/stories/Journal/5/5-1-1.jpg

(تصویر2) : سیستم جریان مستقیم (DC) با باتری ذخیره
http://www.landscape.ir/images/stories/Journal/5/5-1-2.jpg

4- سیستم جریان مستقیم تغذیه کننده جریان متناوب
مدولهای فتوولتاییک در اثر تابش آفتاب انرژی الکتریکی DC را تولید می کنند.اما اکثر لوازم الکتریکی به انرژی AC نیازمندند. لذا سیستمهای فتوولتاییک باید مبدلی را جهت تبدیل جریان DC به AC داشته باشند،این مبدلها انعطافپذیری سیستم را افزایش داده و تسهیلاتی را ایجاد می کنند. اما افزایش هزینه را نیز در پی دارند.

(تصویر3) : سیستم با بارهای(DC)و(AC)
http://www.landscape.ir/images/stories/Journal/5/5-1-3.jpg

5- سیستمهای متصل به شبکه برق شهری
این سیستمها به باتری ذخیره نیازی ندارند.چون خود شبکه برق عمل ذخیره سازی انرژی را انجام می دهد. انرژی اضافی تولید شده را مالک سیستم به شبکه شهری می فروشد و درصورت نیاز از شبکه شهری دریافت می کند.بر این اساس شرایطی باید فراهم شود تا خرید و فروش انرژی بین مالک و شبکه شهری امکانپذیر باشد.بدین منظور برخی از کمپانی های شبکه برق شهری کنتورهایی را به مشتریان خود می دهند که مقدار خرید و فروش الکتریسیته را معین می کند.

6- سیستمهای هیبریدی (مختلط)
اکثر مردم تمام انرژی الکتریکی مورد نیاز خود را فقط توسط سیستم فتوولتاییک تامین نمی کنند و معمولا روش دیگری از تامین انرژی را بکار می برند.
معمولترین راه در سیستمهای هیبریدی،یک موتور دیزلی یا گازی تولید کننده انرژی است که می تواند در کاهش هزینه های ابتدایی موثر باشد.در سیستمهای فتوولتاییک باید تمهیداتی را برای شرایط بد آب و هوایی در نظر گرفت.بدین منظور باید از باتریهایی استفاده کرد که به مقدار کافی بزرگ بوده و بتوانند انرژی لازم را در موقع نیاز فراهم کند.
از فواید سیستم های هیبریدی آنست که دارای حداقل دو سیستم شارژ مستقل هستند. از نمونه های این سیستم، مدولهای فتوولتاییکی است که دارای توربین های بادی می باشند. افزودن یک توربین بادی به این سیستم می تواند در مواقعی که خورشید تابش نداشته لیکن باد وزش داشته باشد، انرژی لازم تهیه شود.حتی می توان یک تولید کننده الکتریسیته را درون سیستم فتوولتاییک بادی قرار داد.این سیستم فتوولتاییک بادی تولید کننده، علاوه بر مزایای سیستمهای فتوولتاییک و تولید کننده، از منبع شارژ سوم باتریها نیز برخوردار است.

(تصویر4) : سیستمهای متصل به شبکه برق شهری
http://www.landscape.ir/images/stories/Journal/5/5-1-4.jpg

نتیجه گیری
بی تردید یکی از مهمترین فعالیتهای کشورهای پیشرفته در کاهش مصرف انرژیهای ناپاک،گسترش تکنولوژیهایی است که از منابع تجدیدپذیر و نامحدود انرژی استفاده می کنند. این موضوع تاثیر فراوانی را هم بر اقتصاد و هم بر محیط زیست در پی خواهد داشت.بدین معنی که با استفاده از منابع تجدید پذیر انرژی از پایان منابع فسیلی سوخت جلوگیری شده و مضرات زیست محیطی آنها نیز ایجاد نخواهد شد.تا زمانیکه از منابع انرژی تجدیدپذیر استفاده شود،سیستمهای فتوولتاییک یکی از بهترین راههای تولید انرژی از خورشید خواهند بود.ﺿﻤﻨﴼ بایستی به سود و زیان این سیستم نیز به شرح زیر توجه داشت.

الف- مزایای تکنولوژی فتوولتاییک
دوام:
تکنولوژی بکار رفته در ساخت مدولهای فتوولتاییک از مصالح بادوامی است.در گذشته دوام سیستمها را حدود 10 سال در نظر می گرفتند.اما با پیشرفتهای انجام شده،متوسط عمر مفید این سیستمها به 25 سال رسیده است.
هزینه های پایین حفظ و نگهداری
در سیستم منابع تجدیدناپذیر،هزینه های حمل و نقل مواد و نیروی کار بسیار بالا است.اما درسیستمهای فتوولتاییک چنین هزینه هایی در چرخه تولید وجود ندارد.زیرا سیستم به بازرسی های دوره ای و نگهداری های گهگاهی با هزینه اندک نیاز دارد.
عدم نیاز به مواد سوختی
در سیستمهای فتوولتاییک نیازی به منابع سوختی فسیلی و ... نمی باشد.بنابراین مضرات زیست محیطی ناشی از این منابع و هزینه های حمل و نقل و انبارداری آنها حذف می شود.
کاهش آلودگی صوتی
سیستمهای فتوولتاییک بدون حرکت و کاملا بی صدا بوده و آلودگی صوتی ندارد.
قابلیت نصب و راه اندازی سیستمهای فتوولتاییک در ظرفیتهای گوناگون:
با توجه به مدولهای پیش ساخته در این سیستمها می توان الکتریسیته را در مقیاسهای مختلف تولید کرد.چنانچه با سیستمهای فتوولتاییک می توان از چند میلی وات تا چندین مگاوات انرژی بدست آورد.اگر این سیستم را بصورت مدولهای کوچک و منفرد استفاده کنیم،برای نیازهای بسیارناچیز و اگر در مزرعه ای مجموعه ای از آرایشهای گسترده فتوولتاییک را بکار بریم، نیروگاهی عظیم را ایجاد کرده ایم.
عدم وابستگی به شبکه برق شهری
در مواقعی که انتقال برق شهری امکانپذیر نباشد،می توان از این سیستم ها بهره گیری کرد.زیرا بصورت مستقل الکتریسیته تولید کرده و نیازی به نگهداری فراوان ندارند.پس در مناطق دورافتاده و صعب العبور،استفاده از این سیستمها گزینه مناسبی خواهد بود.

ب- معایب تکنولوژی فتوولتاییک
1- هزینه های راه اندازی
مهمترین ایرادی که به این سیستمها وارد است،هزینه های بالای نصب و راه اندازی آنهاست.در حالیکه با نگاه کارشناسانه و دقیق،این سیستمها در درازمدت بصرفه خواهند بود.
2- وابستگی به شدت تابش خورشید
باتوجه به نیاز این سیستمها به نور خورشید،تغییرات جوی بر مقدار انرژی تولید شده در این سیستمها،موثر است.پس لازم است که این موضوع را در طراحی سیستمها مورد توجه قرار دهیم.
3- نیاز به ذخیره سازی انرژی
در بیشتر مواقع لازم است از باتریهایی بمنظور ذخیره انرژی استفاده شود که این موضوع سبب افزایش هزینه ها می شود.
4- عدم آشنایی مردم با سیستم فتوولتاییک
با توجه به نو بودن کاربرد تکنولوژی فتوولتاییک در ساختمان،تنها بخشی از مردم با امکانات و ارزشهای آن آشنا هستند و این موضوع در توسعه بازار آن تاثیر منفی دارد.

منبع : نما

[boomba]

The Rising World Demand for Energy
The world demand for energy is forecast to increase by 50% in the next 20 years according to the International Energy Agency. The IEA says it could even double or triple by the middle of this century.
Two major factors driving this growth in energy demand are (a) world population growth and (b) world economic growth.
Expert analysts say that the world population is presently growing at around 3% per year. The world population has doubled to around 6.5 billion people over the last 40 years and United Nations experts predict a world population of 9 billion by mid century.
Population growth is especially high in the Indian sub-continent, the Middle East, South East Asia, Equatorial Africa and South America creating a massively growing demand for energy in these areas.
The world economic growth required just to feed this growing population is huge and the economic growth required to raise people out of poverty and give them access to basic amenities like clean drinking water, electricity and access to basic health services is also huge.
Simple charting shows that the world's demand curve for energy resources is steeper than the world's population growth curve and a huge amount of more energy will be required to meet the predicted huge future world demand for energy and power.
As economies grow, many people become more wealthy and look to improve their lives by eating better food, acquiring better housing, buying more, better appliances and traveling more.
All of this population growth and economic growth demands more and more energy.
Where is this extra energy going to come from ?
We know that the world production has practically peaked in petroleum oil and the burning fossil fuels like coal, oil and gas is believed to be contributing to global warming.
Climate change is also changing much of the environment in many ways and is now arguably changing the nature of the planet in a negative way in many places.
The answer may be to go for renewable energy and especially Solar Energy, in particular.
Solar Energy comes from the sun and as sunlight and heat energy. Solar Energy can be converted into heating energy and electricity by thermal and photovoltaic means using a range of natural and man made techniques and devices.
Measurements indicate that there is more than enough of the sun's energy reaching the earth to power all of mankind's energy needs for the next 600 years or more.
The challenge is to harness this power as harmlessly and economically as possible for the benefit of mankind.

Robert McMahon
Mr Solar Energy

[boomba]

The World's Major Energy Source of the Future
Solar Energy is set to become one of the world's major energy sources of the future says Robert McMahon, Mr. Solar Energy.
This is because oil is running out, all fossil fuels including wood, coal, gas and oil are polluting and other renewables such as wind, hydro, waves and tidal energy have useable limits.
Nuclear energy has questions, but solar energy, from the sun, is abundantly available and can easily be scaled up or down in size to meet community or individual needs. Universities and research establishments all over the world are putting lots of effort into developing renewable energy technology and many remarkable technical breakthroughs have been made and new models, methods and devices are being tested on experimental scales.
Energy consumption falls into 3 broad categories:-
(a).. Industrial, mining, processing and construction uses now consume around 37% of the world energy production.
(b).. Transport, including motor transport, road, rail, sea and air transport consume around 20% of the world's energy and
(c).. Residential and commercial buildings, lighting, cooling, heating, water, sewage and appliances use consume around 16% of all energy produced.
The remaining 27% of energy produced goes in transmission and production losses. Around half the world's energy is generated as electricity, according to the International Energy Agency. In 2005, around 40% of the world's electricity was produced from coal. 20% came from natural gas. 16% from hydro. 15% from nuclear, 7% from oil and only 2% of the world's electricity supply came from renewable sources.
Coal is expected to remain the world's leading fuel for energy production in the medium term but the use of fossil fuels, as a source of power, is expected to gradually decline as alternative energy sources such as solar, wind and hydrogen become increasingly economically available.

Robert McMahon

[boomba]

انرژي فتو ولتائيك و بررسي جاذبيت آن براي ايران

نيروگاه‌ خورشيدي از نوع سيستم‌هاي فتوولتائيك

1- مقدمه

انرژي خورشيدي بطور رايگان و بدون هيچگونه محدوديتي در همه نقاط جهان دريافت مي‌شود. واضح‌ترين و ساده‌ترين روش استفاده از انرژي خورشيدي تبديل آن به انرژي حرارتي از طريق گردآورنده‌هاي حرارتي خورشيدي است. بنابراين قابل درك است كه بسط و توسعه اوليه سيستم‌هاي انرژي خورشيدي بر روي تأمين انرژي لازم براي گرم كردن فضاي ساختمان‌ها و تأمين آب گرم مورد نياز، متمركز شده بود. با اين حال، تبديل مستقيم نور خورشيد به الكتريسيته نظر بسياري از دانشمندان را برانگيخت، نه تنها بخاطر اينكه اين تكنولوژي مي‌توانست به طور مؤثر از سانتراله كردن سيستم‌هاي توليد برق بكاهد، بلكه همچنين توليد برق از انرژي خورشيدي با هزينه اندك و با راندمان بالا همواره از خواست‌هاي بشر بوده است.
اغلب قمرهاي مصنوعي و ماهواره‌هائي كه از دهه 1950 ميلادي تاكنون به فضا فرستاده شده‌اند، قدرت مورد نياز خود را از پانل‌هاي متشكل از سلول‌هاي خورشيدي دريافت داشته‌اند. سيستم‌هاي فتوولتائيك مي‌تواند يكي از مهمترين روش‌هائي باشد كه برق مورد نياز روستاها و مناطق دور افتاده كشور را تأمين نمياند، زيرا بدليل صعب العبور بودن اغلب اين مناطق، تغذيه آنها از طريق شبكه‌هاي سراسري برق، بسيار پرهزينه و گاه غير ممكن مي‌باشد. اگرچه هنوز هم نسبت به تكنولوژي متداول توليد برق، گران‌تر مي‌باشند ولي يكي از بهترين روش‌هائي خواهد بود كه براي توليد برق، از انرژي پايان ناپذير خورشيدي بهره مي‌گيرد. بر اساس آمارهاي موجود، در طول 5 سال گذشته، سالانه 17 درصد بر فروش محصولات سيستم‌هاي فتوولتائيك افزوده شده است. با پيشرفت تكنولوژي ساخت سيستم‌هاي فتوولتائيك، بطور مستمر از هزينه آنها كاسته شده و اميد مي‌رود در دهه 1990 توليد برق از آنها با سيستم‌هاي متداول، قابل رقابت گردد. [شبابي، شيوا و مسعود سلطان حسيني، 1376]


2- سيستم‌هاي فتوولتائيك

سيستم فتوولتائيك سيستمي است كه در آن انرژي خورشيدي مستقيماً به الكتريسيته تبديل شده و به سيستم واسطه نياز ندارد.
بطور كلي مدول‌هاي فتوولتائيك از چندين سلول خورشيدي تشكيل مي‌شوند و معمولاً داراي مساحت كمتر از يك متر مربع بوده و قادر به تأمين تواني حدود 50 تا 150 وات الكتريسيته مي‌باشند.راندمان سلول‌هاي خورشيدي عبارت است از نسبت انرژي تابيده شده به انرژي الكتريكي توليد شده که برحسب جنس سلول و طراحي آن متغير مي‌باشد.روش‌هاي افزايش راندمان سلول‌هاي خورشيدي را مي‌توان در نكات زير خلاصه نمود.
·اتصالات الكتريكي سلول‌ها چنان طراحي شوند كه حداكثر نور به نيمه هادي‌ها برسد.
·استفاده از مواد مختلف براي ايجاد ترازهاي متفاوت بصورتيكه مجموعه سلولي بوجود آمده قادر به جذب طيف‌هاي مختلف نور خورشيد بوده و به مجموعه بدست آمده دستگاه اتصال چند گانه مي‌گويند.
·استفاده ازموادي كه جذب كننده مناسبي براي نور خورشيد باشند، بدينوسيله برخورد مؤثر فوتون صورت گرفته و امكان آزادسازي الكترون حداكثر مي‌گردد.
بنابراين براي افزايش راندمان سلول فتوولتائيك راه‌هاي مختلفي وجود دارد كه با قيمت تمام شده سلول رابطه مستقيم دارد. براي مثال گاليم ارسنايد داراي راندمان بالاتري نسبت به سيليكون، براي دستگاه‌هاي تك كريستاله است و جذب كننده خوبي نيز مي باشد، اما قيمت تمام شده آن بسيار بالاتر از سلول‌هاي سليكوني است. به همين ترتيب اگرچه تك كريستاله سيليكون داراي راندمان بالاتري، حدود 10 الي 13 درصد، نسبت به، 3 الي 5 درصد، راندمان سيليكون بي‌شكل مي‌باشد اما قيمت تمام شده سيليكون بي‌شكل بسيار ارزان‌تر است.[ بررسي و تحقيق در نيروگاه‌هاي خورشيدي،1372 ]


2-1- اجزاء سيستم‌هاي فتوولتائيك

يك سيستم فتوولتائيك از اجزاء لازمي تشكيل شده است كه براي توليد قدرت الكتريكي معيني، مورد نياز مي‌باشند. اجزاي اصلي سيستم عبارتند از: (1) مدول‌ها، مدول‌هاي فتوولتائيك از سلول‌هاي خورشيدي به وجود مي‌آيند. (2) آرايه‌ها، (3) رگولاتور ولتاژ و كنترل كننده‌ها و (4) باطري ذخيره‌ساز انرژي الكتريكي.[بررسي و تحقيق در نيروگاه‌هاي خورشيدي، 1372]

2-1-1- سلول‌هاي خورشيدي

يك سلول خورشيدي[1] وسيله‌ايست كه از يك نيمه هادي با اتصال الكتريكي تشكيل شده و انرژي پرتوهاي خورشيد را جذب كرده و مستقيماً به انرژي الكتريكي
تبديل مي‌كند. جذب پرتوهاي نوري موجب آزادسازي باندهاي كووالانت كه نماينده بهم پيوستگي شيميائي اتم‌ها در نيمه هادي‌ها مي‌باشد، مي‌گردد. در اين فرآيند يونيزه شدن هر دو نوع بارهاي متحرك در يك شبكه نيمه هادي با الكترون‌هاي منفي آزاد و حفره‌هاي مثبت آزاد، توليد مي‌شوند. در نتيجه، بارهاي منفي به يك طرف و بارهاي مثبت به طرف ديگر روانه مي‌گردند. در اثر جدا شدن بارها، پتانسيل الكتريكي v در بين دو طرف قطعه نيمه هادي ايجاد مي‌شود. با گذاشتن الكترودهائي در دو طرف نيمه هادي، جريان الكتريكي I را مي‌توان توسط يك بار خارجي از آن دريافت نمود.قدرت الكتريكي P=I*V كه از اين طريق بدست مي‌آيد، به بار داده مي‌شود.
سلول‌هاي خورشيدي را بايد از فتوسل‌ها كه با استفاده از خواص رسانائي نوري مواد، ميزان شدت نور را اندازه‌گيري مي‌كنند، متمايز نمود. فتوسل‌ها نسبت به نور بسيار حساس بوده و رسانائي آنها در نتيجه تغيير بسيار جزئي شدت نور، چندين برابر تغيير مي‌كند. فتوسل‌ها در دوربين‌هاي عكاسي براي اندازه‌گيري نور مورد استفاده قرار مي‌گيرند. آنها ولتاژي ايجاد نمي‌كنند و بهمين دليل بهره‌برداري از آنها تنها با وجود باطري ممکن است.
اولين وسيله و كوچكترين واحد مستقل تمامي سيستم‌هاي فتوولتائيك، سلول خورشيدي مي‌باشد. اندازه آن مي‌تواند با توجه به كاربرد مورد نظر به نحو مطلوب انتخاب گردد. اندازه سلول از چندين ميليمتر مربع براي كاربردهاي الكترونيكي مصرفي از قبيل ماشين‌ها محاسبه جيبي، ساعت مچي و غيره تا اندازه استاندارد فعلي 10 ´ 10 سانتي متر مربع تغيير مي‌كند.
شكل سلول مربع مستطيل مي‌باشد، ولي شكل‌هاي ديگري همچون دايره، نيم دايره و يا ساير اشكال كه داراي هزينه ساخت كمتري را دربر داشته باشند، نيز توليد شده است. نكته مهم اينست كه سلول‌هاي خورشيدي را مي‌توان در شكل‌هاي فيزيكي متفاوت ساخته و توليد نمود ولي بخاطر اينكه بسيار نازك هستند، خاصيت شكنندگي پيدا كرده و در نتيجه از نظر اندازه داراي محدوديت مي‌باشند. سلول‌هاي خورشيدي از زمره دستگاه‌هاي بسيار نازك مي‌باشند. به طور مثال ضخامت سلول 3/0 ميلي متر يعني حدود ضخامت چند صفحه كاغذ معمولي مي‌باشد. در حال حاضر تحقيق و توسعه براي هرچه نازك تر ساختن سلول‌هاي خورشيدي به منظور به حداقل رساندن مصرف مواد نيمه هادي ودر نتيجه هزينه ساخت آنها، در مراكز تحقيقاتي دنيا در جريان است.
يك سلول خورشيدي از يك لايه بسيار نازك (حدود چند ميكرون) از سيليكون نوع N و لايه ضخيم‌تري از سيليكون نوع P تشكيل يافته است. اغلب سلول‌هاي خورشيدي از تك بلور سيليكون ساخته مي‌شوند، ولي از نيمه هادي‌هاي ديگر از جمله سيليكون آمورف، سيليكون چند بلوره، آرسنيد گاليم، سولفيد كادميوم و تركيبات ديگر كه از سيليكون تك بلور ارزان‌تر مي‌باشد، نيز در ساخت سلول‌هاي خورشيدي استفاده مي‌گردد. شايان ذكر است كه هرقدر ميزان خلوص سيليكون در سلول بيشتر باشد، راندمان آن هم افزايش مي‌يابد. يك سلول خورشيدي با اندازه 10 سانتي متر در 10 سانتي متر چنانچه مستقيماً در معرض تابش مستقيم خورشيد قرار گيرد، قدرتي نزديك به 5/1 ولت مي‌تواند توليد نمايد. اگرچه سليكون عنصر فراواني است و درصد زيادي از پوسته زمين را تشكيل مي‌دهد، ولي سلول‌هاي سليكوني قيمت بالائي دارند واين بخاطر فرآيند ساخت و خالص سازي سيليكون مي‌باشد.
به‌منظور طراحي سيستم‌هاي فتوولتائيك، آگاهي از مشخصات و رفتار سلول‌هاي خورشيدي مورد نياز از اهميت ويژه‌اي برخوردار مي‌باشد. با افزايش شدت تابش پرتوهاي خورشيدي، مقدار قدرت الكتريكي خروجي نيز افزايش مي‌يابد. در محاسبات هندسي معمولاً ميزان شدت تابش پرتوهاي خورشيدي بر سطح كره زمين، 1kw/m2و يا 100mw/cm2كه واحد مناسب‌تري در رابطه با سلول‌هاي كوچك خورشيدي مي‌باشد، در نظر گرفته مي‌شود. ضمناً با افزايش دما، قدرت خروجي از سلول كاهش پيدا مي‌كند. اين امر يكي از محدوديت‌هاي مهم سلول‌هاي خورشيدي بوده و بايد در طراحي كاربردهاي مختلف، مورد توجه مهندسين قرار گيرد. به منظور كاهش اين محدوديت، معمولاً از روش‌هاي متداول مهندسي براي دفع گرماي توليدي در سلول استفاده مي‌گردد. براي بهره‌وري بيشتر از سلول‌هاي خورشيدي، از متمركز كننده‌هائي كه پرتوهاي خورشيدي را برروي سلول‌ها متمركز ‌مي‌سازنند، استفاده مي‌گردد. در اين موارد دماي سلول‌ها نيز افزايش محسوسي يافته ودر نتيجه اثر معكوس بر قدرت الكتريكي خروجي خواهد داشت، لذا لازم است تا از تكنيك‌هاي دفع گرما استفاده گردد.
يكي از معيارهاي مهم توسعه و ساخت يك سلول خورشيدي به حداكثر رساندن راندمان تبديل نور خورشيد به الكتريسيته مي‌باشد. در سلول‌هاي خورشيدي مكانيزم‌هاي مختلف افت انرژي وجود دارد كه بعضي از آنها غير قابل اجتناب بوده و ذاتاً در سلول وجود دارند ولي برخي ديگر قابل كنترل مي‌باشند و مي‌توان آنها را به حداقل رسانيد و يا بكلي خذف كرد. با توجه به اين امر راندمان ايده‌آل يك سلول در حدود 30 درصد مي‌باشد. راندمان سلول‌هاي خورشيدي تجاري تحت تابش مستقيم خورشيد، در حدود 12 الي 14 درصد مي‌باشد، ولي در سطح آزمايشگاهي به راندمان‌هاي بالاتري نيز دست يافته‌اند. مثلاً راندمان سلول‌هاي خورشيدي منفرد از نوع كريستال‌هاي سيليكون به 23 درصد و راندمان سلول‌هائي كه پرتوهاي خورشيدي بر روي آنها متمركز مي‌شوند تا 32 درصد گزارش شده است.
به منظور كاهش هزينه ساخت سلول‌هاي خورشيدي كه در سطوح مسطح قرار مي‌گيرند، يك روش، توسعه و تعبيه سيستم‌هاي موثر متمركز كننده مي‌باشد. متمركز سازي پرتوهاي خورشيدي، دانسيته قدرت نور خورشيد بر روي سلول‌ها را افزايش داده و بنابراين سطح مورد نياز سلول‌هاي خورشيدي را براي توليد قدرت خروجي كاهش مي‌دهد.
سيستم‌هاي متمركز كننده بايد خورشيد را رديابي كرده تا پرتوهاي آن‌را بر روي يك خط (در مورد ردياب‌هاي يك محوره) و يا بر روي يک نقطه (در مورد ردياب‌هاي دو محوره) متمركز سازند. از آنجائيكه سيستم‌هاي متمركز كننده ردياب آفتاب تنها در مورد تابش مستقيم آفتاب كارائي دارند، بنابراين اين سيستم‌ها براي شرايط آب و هواي مناطقي كه داراي ساعات طولاني تابش مستقيم نور خورشيد مي‌باشند، مناسب هستند.
ميزان متمركز كنندگي پرتوهاي خورشيدي به واحد ”خورشيد (sun)“ سنجيده مي‌شود. هر ”خورشيد“ معادل شدت تابش 100mw/cm2بوده و بنابراين 10 خورشيد برابر با شدت تابش 1000mw/cm2 مي‌باشد.
سلول‌هاي خورشيدي متمركز شده، معمولاً با توجه به كاربردهاي مشخص از قبيل ميزان متمركز كنندگي، دماي بهره‌برداري پيش‌بيني شده، سيستم متمركز كنندگي خطي و يا نقطه‌اي و يكنواختي نورهاي متمركز شده، طراحي مي‌گردند. در اين رابطه از متمركز كننده‌هاي مختلف از قبيل آينه‌هاي سهموي، بشقاب‌هاي سهموي و غيره با توجه به ميزان متمركز سازي مورد نياز استفاده مي‌گردد.

2-1- 2- مدول‌ها

ساختار اوليه گردآوردنده‌هاي[2] پرتوهاي خورشيدي در سيستم‌هاي فتوولتائيك، مدول‌ها مي‌باشند. هر مدول فتوولتائيك از تعدادي سلول خورشيدي تشكيل
گرديده كه به طور الكتريكي بيكديگر اتصال داشته و در داخل يك قاب نگهدارنده جاسازي و محافظت مي‌گردد. يك مدول معمولاً از 20 الي 40 سلول خورشيدي كه به صورت سري و موازي بيكديگر متصل شده‌اند، ساخته مي‌شوند. تعداد سلول‌هاي مورد نياز در هر مدول با توجه به قدرت الكتريكي درخواستي، مشخص و در داخل يك قاب فلزي كه كاملاً نفوذناپذير است، قرار مي‌گيرند. در حال حاضر مدول‌هاي از نوع سلول‌هاي خورشيدي كريستال سيليكون، در ولتاژ و جريان‌هاي الكتريكي متفاوت و در اندازه‌هاي فيزيكي 200 تا 800 سانتي متر مربع ساخته‌شده است. يك مدول ميتواند متشكل از 32 سلول خورشيدي با قطر 5/7 سانتيمتري داراي مشخصات الكتريكي: ولتاژ نامي 12 ولت، جريان نامي 2/1 آمپر، قدرت پيك 18 وات، ‌باشد.
راندمان مدول‌ها با توجه به راندمان سلول‌هاي خورشيدي و برخي افت‌هاي ديگر از قبيل جاسازي سلول‌ها در سطح مدول‌ و اتصال الكتريكي آنها، حدود 7 الي 11 درصد در دماي 28 درجه سانتي گراد و شدت تابش نور خورشيد 100 mw/cm2،كه به نام شرايط استاندارد خوانده مي‌شود، مي‌باشد.


2-1-3- آرايه‌ها

آرايه‌هاي[3] فتوولتائيك عبارت از مجموعه مدول‌هاي فتوولتائيك و اسكلت نگهدارنده خود ايستائيست كه روي آن مدول‌ها به طريقي مكانيكي و الكتريكي سوار
مي‌شوند. مدول‌هاي فتوولتائيك به صورت موازي و سري بيكديگرمتصل شده تا ولتاژ و جريان الكتريكي مورد نياز سيستم را تشکيل دهند. قطعاتي كه براي تهيه تركيب نگهدارنده استفاده مي‌شود معمولاً از جنس فولاد گالوانيزه، آلومينيوم و يا چوب‌هاي مقاوم شده به طريق شيميائي مي‌باشند.
براي زيرسازي و فونداسيون آرايه‌ها معمولاً از بتن استفاده مي‌گردد. طراحي اسكلت نگهدارنده مدول‌ها بايد به نحوي انجام گيرد تا آرايه‌ها بتوانند در برابر حداكثر نيروهاي باد كه در منطقه محل استقرار پيش‌بيني مي‌شوند، مقاومت نمايند. در رابطه با بهره‌گيري از آرايه‌هاي فتوولتائيك، موارد زير بايد مدنظر قرار گيرند:




الف) استفاده از يكي از دونوع آرايه‌هاي ردياب آفتاب يا آرايه‌هاي ثابت:
انتخاب آرايه‌ها بصورت ثابت و يا ردياب[4] آفتاب از جمله مسائلي است كه طراحي سيستم‌هاي فتوولتائيك از ابتداء با آن روبروست. آرايه‌هاي ردياب به نحوي تنظيم مي‌گردند كه آرايه‌ها همواره بر خط فرضي تابش پرتوهاي خورشيد، عمود بوده و در كليه زمان‌ها بالاترين شدت تابش خورشيد را دريافت دارند. براي نيل به اين منظور، حركت بطئي زاويه‌اي آرايه‌ها، بايد توسط مكانيزم‌هاي متحرك كنترل شوند. اين آرايه‌ها معمولاً نسبت به آرايه‌هاي ثابت از پيچيدگي بيشتري برخوردار مي‌باشند. آرايه‌هاي ثابت معمولاً در جهت شرقي- غربي نصب مي‌شوندو از نظر مكانيكي ساده‌تر از آرايه‌هاي ردياب مي‌باشند.
براساس مطالعات و آزمايش‌هائي كه انجام گرفته، پيش‌بيني مي‌گردد كه آرايه‌هاي ردياب بالغ بر 30 درصد بيشتز ار آرايه‌هاي ثابت انرژي الكتريكي توليد كنند. گرچه اين مطالعات بر روي تعداد كمي از سلول‌هاي خورشيدي انجام گرفته ولي احتمالاً نتايج حاصله مستقل از اندازه آرايه‌ها مي‌باشد. بنابراين در طراحي سيستم‌هاي فتوولتائيك بايد درنظر داشت كه بكارگيري مكانيزم‌هاي متحرك و كنترل آنها در آرايه‌هاي ردياب و يا افزايش تعداد آرايه‌هاي ثابت به منظور توليد همان مقدار انرژي الكتريكي، كدام يك مقرون به صرفه است. با توجه به كاهش روز افزون هزينه ساخت سلول‌هاي خورشيدي و نظر به ساده‌تر بودن آرايه‌هاي ثابت، به نظر مي‌رسد بكارگيري آرايه‌هاي ثابت و افزودن بر تعداد مدول‌هاي خورشيدي، لاجرم مفيدتر و اقتصادي‌تر خواهد بود.
ب) طراحي آرايه‌ها:
طراحي آرايه‌ها به دو صورت زير انجام مي‌گردد:
1ـ آرايه‌هاي مسطح[5] كه در آنها سلول‌هاي خورشيدي با استفاده از مواد مناسب و معمولاً غير شكننده، بيكديگر متصل مي‌گردند.
2ـ آرايه‌هاي متمركزكننده[6] كه در آنها با استفاده از روش‌هاي مناسبي از جمله عدسي‌ها، آينه‌هاي سهموي و غيره، پرتوهاي خورشيدي بر روي سلول‌هاي فتوولتائيك متمركز مي‌گردد.
در حال حاضر استفاده از آرايه‌هاي مسطح نسبت به آرايه‌هاي متمركز كننده رواج بيشتري دارد ولي تحقيق در كاربرد آرايه‌هاي متمركز كننده و افزايش بهره وري آنها در مراكز تحقيقاتي دنيا در حال پيگيري است.

2-1-4- اسكلت نگهدارنده آرايه‌ها

به‌منظور طراحي اقتصادي سيستم‌هاي توليد قدرت فتوولتائيك، انتخاب اسكلت[7] مناسب نگهدارنده آرايه‌ها بسيار حائز اهميت مي‌باشد. در اين راستا مطالعات و
تحقيقات گسترده‌اي صورت گرفته و نگهدارنده‌هاي مختلفي در تأسيسات گوناگون مورد آزمايش قرار گرفته‌اند.


2-1-5- اينورترها


نظر به اينكه برق توليدي آرايه‌هاي فتوولتاوئيك از نوع جريان مستقيم (DC) مي‌باشد، بنابراين لازم است تا خروجي مزبور به برق با جريان غير متناوب و با ولتاژ، فركانس و فاز مناسب براي اتصال به شبكه برق و يا بار محلي، تبديل گردد. آماده سازي برق مفيد توسط دستگاهي بنام اينورتر انجام مي‌گيرد.

2-1 -6- تنظيم ولتاژ و كنترل سيستم


در صورت تغيير شدت تابش پرتوهاي خورشيدي در دماي محيط، ولتاژ خروجي از آرايه‌هاي فتوولتائيك نيز تغيير مي‌كند. بنابراين لازم است در سيستم‌هائي كه داراي ذخيره‌سازي باطري مي‌باشند. ولتاژ خروجي از آرايه‌ها تنظيم گرديده تا از شارژ شدن بيش از حد باطري جلوگيري به عمل آيد. در اين مورد از مبدل ‌يا كنورتر استفاده مي‌‌گردد.

2-1- 7- ذخيره‌سازي انرژي الكتريكي در باطري‌ها


بخاطر وجود تغيير در ميزان شدت تابش پرتوهاي خورشيدي در طول روز و در فصول مختلف، يك باطري به منظور ذخيره كردن انرژي الكتريكي توليدي توسط آرايه‌هاي فتوولتائيك و به عنوان يك عامل واسط بين آرايه‌هاي خورشيدي و مصرف كننده انرژي الكتريكي براي بهره‌وري بيشتر مورد نياز مي‌باشد. يك سيستم فتوولتائيك خورشيدي، در طول روز كه تابش خورشيد وجود دارد، پرتوهاي خورشيدي را گردآورده و به انرژي الکتريکي تبديل مي کند، ولي زمانيکه انرژي خورشيدي در حد اعلاي خود موجود مي‌باشد، بندرت اتفاق مي‌افتد كه دقيقاً منطبق با زماني باشد كه به انرژي الكتريكي نيز نياز وافر باشد. پديدار گشتن ابرها در آسمان نيز براي سيستم‌هاي فتوولتائيك مشكل ايجاد مي‌كند و چنانچه ابري بودن آسمان چندين روز به درازا بكشد، انرژي الكتريكي در مقايسه با روزهاي صاف آفتابي كه خورشيد شدت تابش بالائي دارد، ميزان قابل ملاحظه‌اي كاهش پيدا خواهد كرد. واضح است در چنين روزهائي مي‌توان از انرژي‌اي كه در روزهاي صاف آفتابي توليد و ذخيره شده‌، استفاده كرده و انرژي الكتريكي متمركزي را توليد نمود بنابراين، اضافه كردن تجهيزات ذخيره‌سازي در سيستم‌هاي فتوولتائيك مي‌تواند موجب افزايش قابليت اعتماد سيستم براي تأمين مستمر انرژي الكتريكي گردد.معمولاً براي ذخيره‌سازي برق توليدي در سيتم‌هاي فتوولتائيك با ظرفيت 3 كيلووات به بالا از باطري استفاده مي‌گردد ولي برخي از سيستم‌هاي كوچك‌تر مانند پمپ‌كننده‌هاي كوچك، بدون ذخيره سازي باطري طراحي مي‌شوند.

2-2- كاربردهاي سيستم‌هاي فتوولتائيك


امروزه سيستم‌هاي فتوولتائيك فراواني وجود دارند كه با توجه به كاربردهاي آنها از نظر اقتصادي مقرون به صرفه مي‌باشند. سيستم‌هاي توليد قدرت فتوولتائيك ثابت كرده‌اند كه قابل اعتماد بوده و با توجه به تجربياتي كه بدست آمده، چه از نظر بهره برداري و چه از نظر هزينه سرويس و نگهداري، توجيه پذير مي‌باشند. براساس مطالعات و بررسي‌هائي كه دپارتمان انرژي آمريكا (DOE) به عمل آورده، احداث يك سيستم فتوولتائيك براي توليد برق، اغلب بسيار ارزان‌تر از تأمين برق مزبور با كشيدن خط جديدي از شبكه سراسري و نگهداري آن‌ است. [حاج سقطي، اصغر، 1376]

2-2-1-كاربردهاي مستقل خود اتكاء براي مناطق دوردست


بيشترين سيستم‌هاي فتوولتائيك كه امروزه در نقاط مختلف دنيا به فروش مي‌رسند براي توليد قدرت در نقاط دور افتاده، مستقل از شبكه سراسري و يا براي كاربردهاي خود اتكاء مانند مخابرات، سرد نگهداشتن واكسن‌ها، روشنائي چراغ‌هاي راهنمائي، شارژ كردن باطري‌ها و پمپاژ آب، طراحي شده‌اند.
اين سيستم‌ها معمولاً از اجزائي كه در شكل (3-1) نشان داده شده است تشكيل يافته‌اند. طراحي اين سيستم‌ها بسيار ساده بوده و هر يك از اجزاء آنرا مي‌توان با توجه بهخواست‌ها و نيازهاي كاربر محاسبه كرده و اندازه مورد نياز را تعيين نمود. تكنولوژي ساخت، نصب، ارتباط سيستمي، بهره برداري و تعيين ميزان انرژي اين سيستم‌ها كاملاً مشخص مي‌باشد. بر اساس تجربياتي كه از بيش از 2700 سيستم فتوولتائيك در 45 كشور از 5 نوع كاربرد مختلف از قبيل پمپاژ آب، مخابرات، سرد كردن واكسن‌ها، روشنائي و تأمين برق منازل و سيستم‌هاي با كاربردهاي چند گانه، بدست آمده، نشان داده است كه اين سيستم‌ها، كاملاً مورد قبول كاربران قرار گرفته‌اند.




[1] Solar cell


[2] Collectors


[3] Arrays


[4] Tracer


[5] Flat arrays


[6] Intenser arrays


[7] Frame
__________________

[boomba]

ساخت بزرگترین نیروگاه انرژی خورشیدی دنیا در استرالیا

نخست وزیر استرالیا از ساخت بزرگترین ایستگاه انرژی خورشیدی دنیا در این کشور خبر داد.

]
استرالیا برای این نیروگاه 1000 مگاواتی، 4/1 میلیارد دلار استرالیا (05/1 میلیارد دلار آمریکا) سرمایه گذاری می‏کند.
کوین راد، نخشت وزیر استرالیا گفت که این نیروگاه سه برابر بیشتر از بزرگترین نیروگاه برق خورشیدی کنونی جهان که در کالیفرنیا است، برق تولید خواهد کرد.
هدف از این پروژه، بهره گیری از انرژی خورشید در استرالیا است که از آن به عنوان بزرگترین منبع طبیعی این کشور یاد می‏شود.
استرالیا قصد دارد با کمک این پروژه، به کشور پیشرویی در زمینه انرژی قابل جایگزین تبدیل بشود.
سرمایه گذاری 4/1 میلیارد دلاری این پروژه، بخشی از برنامه 65/4 دلار برنامه انرژی پاک دولت استرالیا محسوب می‏شود.

[boomba]

آغاز به کار بزرگ ترین نیروگاه انرژی خورشیدی در اسپانیا زیر چتر خورشید

http://farm1.static.flickr.com/192/485971512_18e3eb8069.jpg

نیروگاه بزرگ انرژی خورشیدی جهان با نام برج انرژی خورشیدی PS20 که در نزدیکی سویل اسپانیا قرار دارد به تازگی کارش را آغاز کرد. ظرفیت تولید این نیروگاه 20 مگاوات است و می تواند با این مقدار انرژی برق مصرفی 10 هزار خانه را فراهم کند

به گفته کارشناسان تولید انرژی این نیروگاه در دوره سه روزه تولید آزمایشی حتی از مقدار پیش بینی شده نیز بیشتر بود و به این ترتیب توانست بر این نظریه که انرژی خورشیدی مزیت های فراوانی برای تامین انرژی دارد، مهر تایید بزند.
سانتیاگو سیگه مدیرعامل این نیروگاه می گوید؛ «تولید انرژی بیش از مقدار پیش بینی شده در مرحله آزمایش اهمیت بسیار دارد. ما با دستاوردهای فناورانه و همچنین تجربه توانستیم در ساخت برج های خورشیدی گام بزرگی به پیش برداریم.»

http://www.ens-newswire.com/ens/apr2009/20090430_ps20.jpg

نیروگاه انرژی خورشیدی PS20 که دومین نیروگاه بزرگ تجاری در حال کار جهان است، نسبت به PS10 که اولین نیروگاه تجاری است، از لحاظ فناوری مزیت های بسیاری دارد.
گفتنی است برج انرژی خورشیدی PS10 که در نزدیکی شهر آفتابی سویل در جنوب اسپانیا واقع است، 11 مگاوات انرژی تولید می کند. این نیروگاه 624 آینه بزرگ متحرک دارد که به آنها هلیوستات می گویند. این آینه ها موتوری دارند که آنها را همیشه رو به خورشید نگه می دارد.
ظرفیت تولید PS20 دو برابر نیروگاه قبلی است. بازده گیرنده های این نیروگاه بیشتر است. سیستم های مدیریت و کاربری آن نیز نسبت به PS10 پیشرفته تر است و سیستم ذخیره انرژی حرارتی بهتری دارد.
نیروگاه PS20 از یک میدان خورشیدی تشکیل شده است که 1255 آینه هلیوستات دارد. سطح هر هلیوستات 120 مترمربع است که نور خورشید رسیده به آن را به سمت گیرنده ها بازتاب می دهد. این گیرنده ها در ارتفاع 162 متری برج نصب شده است. این انرژی خورشیدی که از بازتاب نور خورشید در 1255 آینه حاصل می شود، در یک نقطه متمرکز می شود، آب را بخار می کند و بخار آب با چرخاندن توربین انرژی تولید می کند.
با آغاز به کار PS20 از انتشار حدود 12 هزار تن گاز گلخانه یی کربن دی اکسید جلوگیری می شود. در صورت استفاده از سوخت های فسیلی برای تولید انرژی، این مقدار گاز گلخانه یی در هر سال تولید می شود. قرار است این نیروگاه تا سال 2013 با استفاده از روش های مختلف از جمله فناوری برج خورشیدی، ناوه های خورشیدی، فناوری سلول های فتوولتایی و... 300 مگاوات انرژی تولید کند. در این صورت برق مصرفی 153 هزار خانه تامین می شود و از انتشار 185 هزار تن کربن دی اکسید در هر سال پیشگیری می شود. به گفته کارشناسان، این نیروگاه می تواند در دوره فعالیت خود از انتشار چهار میلیون تن گاز گلخانه یی جلوگیری کند. نیروگاه در زمینی به مساحت 800 هکتار و هزینه یی حدود 2/1 میلیارد یورو ساخته شده است و می تواند برای 300 نفر شغل دائم ایجاد کند. شرکت سازنده این نیروگاه علاوه بر ساخت نیروگاه در اسپانیا در الجزیره، مراکش و ایالات متحده نیز نیروگاه هایی می سازد.
شرکت سازنده این نیروگاه پیش از این نیروگاه برنده دو طرح پژوهش و توسعه در حوزه متمرکزسازی نیروی خورشیدی شده است. مبلغ کل این جایزه 14 میلیون دلار و حامی مالی آن دپارتمان انرژی امریکاست.
شرکت سازنده این نیروگاه قصد دارد در یکی از این طرح ها فناوری های تازه برای کاهش قیمت 20 تا 25 درصدی ذخیره انرژی حرارتی در سیستم های متمرکزکننده، انرژی خورشیدی در ناوه های سهمی شکل ارائه دهد. این شرکت پیش از این نیز در دسامبر 2007، برنده سه مناقصه دپارتمان انرژی برای ابداع ناوه های سهمی شکل کاراتر شده بود. این شرکت در مناقصه سهمی شکل سوم خود، به پژوهش در مورد فناوری های نو، برای تلفیق سیستم های ذخیره انرژی گرمایی با سیستم های برج انرژی می پردازد.
سیگه می گوید؛ «با توجه به تلاش های صورت گرفته در دو سوی اقیانوس اطلس می توانیم هرروزه راه حل های جدیدی برای تامین انرژی عرضه کنیم که تمیزتر و کاراتر باشد.»

http://www.thestartup.eu/wp-content/uploads/2009/04/solar.jpg

مزیت های نیروگاه های خورشیدی
نیروگاه های خورشیدی علاوه بر آنکه با استفاده از یک منبع انرژی رایگان و دائم (خورشید) انرژی فراهم می کنند، مشکلات متداول در دیگر نیروگاه های معمول (همانند نیروگاه های هسته یی یا سوخت های فسیلی) را نیز ندارند. در ادامه به مهم ترین مزیت های نیروگاه های خورشیدی نگاهی داریم.
1- تولید انرژی بدون مصرف سوخت؛ نیروگاه های خورشیدی برخلاف نیروگاه های فسیلی (که نفت می سوزانند و قیمت برق تابع قیمت نفت و در نتیجه متغیر است) از انرژی رایگان خورشیدی استفاده می کنند و در نتیجه بهای انرژی تولیدشده عددی ثابت است.
2- حفظ محیط زیست؛ نیروگاه های فسیلی با مصرف نفت و گاز یا زغال سنگ هوا و محیط اطراف خود را به شدت آلوده می کنند. نیروگاه های اتمی نیز به رغم داشتن مزیت های بسیار زباله های هسته یی تولید می کنند که بسیار خطرناک هستند و دفع آن بسیار دشوار و هزینه بر است، اما نیروگاه های خورشیدی هیچ گونه آلودگی ندارند و از این لحاظ با محیط زیست سازگارند.
3- امکان ساخت نیروگاه های کوچک و منطقه یی؛ نیروگاه های متداول به خطوط انتقال برق فشار قوی نیاز دارند که با توجه به طولانی بودن مسیر، هزینه های زیادی برای احداث این گونه شبکه ها مصرف می شود، اما نیروگاه های خورشیدی هم می توانند برق منطقه یی کوچک را تامین کنند و هم به شبکه برق سراسری متصل شوند.
4- عمر نیروگاه های فسیلی به دلیل استهلاک زیاد، کم است و بین 15 تا 30 برآورد می شود، اما نیروگاه های خورشیدی به دلایل فنی از جمله کم بودن استهلاک طول عمر زیادی دارند.
5- عدم نیاز به متخصص؛ نیروگاه های فسیلی و اتمی به متخصصانی در رده های بالا نیاز دارند و در عین حال باید پیوسته از آنها مراقبت کرد، اما نیروگاه های خورشیدی چندان به متخصص نیاز ندارد و می توان از آنها در حإإالت خودکار استفاده کرد.
علاوه بر موارد نامبرده شده برای استفاده از انرژی خورشیدی در نیروگاه های خورشیدی، انرژی خورشید کاربردهای غیرنیروگاهی بسیاری دارد که از بین آنها می توان به ساخت آبگرمکن های خورشیدی، حمام های خورشیدی، آب شیرین کن های خورشیدی، خشک کن های خورشیدی، اجاق و کوره های خورشیدی و خانه های خورشیدی (گرمایش و سرمایش و تهویه مطبوع ساختمان ها) اشاره کرد. با توجه به اینکه کشور ما نیز در منطقه یی از جهان واقع شده که در طول سال انرژی خورشیدی در آن فراوان است، امید می رود استفاده از این فناوری در ایران نیز گسترش یابد.

اعتماد ۳ خرداد ۱۳۸۸ ۱۲:۰۹

http://www.abengoasolar.com/sites/solar/resources/images/tec37.jpg

http://thefraserdomain.typepad.com/energy/images/2007/03/13/nevada_one_aerial.jpg

http://www.treehugger.com/spain_solar_cemetery2.jpg

[boomba]

انرژی های نو


طبق آمارهای به ثبت رسیده طی 30 سال گذشته احتیاجات انرژی جهان به مقدار قابل ملاحظه ای افزایش یافته است. در سال 1960 مصرف انرژی جهان معادل 3/3Gtoe بوده است.در سال 1990 این رقم به 8/8Gtoe بالغ گردید ، که دارای رشد متوسط سالانه 3/3 درصد می باشد و در مجموع 166 در صد افزایش نشان می دهد و در حال حاضر مصرف انرژی جهان 10Gtoe/Year بوده و پیش بینی می شود این رقم در سالهای 2010 و 2020 به 12 و 14 Gtoe/Year افزایش یابد . این ارقام نشان می دهند که میزان مصرف انرژی جهان در قرن آینده بالا می باشد و بالطبع این سوال مهم مطرح می باشد که آیا منابع انرژی های فسیلی در قرنهای آینده، جوابگوی نیاز انرژی جهان برای بقا، تکامل و توسعه خواهند بودیا خیر؟

حداقل به دو دلیل عمده پاسخ این سوال منفی است و باید منابع جدید انرژی را جایگزین این منابع نمود. این دلایل عبارتند از:

محدودیت و در عین حال مرغوبیت انرژی های فسیلی چرا که این سوختها از نوع انرژی شیمیایی متمرکز بوده و مسلماً کاربردهای بهتر از احتراق دارند.
مسایل و مشکلات زیست محیطی بطوری که امروزه حفظ سلامت اتمسفر از مهمترین پیش شرطهای توسعه اقتصادی پایدار جهانی به شمار می آید. از این رو است که دهه های آینده بعنوان سالهای تلاش مشترک جامعه انسانی برای کنترل انتشار کربن، کنترل محیط زیست و در واقع تلاش برای تداوم انسان بر روی کره زمین خواهد بود
بنابراین استفاده از منابع جدید انرژی به جای منابع فسیلی امری الزامی است. سیستمهای جدید انرژی در آینده باید متکی به تغییرات ساختاری و بنیادی باشد که در آن منابع انرژی بدون کربن نظیر انرژی خورشیدی و بادی و زمین گرمایی و کربن خنثی مانند انرژی بیوماس مورد استفاده قرار می گیرند. بدون تردید انرژی های تجدیدپذیر با توجه به سادگی فن آوریشان در مقابل فن آوری انرژی هسته ای از یک طرف و نیز بدلیل عدم ایجاد مشکلاتی نظیر زباله های اتمی از طرف دیگر نقش مهمی در سیستمهای جدید انرژی در جهان ایفا می کنند. در هر حال باید اذعان داشت که در عمل عوامل متعددی بویژه هزینه اولیه و قیمت تمام شده بالا، عدم سرمایه گذاری کافی برای بومی نمودن و بهبود کارآیی تکنولوژیهای مربوطه ، به حساب نیامدن هزینه های خارجی در معادلات اقتصادی، نبود سیاستهای حمایتی در سطح جهانی، منطقه ای و محلی، نفوذ و توسعه انرژی های نو را بسیار کند و محدود ساخته است. ولی پژوهشگران و صنعتگران همواره تلاش خود را جهت رفع این مشکلات مبذول می دارند.
بطور کلی عمده فعالیتهای مربوط به احداث پایلوتهای سازگار با محیط زیست با بکار بردن منابع انرژی های تجدیدپذیر و اجرای پروژه های مهندسی و انجام خدمات مشاوره ای و مدیریت بر طرحها، در چهار بخش ذیل متمرکز شده است:

• انرژی های خورشیدی
• انرژی باد و امواج
• انرژی زمین گرمایی
• فن آوری هیدروژن، پیل سوختی و زیست توده

که در اینجا به توضیح اجمالی هر یک می پردازیم:

1- انرژی خورشیدی
جالب است بدانید که تابش خورشید بزرگترین منبع تجدید پذیر انرژی روی کره زمین می باشد و اگر فقط یک درصد از صحراهای جهان با نیروگاه های حرارتی خورشیدی به کار گرفته شوند، همین مقدار برای تولید برق سالانه مورد تقاضای جهان کافی خواهد بود.
برای سود جستن از انرژی خورشیدی دو راه وجود دارد :
استفاده مستقیم از نور خورشیدو تبدیل آن به الکتریسیته از طریق سلولهای فتوولتائیک
استفاده مستقیم از انرژی خورشیدی و تبدیل آن به انواع انرژی های دیگر و یا استفاده مستقیم از آن (کاربردهای نیروگاهی و غیر نیروگاهی خورشیدی)
یک نیروگاه خورشیدی شامل تاسیساتی است که انرژی تابشی خورشید را جمع کرده و با متمرکز کردن آن، درجه حرارتهای بالا ایجاد می کند. انرژی جمع آوری شده از طریق مبدلهای حرارتی، توربین ژنراتورها و یا موتورهای بخار به انرژی الکتریکی تبدیل خواهد شد. نیروگاه های خورشیدی بر اساس نوع متمرکز کننده ها به سه دسته تقسیم می شوند:

نیروگاه سهموی خطی (Parabolic Trough Collectors)
نیروگاه دریافت کننده مرکزی(C.R.S)
نیروگاه دیش استرلینگ( این تکنولوژی در نیروگاه های خورشیدی مورد استفاده کمتری دارد و در کاربردهای غیر نیروگاهی بیشتر استفاده می شوند.)


http://www.sabainfo.ir/content/media/image/2007/07/346_orig.jpgنیروگاه سهموی خطی 250 کیلووات شیراز


از انرژی حرارتی خورشید علاوه بر استفاده نیروگاهی، می توان در زمینه های زیر بصورت صنعتی، تجاری و خانگی استفاده کرد:
گرمایش آب مصرفی( آب گرمکنهای خورشیدی برای منارل، ساختمانها، کارخانجات و استخرها)
گرمایش فضای داخلی ساختمانها
سرمایش فضای داخلی ساختمانها و یخچالهای خورشیدی
آب شیرین کنهای خورشیدی (در اندازه های خانگی و صنعتی)
خشک کنهای خورشیدی ( برای خشک کردن مواد غذایی و محصولات کشاورزی)
خوراک پزهای خورشیدی

2- انرژی باد و امواج
به منظور شناخت دقیق محدودیتها، موانع و امکانات موجود در جهت استفاده از منابع انرژی در کشور، ضرورری است .میزان بهره برداری از پتانسیلهای موجود انرژی و روند تحولات حاملهای انرژیهای تجدیدپذیر در کشور نیز به روش علمی و دقیق محاسبه و ارزیابی گردد.
کشور ایران از لحاظ منابع مختلف انرژی یکی از غنی ترین کشورهای جهان محسوب می گردد، چرا که از یک سو دارای منابع گسترده سوختهای فسیلی و تجدید ناپذیر نظیر نفت و گاز است و از سوی دیگر دارای پتانسیل فراوان انرژیهای تجدید پذیر از جمله باد می باشد.
با توسعه نگرشهای زیست محیطی وراهبردهای صرفه جویانه در بهره برداری از منابع انرژیهای تجدید ناپذیر، استفاده از انرژی باد در مقایسه با سایر منابع انرژی مطرح در بسیاری از کشورهای جهان رو به فزونی گذاشته است. استفاده از تکنولوژی توربینهای بادی به دلایل زیر می تواندیک انتخاب مناسب در مقایسه با سایر منابع انرژی تجدید پذیر باشد.
قیمت پایین توربینهای برق بادی در مقایسه با دیگر صور انرژیهای نو

کمک در جهت ایجاد اشتغال در کشور
عدم آلودگی محیط زیست در کشورهای پیشرفته نظیر آلمان، دانمارک، آمریکا،اسپانیا، انگلستان، و بسیاری کشورهای دیگر، توربینهای بادی بزرگ و کوچک ساخته شده است و برنامه هایی نیز جهت ادامه پژوهشها و استفاده بیشتر از انرژی باد جهت تولید برق در واحدهایی با توان چند مگاواتی مورد مطالعه می باشد.
در ایران نیز با توجه به وجود مناطق بادخیز طراحی و ساخت آسیابهای بادی از 2000 سال پیش از میلاد مسیح رایج بوده و هم اکنون نیز بستر مناسبی جهت گسترش بهره برداری از توربینهای بادی فراهم می باشد.مولدهای برق بادی می تواند جایگزین مناسبی برای نیروگاه های گازی و بخاری باشند. مطالعات و محاسبات انجام شده در زمینه تخمین پتانسیل انرژی باد در ایران نشان داده اند که تنها در 26 منطقه از کشور( شامل بیش از 45 سایت مناسب) میزان ظرفیت اسمی سایتها، با در نظر گرفتن یک راندمان کلی 33%، در حدود 6500 مگاوات می باشد و این در شرایطی است که ظرفیت اسمی کل نیروگاه های برق کشور، (در حال حاضر) 34000 مگاوات می باشد. در توربینهای بادی، انرژی جنبشی باد به انرژی مکانیکی و سپس به انرژی الکتریکی تبدیل می گردد.
استفاده فنی از انرژی باد وقتی ممکن است که متوسط سرعت باد در محدوده 5/ الی 25/ باشد. پتانسیل قابل بهره برداری انرژی باد در جهان 110 اگاژول (هر اگاژول معادی 1018ژول) برآورد گردیده است که از این مقدار 40 مگاوات ظرفیت نصب شده تا اواخر سال 2003 میلادی(1382 ه.ش.) در جهان می باشد.
از مزایای استفاده از این انرژی عدم نیاز توربین بادی به سوخت، تامین بخشی از تقاضاهای انرژی برق، کمتر بودن نسبی انرژی باد نسبت به انرژی فسیلی در بلند مدت، تنوع بخشیدن به منابع انرژی و ایجاد سیستم پایدار انرژی، قدرت مانور زیاد در بهره برداری( از چند وات تا چندین مگاوات) ، عدم نیاز به آب و نداشتن آلودگی محیط زیست می باشد.

http://www.sabainfo.ir/content/media/image/2007/07/347_orig.jpg
توربین 600 کیلو وات واقع در روستای بابائیان منجیل


توربینهای بادی کوچک
از توربینهای بادی کوچک جهت تامین برق جزیره های مصرف و یا مناطقی که تامین برق از طریق شبکه سراسری برق مشکل می باشد استفاده می شود. این توربینها تا قدرت 10 کیلووات توان تولید برق را دارا می باشند.

توربینهای بادی متوسط
عموماً تولید این توربینها بین 250-10 کیلووات است. از این توربینها جهت تامین مصارف مسکونی، تجاری، صنعتی و کشاورزی استفاده می شود.

توربینهای بادی بزرگ( مزارع بادی)

این نوع توربینها معمولاً شامل چند توربین بادی متمرکز با توان تولیدی 250 کیلووات به بالا می باشند که به صورت متصل به شبکه و یا جدا از شبکه طراحی می گردند.

3- انرژی زمین گرمایی

مرکز زمین( به عمق تقریبی 6400 کیلومتر)که در حدود 4000 درجه سانتیگراد حرارت دارد، به عنوان یک منبع حرارتی عمل نموده و موجب تشکیل و پیدایش مواد مذاب با درجه حرارت 650 تا 1200 درجه سانتیگراد در اعماق 80 تا 100 کیلومتری از سطح زمین می گردد. بطورمیانگین میزان انتشار این حرارت از سطح زمین که فرایندی مستمر است معادل 82 میلی وات در واحد سطح است که با در نظر گرفتن مساحت کل سطح زمین(10*1/5 متر مربع) ، مجموع کل اتلاف حرارت از سطح آن، برابر با 42 ملیون مگاوات است. در واقع این میزان حرارت غیر عادی، عامل اصلی پدیده های زمین شناسی از جمله فعالیتهای آتشفشانی، ایجاد زمین لرزه ها، پیدایش رشته کوه ها( فعالیتهای کوه زایی) و همچنین جابجایی صفحات تکتونیکی می باشد که کره زمین را به یک سیستم دینامیک تبدیل نموده و پیوسته آن را تحت تغییرات گوناگون قرار می دهد.
امروزه با بهره گیری از فنآوریهای موجود، تنها بخش کوچکی از این منبع سرشار مهار شده و بطور اقتصادی قابل بهره برداری است.
بنابراین انرژی زمین گرمایی، همان انرژی حرارتی قابل استحصال از پوسته جامد زمین است. انرژی زمین گرمایی بر خلاف سایر انرژی های تجدیدپذیر منشاء یک انرژی پایدار با فاکتور دسترسی 100% است که بطور شبانه روزی در طول سال قابل بهره برداری است.


http://www.sabainfo.ir/content/media/image/2007/07/348_orig.jpgخروج بخار از یک چاه زمین گرمایی


از انرژی زمین گرمایی در دو بخش کاربردهای نیروگاهی( غیر مستقیم) و غیر نیروگاهی ( مستقیم) استفاده می شود. تولید برق از منابع زمین گرمایی هم اکنون در22 کشور جهان صورت میگیرد که مجموع قدرت اسمی کل نیروگاههای تولید برق از این انرژی بیش از 8000 مگاوات می باشد. این در حالی است که بیش از 64 کشور جهان نیز با مجموع ظرفیت نصب شده بیش از 15000 مگاوات حرارتی از این منبع انرژی در کاربردهای غیر نیروگاهی بهره برداری می نمایند.

نیروگاه زمین گرمایی تبخیر آنی

در این نیروگاه ها سیالی که معمولاً به حالت دوفاز مایع و بخار از اعماق زمین واز طریق چاه های زمین گرمایی استخراج می شود به مخزن جدا کننده هدایت شده و بدینوسیله فاز بخار از فاز مایع جدا می شود.بخار جدا شده وارد توربین شده و باعث چرخش پره های توربین می شود.پره ها نیز به نوبه خود محور توربین و در نتیجه محور ژنراتور رابه حرکت وا می دارند که باعث بوجود آمدن قطبهای مثبت و منفی در ژنراتور شده و در نتیجه برق تولید می شود.

نیروگاه زمین گرمایی با چرخه دو مداره(باینری)

در این نوع نیروگاه ها نیاز به مخزن جداکننده در تجهیزات نیروگاه وجود ندارد زیراآب گرم استخراج شده وارد مبدل حرارتی شده و حرارت خود را به سیال عامل دیگری که معمولاً ایزوپنتان می باشد و نقطه جوش پایینتری نسبت به آب دارد منتقل میکند. در این فرآیند ایزوپنتان به بخار تبدیل شده و به توربین منتقل می شود که در اینجا توربین و ژنراتور طبق توضیحات فوق می توانند برق تولید کنند.
از کاربردهای مستقیم انرژی زمین گرمایی میتوان به مواردی همچون احداث مراکز آب درمانی و تفریحی-توریستی ، گرمایش انواع گلخانه، احداث مراکز پرورش آبزیان و طیور، پیش گیری از یخ زدگی معابر در فصل سرما، تامین گرمایش و سرمایش ساختمانها توسط پمپهای حرارتی زمین گرمایی اشاره نمود.


4- فن آوری هیدروژن، پیل سوختی و زیست توده
مصرف گسترده و کلان انرژی حاصل از سوختهای فسیلی اگرچه رشد سریع اقتصادی جوامع پیشرفته صنعتی را به همراه داشته است اما بواسطه انتشار مواد آلاینده حاصل از احتراق و افزایش دی اکسید کربن در جو و پیامدهای آن، جهان را با تغییرات روز افزونی آماده ساخته است که افزایش دمای زمین، تغییرات آب و هوایی، بالا آمدن سطح آب دریاها و در نهایت تشدید منازعات بین المللی از جمله این پیامدها محسوب می شوند. از سوی دیگر اتمام قریب الوقوع منابع فسیلی و پیش بینی افزایش قیمتها بیش از پیش بر اهمیت و لزوم جایگزینی سیستم انرژی فعلی اهمیت دارد.
در سال 1997 میلادی کنوانسیون تغییرات آب و هوایی با هدف تثبیت غلظت گازهای گلخانه ای در اتمسفر، پروتکل کیوتو را مطرح نمود که به موجب این پروتکل کشورهای صنعتی ملزم به کاهش انتشار گازهای گلخانه ای شده اند و هدف اصلی از این کنوانسیون دستیابی به تثبیت غلظت گازهای گلخانه ای در اتمسفر تا سطحی است که مانع تداخل خطرناک فعالیتهای بشری با سیستم آب و هوایی گردد و چنین سطحی در چهارچوب زمانی مناسب قابل اجرا خواهد بود تا اکوسیستمها بطور طبیعی خود را با تغیییر آب و هوایی تطبیق دهند و اطمینان حاصل شود که امنیت غذایی تهدید نمی شود و توسعه اقتصادی بطور پایدار ایجاد می گردد. از سوی دیگر مجموعه انرژیهای تجدید پذیر روز به روز سهم بیشتری را در سیستم تامین انرژی جهان بعهده می گیرد؛ لذا در برنامه ها و سیاستهای بین المللی، نقش مهمی به منابع تجدید پذیر انرژی محول گردیده است.

http://www.sabainfo.ir/content/media/image/2007/07/349_orig.jpg

اما سازگار نمودن این منابع با سیستم فعلی مصرف انرژی جهانی هنوز با مشکلاتی همراه است که بررسی و حل آنها حجم وسیعی از تحقیقات علمی جهان را در دهه های اخیر به خود اختصاص داده است.
تقریباً همه منابع انرژی تجدید پذیر بصورت تناوبی در دسترس هستند و بخودی خود قابل حمل یا ذخیره سازی نیستند و به همین دلیل نمی توانند بصورت سوخت به ویژه در حمل و نقل مورد استفاده قرار گیرند.
سوختهای پاک دارای خواص فیزیکی و شیمیایی هستند که آنها را پاکتر از بنزین با ساختار و ترکیب فعلی در عمل احتراق می نمایند. این سوختها در حین احتراق مواد آلاینده کمتری تولید می کنند، در ضمن استفاده از این سوختها شدت افزایش و انباشته شدن دی اکسید کربن که موجب گرم شدن زمین می گردد را نیز کاهش می دهد. هیدروژن بعنوان یک سوخت پاک می تواند جایگزین مناسبی برای سایر سوختهای متداول گردد و در آینده بعنوان یک حامل انرژی مطرح گردد. فراوانی سهولت تولید از آب، مصرف تقریباً منحصر بفرد و سودمندی زیست محیطی ذاتی هیدروژن از جمله ویژگیهایی است که آنرا در مقایسه با سایر گزینه های مطرح سوختی متمایز می کند. هیدروژن را می توان با استفاده از انواع منابع انرژی اولیه تولید کرد و در تمام موارد و کاربردهای سوختهای فسیلی مورد استفاده قرار داد. هیدروژن به ویژه منابع تجدید پذیر انرژی را تکمیل می کند و آنها را در هر محل و هر زمان، بصورت مناسبی در دسترس قرار داده و در اختیار مصرف کننده می گذارد. سیستم انرژی هیدروژنی بدلیل استقلال از منابع اولیه انرژی، سیستمی دائمی، پایدار، فنا ناپذیر، فراگیر و تجدید پذیر می باشد. از اینرو پیش بینی می شود که در آینده ای نه چندان دور، تولید و مصرف هیدروژن به عنوان حامل انرژی به سراسر اقتصاد جهانی سرایت کرده و اقتصاد هیدروژن تثبیت شود.
معرفی سوختهای جایگزین و مطالعه در خصوص امکان استفاده و بهره برداری از آنها با توجه به ملاحظات فنی-اقتصادی و منابع گسترده موجود در ایران، همچنین بدلیل روند رو به رشد مصرف سوختهای مایع هیدروکربوری در کشور که هر ساله موجب ضرر و زیان هنگفت به بودجه عمومی و محیط زیست کشور می شود، از اهمیت قابل توجهی برخوردار گردیده است.


سازمان توسعه برق ایران

[boomba]

پرواز اولين هواپيماي خورشيدي به دور دنيا

http://ecoble.com/wp-content/uploads/2008/12/solar_impulse_flyout.jpg

اولين هواپيماي خورشيدي جهان قرار است در سال 2011 به دور دنيا پرواز كند.

به گزارش موج به نقل از نيويورك تايمز، هواپيماي مذكور كه فقط با انرژي خورشيدي كار مي‏كند و هيچ گونه گاز خروجي ندارد، قرار است سفر دور دنيا را در سال 2011 و طي 30 روز انجام بدهد و در طول پرواز، در هر قاره از جهان يك فرود داشته باشد.
قرار است نمونه‏اي از هواپيماي خورشيدي مذكور در26 ژوئن سال جاري (پنجم تير ماه) در حضور رسانه‏هاي مختلف و در فرودگاه دوبن دورف در نزديكي زوريخ (سوئيس) رونمايي شود.
اين هواپيما كه از 12 هزار سلول فتوالكتريك برخوردار است، داراي پهناي بالي بالغ بر 4/63 متر، يعني نزديك به پهناي بال هواپيماي ايرباس A340 است و حدود يك هزار و ششصد كيلوگرم وزن دارد كه برابر وزن يك خودرو مي‏باشد.
طبق گزارشات موجود، اين هواپيما قادر است با سرعتي بالغ بر 70 كيلومتر در ساعت پرواز كند.
اين هواپيماي خورشيدي در واقع بخشي از پروژه‏اي به همين نام است كه هدف از اجراي آن، افزايش و تقويت انرژي‏هاي پايدار در جهان و كمك به ظرفيت و آينده انرژي‏هاي پاك و انرژي خورشيدي در جهان است.

http://www.solarnavigator.net/solar_racing_events/solar_racing_events_images/Solar_Impulse_show_model_Bertrand_Piccard.jpg

http://www.swisster.ch/multimedia/images/img_traitees/2008/05/stephane_gros_solar_impulse_news_zoom.jpg

http://www.solarnavigator.net/images/solar_impulse.jpg

http://gizmodo.com/assets/resources/2007/05/solarimpulse.jpg

http://www.orbiterballoon.com/whats%20next/images/top_wing.jpg

[boomba]

انرژِی امواج و باد

http://www.suna.org.ir/suna_content/media/image/2008/11/204_orig.jpg

به منظور شناخت دقيق محدوديتها، موانع و امکانات موجود در جهت استفاده از منابع انرژي در کشور، ضرورري است. ميزان بهره برداري از پتانسيلهاي موجود انرژي و روند تحولات حاملهاي انرژيهاي تجديدپذير در کشور نيز به روش علمي و دقيق محاسبه و ارزيابي گردد.
کشور ايران از لحاظ منابع مختلف انرژي يکي از غني ترين کشورهاي جهان محسوب مي گردد، چرا که از يک سو داراي منابع گسترده سوختهاي فسيلي و تجديد ناپذير نظير نفت و گاز است و از سوي ديگر داراي پتانسيل فراوان انرژيهاي تجديد پذير از جمله باد مي باشد.

با توسعه نگرشهاي زيست محيطي وراهبردهاي صرفه جويانه در بهره برداري از منابع انرژيهاي تجديد ناپذير، استفاده از انرژي باد در مقايسه با ساير منابع انرژي مطرح در بسياري از کشورهاي جهان رو به فزوني گذاشته است.
استفاده از تکنولوژي توربينهاي بادي به دلايل زير مي توانديک انتخاب مناسب در مقايسه با ساير منابع انرژي تجديد پذير باشد.
قيمت پايين توربينهاي برق بادي در مقايسه با ديگر صور انرژيهاي نو کمک در جهت ايجاد اشتغال در کشور عدم آلودگي محيط زيست در کشورهاي پيشرفته نظير آلمان، دانمارک، آمريکا،اسپانيا، انگلستان، و بسياري کشورهاي ديگر، توربينهاي بادي بزرگ و کوچک ساخته شده است و برنامه هايي نيز جهت ادامه پژوهشها و استفاده بيشتر از انرژي باد جهت توليد برق در واحدهايي با توان چند مگاواتي مورد مطالعه مي باشد.
در ايران نيز با توجه به وجود مناطق بادخيز طراحي و ساخت آسيابهاي بادي از 2000 سال پيش از ميلاد مسيح رايج بوده و هم اکنون نيز بستر مناسبي جهت گسترش بهره برداري از توربينهاي بادي فراهم مي باشد.مولدهاي برق بادي مي تواند جايگزين مناسبي براي نيروگاه هاي گازي و بخاري باشند. مطالعات و محاسبات انجام شده در زمينه تخمين پتانسيل انرژي باد در ايران نشان داده اند که تنها در 26 منطقه از کشور( شامل بيش از 45 سايت مناسب) ميزان ظرفيت اسمي سايتها، با در نظر گرفتن يک راندمان کلي 33%، در حدود 6500 مگاوات مي باشد و اين در شرايطي است که ظرفيت اسمي کل نيروگاه هاي برق کشور، (در حال حاضر) 34000 مگاوات مي باشد.
در توربينهاي بادي، انرژي جنبشي باد به انرژي مکانيکي و سپس به انرژي الکتريکي تبديل مي گردد. استفاده فني از انرژي باد وقتي ممکن است که متوسط سرعت باد در محدوده 5/ الي 25/ باشد. پتانسيل قابل بهره برداري انرژي باد در جهان 110 اگاژول (هر اگاژول معادي 1018ژول) برآورد گرديده است که از اين مقدار 40 مگاوات ظرفيت نصب شده تا اواخر سال 2003 ميلادي(1382 ه.ش.) در جهان مي باشد.
از مزاياي استفاده از اين انرژي عدم نياز توربين بادي به سوخت، تامين بخشي از تقاضاهاي انرژي برق، کمتر بودن نسبي انرژي باد نسبت به انرژي فسيلي در بلند مدت، تنوع بخشيدن به منابع انرژي و ايجاد سيستم پايدار انرژي، قدرت مانور زياد در بهره برداري( از چند وات تا چندين مگاوات) ، عدم نياز به آب و نداشتن آلودگي محيط زيست مي باشد.

توربينهاي بادي کوچک:
از توربينهاي بادي کوچک جهت تامين برق جزيره هاي مصرف و يا مناطقي که تامين برق از طريق شبکه سراسري برق مشکل مي باشد استفاده مي شود. اين توربينها تا قدرت 10 کيلووات توان توليد برق را دارا مي باشند.

توربينهاي بادي متوسط:
عموماً توليد اين توربينها بين 250-10 کيلووات است. از اين توربينها جهت تامين مصارف مسکوني، تجاري، صنعتي و کشاورزي استفاده مي شود.

توربينهاي بادي بزرگ( مزارع بادي):
اين نوع توربينها معمولاً شامل چند توربين بادي متمرکز با توان توليدي 250 کيلووات به بالا مي باشند که به صورت متصل به شبکه و يا جدا از شبکه طراحي مي گردند.

[boomba]

The Rising World Demand for Energy
The world demand for energy is forecast to increase by 50% in the next 20 years according to the International Energy Agency. The IEA says it could even double or triple by the middle of this century.
Two major factors driving this growth in energy demand are (a) world population growth and (b) world economic growth.
Expert analysts say that the world population is presently growing at around 3% per year. The world population has doubled to around 6.5 billion people over the last 40 years and United Nations experts predict a world population of 9 billion by mid century.
Population growth is especially high in the Indian sub-continent, the Middle East, South East Asia, Equatorial Africa and South America creating a massively growing demand for energy in these areas.
The world economic growth required just to feed this growing population is huge and the economic growth required to raise people out of poverty and give them access to basic amenities like clean drinking water, electricity and access to basic health services is also huge.
Simple charting shows that the world's demand curve for energy resources is steeper than the world's population growth curve and a huge amount of more energy will be required to meet the predicted huge future world demand for energy and power.
As economies grow, many people become more wealthy and look to improve their lives by eating better food, acquiring better housing, buying more, better appliances and traveling more.
All of this population growth and economic growth demands more and more energy.
Where is this extra energy going to come from ?
We know that the world production has practically peaked in petroleum oil and the burning fossil fuels like coal, oil and gas is believed to be contributing to global warming.
Climate change is also changing much of the environment in many ways and is now arguably changing the nature of the planet in a negative way in many places.
The answer may be to go for renewable energy and especially Solar Energy, in particular.
Solar Energy comes from the sun and as sunlight and heat energy. Solar Energy can be converted into heating energy and electricity by thermal and photovoltaic means using a range of natural and man made techniques and devices.
Measurements indicate that there is more than enough of the sun's energy reaching the earth to power all of mankind's energy needs for the next 600 years or more.
The challenge is to harness this power as harmlessly and economically as possible for the benefit of mankind.

Robert McMahon
Mr Solar Energy

__________________

[boomba]

SOLARUTIONS INTERNATIONAL is a collection of energy saving and money saving ideas from around the world compiled by Robert McMahon and presented to you for your information and enjoyment.
Over the next 12 days, Robert will bring more energy saving information tips and ideas to you to help you save money and help save the planet.


Energy is Power, Force & Vigour
Energy is power, force and vigor and is the fuel of life.
Energy derived from the sun keeps plants and animals alive.
The sun's energy creates light and heat and is fundamental to the creation of fossil fuels derived from living matter.
Energy can be transformed into mechanical and electrical energy to operate all kinds of equipment and devices including transportation vehicles. Motor transport uses a large portion of the total energy consumed by modern man.
An overwhelming majority of scientific opinion believes that burning energy dense relatively cheap fossil fuels such as wood, oil, coal and gas for heat, power and motorized transport releases excessive amounts of Carbon Dioxide and other pollutants into the atmosphere contributing to global warming.
Great natural sinks or receptacles for carbon are the earth itself, the oceans of the world and all plant life and trees which absorb carbon to make them grow.
Some scientists argue that the natural warming and cooling process of the earth have a greater impact on global warming than man made activities. However, whether or not you agree with the majority of the scientists about the causes of global warming, few can deny the economic benefits of saving energy to conserve the resources of the world and switching to using more renewable energy is not good for mankind.
The Real Cost of Appliances
Today's tip is when you are thinking about new home appliances and equipment for business, office or recreational use, think of the two price tags:
(a) = The cost price
(b)= The running cost over the life of the equipment. Add the two together to get the real costs
= (a)+(b) = (c)
(c)= The real cost to you and remember that money saved has the same dollar value in your pocket as money earned and if you pay tax on money earned, your money saved may be tax free.

Whilst saving (or making) money for yourself, you could also be helping to make a difference towards saving energy, saving the environment and saving the planet.
Robert McMahon
Mr Solar Energy

__________________

[boomba]

انرژي باد، انرژي حاصل از هواي متحرك

باد هواي در حال حركت است. باد به وسيلة گرماي غير يكنواخت كه سطح كرة زمين كه حاصل عملكرد خورشيد است، بوجود مي‌آيد. از آنجائيكهhttp://www.ngdir.ir/SiteLinks/Kids/Image/energy_image_fa/WINDENERGY1.gif سطح زمين از سازنده‌هاي خشكي و آبي قنوعي تشكيل شده‌اند، اشعة خورشيد را بطور غيريكنواخت جذب مي‌كند. وقتي خورشيد در طول روز مي‌تابد، هواي روي سرزمين‌هاي خشكي سريعتر از هواي روي سرزمين‌هاي آبي گرم مي‌شود. هواي گرم روي خشكي ضبط شده و بالا مي‌رود و هواي خنك تر و سنگين تر روي آب جاي آنرا مي‌گيرد كه اين فرآيند بادهاي محلي را مي‌سازد. در شب، از آنجا كه هوا روي خشكي سريعتر از هواي روي آب خنك مي‌شود، جهت باد برعكس مي‌شود.
به همين طريق بادهاي بزرگ جوي كه زمين را دور مي‌زنند به علت اينكه هواي سطحي نزديك استوا در اثر گرماي خورشيد بيشتر از هواي قطب شمال و جنوب گرم شده، بوجود مي‌آيند. از آنجا كه باد تا زمانيكه خورشيد به زمين مي‌تابد، بطور پيوسته توليد خواهد شد، آنرا منبع انرژي تجديد شونده مي‌نامند. امروزه، انرژي بادي عمدتاً براي توليد برق بكار برده مي‌شود.
تاريخچة باد
در طي تاريخ، انسانها باد را به شيوه‌هاي مختلف به كار بردند. بيش از پنج هزار سال پيش، مصريان باستان از نيروي باد براي راندن كشتي‌هاي خودروي رود نيل استفاده كردند. بعد از آن، انسان آسياب بادي را براي آسياب كردن بذر خود ساخت. جديدترين آسياب بادي متعلق به ايران است. اين آسياب شبيه به پاروهاي بسيار بزرگ بوده.
قرن‌ها بعد، مردم هلند طرح پاية آسياب بادي را بهبود دادند. آنها تيغه‌هاي پروانه مانند ساخته شده از پره‌هاي نو به آسياب بادي اضافه كردند و روشي براي تغيير جهت آن مطابق با جهت باد ابداع كردند. آسياب‌هاي بادي به هلندي‌ها كمك كردند كه در قرن 17 صنعتي ترين كشور جهان باشند.
http://www.ngdir.ir/SiteLinks/Kids/Image/energy_image_fa/___0_wind2.jpg
برخي از كشورها آسياب‌هاي بادي را براي آسياب گندم و ذرت، پمپ كردن آب و قطع درختان به كار مي‌بردند. در سال 1920 در كشورهاي توسعه يافته از آسيابهاي كوچك براي توليد برق روستايي بدون خدمات برق به كار بردند. در سال 1930 زمانيكه خطوط نيرو شروع به انتقال برق از نواحي روستايي كرد، آسيابهاي محلي كمتر و كمتر شدند، اگرچه در حال حاضر نيز مي‌توان آنها را ديد.
ذخاير نفت در سال 1970 تصوير انرژي را براي كشورهاي جهان عوض كرد. اين امر محيطي بازتر براي منابع جايگزين انرژي خلق كرد و راه را براي ورود مجدد آسياب‌هاي بادي به چشم انداز آمريكايي در توليد برق هموار كرد.
مكانيسم‌هاي آسياب‌هاي بادي
آسيابهاي بادي چون سرعت باد را كم مي‌كنند، مي‌توانند كار كنند. باد روي تيغه‌هاي ورقه مانند نازكي جريان يافته و آنها را بلند مي‌كند و باعث چرخش آنها مي‌شوند (مانند تأثير باد روي بالهاي هواپيما) تيغه‌ها به ميلة هدايت متصل است و آن نيز يك مولد برق را چرخانده و الكتريسيته توليد مي‌كند.
مكانيسم‌هاي بادي نو
http://www.ngdir.ir/SiteLinks/Kids/Image/energy_image_fa/___0_wind7.jpg
مكانيسم‌هاي بادي امروزه از لحاظ فني بسيار پيشرفته‌تر از انواع قديمي هستند. در اين مكانيسم همچنان براي جمع‌آوري انرژي حركتي باد از تيغه‌ها استفاده مي‌شود اما اين تيغه‌ها كه از فايبرگلاس يا هر مادة محكم ديگر ساخته شده‌اند.
مكانيسم‌هاي بادي مدرن هنوز با مشكلاتي دست و پنجه نرم مي‌كند، مثلاً اينكه وقتي باد نمي‌وزد بايد چه كرد. توربين‌هاي بزرگ به شبكة نيرويي خدماتي متصل شده‌اند. برخي از آنها هنگامي كه بادي نمي‌وزرد، جمع مي‌شوند. توربين‌هاي كوچك گاهي اوقات به مولدهاي الكتريكي ـ ديزلي متصلند و يا گاهي اوقات داراي باتري براي ذخيرة برق اضافي جمع آوري شده در هنگام وزش بادهاي شديد، هستند.
انواع آسيابهاي بادي
امروزه عموماً دو نوع مكانيسم بادي استفاده مي‌شود، محور افقي با تيغه‌هاي شبيه به پرة هواپيما و محور عمودي كه شبيه به فرفره است.
http://www.ngdir.ir/SiteLinks/Kids/image/energy_image_en/WINDMACHINE1.gif
مكانيسم بادي محور افقي به علت اينكه مواد كمتري براي يك واحد برق نياز دارد، بيشتر مورد استفاده است. حدود 95 درصد مكانيسم‌هاي بادي افقي محور هستند. ماشين بادي افقي ويژه‌اي داراي ارتفاعي به اندازة يك ساختمان 20 طبقه و سه تيغه دارد كه قطر چرخش آن 200 متر است. بزرگترين ماشين‌هاي بادي دنيا تيغه‌هايي بزرگتر از يك زمين فوتبال دارند! ماشينهاي بادي براي اينكه باد بيشتري را به دام بيندازند، بلند و عريض هستند.
ماشين‌هاي آسياب بادي افقي
ماشينهاي بادي با محور قائم تنها پنج درصد ماشينهاي بادي بكار برده شده در دنياي امروز را به خود اختصاص داده است. نوع نمونه آن 100 متر طول و 50 متر پهنا دارد.
هر ماشين باري امتيازات و ايرادات خود را دارد. ماشينهاي با محور افقي نياز به روشي براي نگهداشتن گرداننده رو به باد دارد. اين كار با يك دم روي ماشينهاي كوچك انجام مي‌گيرد. در ماشينهاي بزرگ، يا يك گردانند در بخش پاييني برج قرار دارد كه كاري شبيه به بادنماي هواشناسي را انجام مي‌دهد و يا يك موتور هدايت كننده به كار برده مي‌شود، ماشينهاي با محور قائم مي‌توانند باد را در هر جهتي قبول كنند.
دستگاههاي نيروي بادي
دستگاههاي نيروي بادي يا فراري بادي، سري ماشينها بادي است كه براي توليد برق بكار برده مي‌شوند. يك مزرعة بادي معمولاً داراي چندين ماشين پخش شده در ناحية وسيعي است. دستگاههاي هسته‌اي يا ذغالي و بسياري از دستگاههاي بادي غالباً به شركت‌هاي با منافع عمومي داده نمي‌شوند. در عوض آنها توسط تاجراني كه برق توليد شده از مزرعة بادي را براي خدمات رفاهي مي‌فروشند، اداره و مديريت مي‌شود. اين شركت‌هاي خصوصي به عنوان «توليد كننده‌هاي مستقل نيرو» شناخته مي‌شوند.
به كار اندازي يك دستگاه نيروي بادي كار آساني نيست و مالكان آن بايد براي تعيين موقعيت نصب آن به دقت برنامه ريزي كنند. آنها بايد ميزان وزش باد، شرايط هواشناسي محلي، نزديكي خطوط انتقال برق و كدهاي منطقه‌بندي محلي را در نظر بگيرند.
دستگاههاي بادي به زمين‌هاي زيادي نياز دارند. يك ماشين بادي حدوداً به دو جريب زمين نياز دارد. يك دستگاه نيروي بادي صدها جريب زمين نياز دارد. از طرف ديگر، كشاورزان مي‌توانند در اطراف ماشينهاي بادي محصولات خود را به بار آورده و يا به چراي گله‌هاشان بپردازند.
وقتي يك دستگاه شناخته شد، هنوز هزينه‌هايي باقي مي‌ماند. در برخي حالات، هزينه‌هاي باقيمانده با بخشش‌هاي مالياتي كه به منابع تجديدپذير انرژي داده مي‌شود، حيران مي‌شوند. دستگاه سياليست‌هاي منظم منافع عمومي يا PURPA هم براي خريداري برق از توليد كننده‌هاي مستقل نيرو با قيمت‌هاي منصفانه به شركت‌هايي نياز دارد.
منابع بادي
بهترين محل براي نصب يا ساخت دستگاه بادي كجاست؟ ميانگين سرعت باد براي به صرفه بودن تبديل انرژي باد به برق حدود 23 كيلومتر در ساعت است. ميانگين سرعت باد در برخي از كشورها16 كيلومتر در ساعت است. به علت دسترسي آسان به باد با دوام و هميشگي، برخي شركت‌ها نصب ماشينها را در مناطق و دور از ساحل مدنظر دارند


http://www.ngdir.ir/SiteLinks/Kids/Image/energy_image_fa/___0_wind8.jpg آنمومتر

دانشمندان از وسيله‌اي به نام آنمومتر (anemometer) براي اندازه‌گيري سرعت باد استفاده مي‌كنند. آنمومتر شبيه يك بادنماي هواشناسي است با ظاهري مدرن. اين وسيله سه پرده با فنجان‌هايي در سد آنها و روي ميلة چرخاني كه با وزش باد مي‌چرخد دارد. اين وسيله به متري وصل است كه سرعت باد را نشان مي‌دهد. يك بادنما جهت باد را نشان مي‌دهد اما سرعت باد را نشان نمي‌دهد. براساس يك قانون طبيعي سرعت باد در نواحي پهناور و بدون وقفه در وزش باد، با عرض جغرافيايي افزايش مي‌يابد. مكانهايي مناسب براي دستگاههاي بادي بالاي تپه‌هاي گرد و صاف، دشت يا سواحل باز و فواصل كوهي كه مثل قيف عمل مي‌كنند، هستند .
توليد باد
چقدر مي‌توانيم از باد انرژي بدست آوريم؟ دو اصطلاح وجود دارد كه توليد پاية برق را توضيح مي‌دهد. عامل كارايي و عامل گنجايش.
كارايي به اين موضوع بر مي‌گردد كه چقدر مي‌توان انرژي مفيد (در اين مورد، برق) از منبع انرژي كسب كرد. يك ماشين انرژي صد درصد كارا، مي‌تواند تمام انرژي را به انرژي مفيد تبديل كند و هيچ انرژي را هدر نمي‌دهد هيچ ماشين با كارايي يا بهره وري صد درصد وجود ندارد. بعضي انرژي‌ها هميشه وقتيكه شكلي از انرژي به شكل ديگر تبديل مي‌شود، از دست مي‌روند. انرژي هدر رفته معمولاً به شكل گرماي پراكنده شده در هوا است و نمي‌توان از آن بهرة اقتصادي مجدد برد. ماشين‌هاي بادي چقدر كارايي دارند؟ ماشينهاي بادي تنها به اندازة دستگاههاي ديگر مانند دستگاههاي زغال بهره وري دارند. ماشين‌هاي بادي 30 تا 40 درصد انرژي متحرك باد را به برق تبديل مي‌كند، يك دستگاه مولد نيروي زغال سوز، حدود 30 تا 35 درصد انرژي شيميايي زغال را به الكتريسيتة قابل استفاده تبديل مي‌كند
http://www.ngdir.ir/SiteLinks/Kids/Image/energy_image_fa/___0_wind.jpg
واژة گنجايش به توانايي دستگاه نيرو در توليد برق بر مي‌گردد. يك دستگاه نيرو با گنجايش صد درصد تمام روز و هر روز هفته با تمام نيرو كار مي‌كند. در چنين شرايطي هيچ وقتي براي تعمير يا سوختگيري صرف نمي‌شود كه اينچنين چيزي براي هر دستگاهي غيرممكن است. مشخصاً دستگاههاي زغالي اگر تمام روزهاي سال و بطور شبانه روزي كار كنند، داراي ظرفيت 75 درصد خواهند بود.
دستگاههاي نيروي باد متفاوت از دستگاههاي مولد نيروي سوخت سوز هستند. بهره‌وري آنها به ميزان باد و ميزان سرعت باد بستگي دارد. بنابراين ماشين‌هاي بادي نمي‌توانند در طول سال بطور 24 ساعته كار كنند. يك توربين بادي در يك مزرعة بادي شاخص در 65 تا 80 درصد زمان كار مي‌كند، اما معمولاً كمتر از گنجايش كامل خود، زيرا سرعت باد هميشه در بيشترين مقدار خود نيست. بنابراين عامل گنجايش 30 تا 35 درصد است. علم اقتصاد نيز بخش عظيمي از گنجايش را داشته باشند، اما اين امر خود اقتصادي نيست. تصميم در اين مورد براساس خروجي الكتريسيته در هر دلار سرمايه‌گذاري است.
يك ماشين بادي مي‌تواند 5/1 تا 4 ميليون كيلو وات ساعت (kWh) برق در سال توليد كند. اين ميزان برق براي 150 تا 400 خانه در سال كافي‌ست. در اين كشور، ماشينهاي بادي 10 ميليارد كيلو وات ساعت انرژي در سال توليد مي‌شود. انرژي بادي حدود 1/0 درصد برق ملت را كه مقدار كمي هست تأمين مي‌كند. اين ميزان برق براي كارهاي خانگي يك ميليون خانه كه به اندازة شهرهاي شيكاگو و ايلي نويز است، كافي‌ست. كاليفرنيا بيشترين برق بادي را نسبت به ساير ايالت‌ها توليد مي‌كند و تگزاس، منيسوتا و آيوا بعد از آن قرار دارند، 1300 ماشين بادي موجود بيشتر از يك درصد برق كاليفرنيا كه حدود نصف ميزان برق توليدي در يك دستگاه نيروي هسته‌اي است را توليد مي‌كند.
در سه سال گذشته گنجايش باد كل جهان بيش از دو برابر شده است. متخصصان انتظار دارند در چند سال بعد، توليد انرژي از ماشينهاي بادي، سه برابر شود. هند و بسياري از كشورهاي اروپايي در حال برنامه‌ريزي براي تأسيس صنايع بادي جديد هستند. بسياري از طرحهاي جديد باد به علت عدم كنترل قانوني صنعت برق به تعويق درآورند. شركت‌هاي خدماتي رفاهي و اجتماعي اطمينان نداشتند كه چقدر عدم كنترل (deregulation) روي تكنولوژي‌هاي جديد تأثير مي‌گذارد. آيا دولت هنوز شركت‌هاي خدمات رفاهي براي سرمايه‌گذاري روي طرحهاي انرژي‌هاي تجديدپذير تشويق مي‌كند؟ آيا بازاري براي انرژي توليد شده وجود دارد؟ چنين سئوالاتي هنوز بي‌جواب مانده. با اين وجود سرمايه گذاري روي انرژي بادي به علت هزينة كم و تكنولوژي در حال پيشرفتش در حال افزايش است. باد در حال حاضر يكي از رقابتي‌ترين منابع براي توليد است.
نشانة اميدوار كنندة ديگر براي صنعت بادي تقاضاي مصرف كننده براي انرژي‌هاي سبز انرژي‌هايي كه به محيط زيست آسيبي نمي‌رسانند) است. بسياري از شركت‌هاي خدماتي به تازگي به مصرف كنندگان اجازه داده كه به طور داوطلبانه براي برق توليد شده از منابع تجديدپذير پول بيشتري بدهند. صنعت بادي براي برگشت به حالت تعويق يا موازنه درآمده است.



اقتصاد انرژي باد


http://www.ngdir.ir/SiteLinks/Kids/Image/energy_image_fa/___0_wind1.jpg
از لحاظ اقتصادي، خبرهاي خوب زيادي براي انرژي بادي وجود دارد، اولين خبر اينكه يك دستگاه بادي بسيار ارزان تر از دستگاه انرژي موسوم از نظر ساخت ساخته شده است. دستگاههاي باد مي‌توانند به ماشينهاي بادي به راحتي اضافه كردند بطوريكه تقاضاي برق تقاضا پيدا مي‌كند. دومين خبر اينكه هزينة توليد برق از باد در دو دهة گذشته بطور برجسته‌اي كاهش يافته است. برق توليد شده توسط باد در سال 1975، 30 سنت براي هر كيلو وات ساعت بود، اما حالا به كمتر از 5 سنت رسيده است. توربين‌هاي جديد قيمت را كمتر هم خواهند كرد.



باد و محيط زيست


http://www.ngdir.ir/SiteLinks/Kids/Image/energy_image_fa/___0_wind3.jpg
در سال 1970، ذخاير نفت بر توسعة منابع جايگزين انرژي فشار آورد. در سال 1990، از ديدگاه تجديدپذيري محيط زيست، در برابر مطالعة دانشمندان كه نشاندهندة تغييرات بالقوة آب و هواي جهاني درصورت افزايش استفادة مداوم از سوخت‌هاي فسيلي فشاري نيز بوجود آمد. انرژي بادي يك گزينة اقتصادي و راهبردي براي دستگاههاي نيروي سنتي در بسياري از نواحي كشور ارائه مي‌دهد، باد سوخت پاكي است و مزاع بادي از آنجا كه هيچ سوختي را نمي‌سوزانند، هيچ آلودگي آبي با هوايي نيز ايجاد نمي‌كنند.
جدي ترين آسيب زيست محيطي ماشينهاي بادي شايد تأثير منفي آنها روي جمعيت پرندگان وحشي و بر خود ديداري غيرطبيعي در چشم انداز محيط زيست باشد، براي برخي افراد، برق زدن تيغه‌هاي آسيابهاي بادي در افق مي‌تواند آزار دهنده باشد و براي برخي ديگر آنها جايگزين زيبايي براي دستگاههاي نيروي سنتي هستند.

استفاده بهينه از باد
با تيغه‌هايي كه حدود 87 متر قطر دارند، توربين Vestas V44-600 بزرگترين توربين بادي در حال فعاليت است. اين توربين كه در 96 متري روي برجي در غرب شهر تراورس (Traverse) ميشيگان قرار داد، كمتر از يك درصد روشنايي و نيروي خروجي مجموع شركت‌ها را فراهم مي‌كند. اما اين تعداد براي حدود 200 مصرف كننده ساكن در شهر كافي‌ست. اين دسته از مردم كه تمام برق خود را از نيروي باد به دست مي‌آورند، با پرداخت حدود 20 درصد بيشتر به عنوان بهاي برق به منظور حمايت از اين طرح موافقند. توربين در دانمارك ساخته شد. تيغه‌ها طوري طراحي شده‌اند كه بيشترين انرژي را از بادها بگيرد و سرعت مولد و موتور چرخاننده مي‌تواند براي يكنواخت كردن نوسانات نيرو كمي تغيير كند. در بادهاي متوسط 24 تا 25، ساليانه از توربين بادي بين 1/1 تا 2/1 ميليون كيلو وات ساعت تخمين زده مي‌شود.
http://www.ngdir.ir/SiteLinks/Kids/Image/energy_image_fa/___0_wind6.jpg
توربين Vestas V44-600

وارپ (WARP)
سيستم متفاوت مبدل انرژي باد به برق بوسيله يك مهندس هوانورد در كنتاكي طراحي شدن بسكوي چرخان شدت يافته بود انكو (Eneco) يا همان WARP (Wind Amplified Rotor Platform) از تيغه‌هاي بزرگ استفاده نمي‌كند هر مدل يك جفت توربين پر ظرفيت سوار شده روي هردو سطح كانال مدل تشديد كنندة هواي مقعر دارد. سطوح مقعر كانال هوا، باد را به سمت توربين‌ها هدايت كرده و سرعت آن را 50 درصد افزايش مي‌دهند. انكو، براي بازاريابي تكنولوژي نيروي سكوهاي نفتي دور از ساحل و سيستم‌هاي ارتباطات بي سيم از راه دور برنامه ريزي مي‌كند. بنابراين در آينده طرح انكو مي‌تواند با توليد نيروي براي خدمات رساني رفاهي مردم بكار برده شود. نواحي WARP عظيم مي‌تواند با برج‌هاي چندين متري كه هركدام چندين مگاوات برق توليد مي‌كند، ساخته شود. حتي توربين‌ها مي‌توانند براي تهيه نيروي ساكنين يك ساختمان، با ساختمان يكي شود