به نام خدا
انرژی خورشیدی
انرژی خورشیدی و برق خورشیدی چیست؟ انرژی خورشیدی یکی از منابع تجدید پذیر و بی پایان جهت تولید انرژی برق الکتریسیته می باشد و با سیستم تولید برق بدون گازهای گلخانه ای از قبیل CO2 یکی از پاک ترین، بی ضررترین و در دسترس ترین منابع تولید انرژی برق پاک است.
کاربرد در صنعت
کاربردهای انرژی خورشیدی حدود 300 سال قبل، یک دانشمند سوئیسی آب گرمکنی ساخت که با استفاده از انرژی خورشید آب را گرم می کرد. این آب گرمکن ، جعبه ای چوبی بود که در شیشه ای و کف سیاه و تیره داشت. قسمت سیاه ، گرمای خورشید را می گرفت و آب را گرم می کرد و دمای آن را به حدود 88 درجه سانتیگراد می رساند. حدود دویست سال قبل نیز در فرانسه از پرتوهای خورشید برای جوش آوردن آب یک دیگ بخار استفاده شد. بخار دیگ ، یک دستگاه چاپ را به کار می انداخت. از این دسگاه چاپ روزنامه استفاده می کردند.که از خورشید بدست می آید، نیروی خورشیدی نامیده می شود. با استفاده از باتری خورشیدی می توان این انرژی را جمع آوری و ذخیره کرد. باتریهای کوچک با سیمهای ظریف پوشانده شده اند. این سیمها برق تولید شده بوسیله نور خورشید را می گیرند و به دستگاه مورد نظر می رسانند. از باتریهای خورشیدی برای بکار انداختن دستگاههای کوچکی مثل ساعت و ماشین حساب استفاده می شود. در جاهای دور افتاده ای که برق وجود ندارد و آفتاب نیز درخشان است، با استفاده از تعداد زیادی باتری خورشیدی می توان وسیله های بزرگتری مثل تلویزیون را روشن کرد.
شارژ کنترلر خورشیدی شارژ کنترلر خورشیدی دستگاه واسط بین پنل های خورشیدی و سیستم مصرفی و ذخیره سازی برق خورشیدی می باشد. وظایف اصلی شارژ کنترلرها شارژ باتری های مجموعه و رساندن برق به تجهیزات مصرف کننده برق و همچنین عامل بازدارنده از جریان بازگشتی به پنل های خورشیدی می باشد.
کاربردهای نیروگاهی تاسیساتی که با استفاده از آنها انرژی حرارتی جذب شده خورشید به الکتریسیته تبدیل می شود نیروگاه حرارتی خورشیدی نامیده می شوند. در حقیقت انرژی حرارتی جذب شده از خورشید نقش انرژی حرارتی تامین شده توسط بویلر در نیروگاه های با سوخت فسیلی را دارد. این تاسیسات بر اساس انواع متمرکز کننده های موجود و بر حسب اشکال هندسی متمرکز کننده ها به سه دسته تقسیم می شوند: • نیروگاه هایی که گیرنده آنها آینه های سهموی خطی هستند. • نیروگاه هایی که گیرنده آنها در یک برج قرار دارد و نور خورشید توسط آینه های بزرگی به نام هلیوستات به آن منعکس می شود. (دریافت کننده مرکزی) • نیروگاه هایی که گیرنده آنها بشقابی سهموی (دیش) است
نیروگاه های حرارتی خورشید از نوع سهموی خطی: در این نیروگاه ها، از منعکس صورت سهموی خطی هستند، جهت تمرکز پرتوهای خورشید در خط کانونکننده هایی که به ی آن ها استفاده می شود و گیرنده به صورت لوله ای در خط کانونی منعکس کننده ها قرار دارد. در داخل این لوله روغن مخصوصی در جریان است که بر اثر حرارت پرتوهای خورشید گرم و داغ می گردد. روغن داغ از مبدل حرارتی عبور کرده و آب را به بخار تبدیل و به مدارهای مرسوم در نیروگاه های حرارتی انتقال می دهد تا به کمک توربین بخار و ژنراتور به توان الکتریکی تبدیل گردد. در این نیروگاه ها یک سیستم ردیاب خورشید نیز وجود دارد که توسط آن آینه های شلجمی دائماً خورشید را دنبال نموده و پرتوهای آن را روی لوله دریافت کننده متمرکز می نماید. تغییرات تابش خورشید در این نیروگاه ها توسط منبع ذخیره و گرمکن سوخت فسیلی جبران می شود
نیروگاه های حرارتی از نوع دریافت کننده مرکزی: در این نیروگاه ها پرتوهای خورشیدی توسط مزرعه ای متشکل از تعداد زیادی آینه منعکس کننده به نام هلیوستات بر روی یک دریافت کننده که در بالای برج نسبتاً بلندی استقرار یافته است متمرکز می گردد. در نتیجه روی محل تمرکز پرتوها انرژی گرمایی زیادی بدست می آید که این انرژی بوسیله سیال عامل که داخل دریافت کننده در حرکت است، جذب می شود و بوسیله مبدل حرارتی به سیستم آب و بخار مرسوم در نیروگاه های سنتی منتقل شده و بخار فوق گرم در فشار و دمای طراحی شده برای استفاده در توربین ژنراتور تولید می گردد. در برخی از سیستم ها نیز، سیال عامل آب است و مستقیماً در داخل دریافت کننده به بخار تبدیل می شود.
نیروگاه های حرارتی از نوع بشقابی: در این نیروگاه ها از منعکس کننده هایی که به صورت شلجمی بشقابی هستند، جهت تمرکز نقطه ای پرتوهای خورشیدی استفاده می کنند و گیرنده هایی که در کانون شلجمی قرار می گیرند، به کمک سیال جاری در آن انرژی گرمایی را جذب نموده و به کمک یک ماشین حرارتی و ژنراتور آن را به نوع مکانیکی و الکتریکی تبدیل می کند.
دودکش های خورشیدی: روش دیگر برای تولید الکتریسیته از انرژی خورشید استفاده از برج نیرو یا دودکش خورشیدی است. در این سیستم از خاصیت دودکش ها استفاده می شود به این صورت که با استفاده از یک برج بلند به ارتفاع حدود ۲۰۰ متر و تعداد زیادی گرمخانه خورشیدی که در اطراف آن است، هوای گرمی بوسیله انرژی خورشیدی در یک گرمخانه تولید و به طرف دودکش یا برج که در مرکز گرمخانه قرار دارد، هدایت می شود. این هوای گرم بعلت ارتفاع زیاد برج با سرعت زیاد صعود کرده و باعث چرخیدن پروانه و ژنراتوری که در پایین برج نصب شده است می گردد و سبب تولید برق در ژنراتور می شود.
کاربردهای غیر نیروگاهی آبگرمکن خورشیدی و حمام خورشیدی ساده ترین آبگرمکن خورشیدی از یک گردآور تخت (کلکتور) و یک مخزن ذخیره آب تشکیل شده است. شرایط لازم نصب این آبگرمکن آن است که قسمت فوقانی گردآور پایین تر از قسمت تحتانی مخزن ذخیره قرار گیرد و حداقل انحراف گردآور نسبت به سطح افق که برای تحقیقی جریان ترمو سیفونی، در حدود 20 درجه رو به جنوب انتخاب شود.
آب شیرین کن خورشیدی:
خشک کن خورشیدی:
اجاق های خورشیدی
کوره خورشیدی
خانه های خورشیدی
انرژی خورشیدی در ایران
انرژی خورشیدی در ایران : کشور ایران در بین مدارهای ۲۵ تا ۴۰ درجه عرض شمالی قرار گرفته است و در منطقه ای واقع شده که به لحاظ دریافت انرژی خورشیدی در بین نقاط جهان در بالاترین رده ها قرار دارد. میزان تابش خورشیدی در ایران بین ۱۸۰۰ تا ۲۲۰۰ کیلووات ساعت بر مترمربع در سال تخمین زده شده است که البته بالاتر از میزان متوسط جهانی است. در ایران به طور متوسط سالیانه بیش از ۲۸۰ روز آفتابی گزارش شده است که بسیار قابل توجه است.
در ایران به دلیل وجود کویر های گرم و وسیع که میتواند یک منبع خوب برای نصب پنل ها و صفحات خورشیدی باشند. میتوان مقدار قابل توجهی انرژی تولید کرد و حتی میتواند جایگزین سوخت های فسیلی باشد و به کشور های جهان صادر گردد. چون بدون هیچ آلودگی تولید میشوند.ونگه داری آن ها هم بسیار آسان وکم هزینه تر است.
نیروگاه خورشیدی در ایران: نیروگاه خورشیدی اراک بزرگترین نیروگاه خورشیدی کشور با ظرفیت یک مگاوات نیروگاه خورشیدی تبریز نیروگاه خورشیدی طالقان نیروگاه خورشیدی بیرجند نیروگاه خورشیدی سمنان نیروگاه خورشیدی شیراز نیروگاه خورشیدی یزد نیروگاه خورشیدی هرمزگان
انرژی خورشیدی در جهان
نمودار دایره ای مربوط به استفاده انرژی خورشیدی در کشور های مختف جهان
افق روشن انرژی خورشیدی در آینده رکوردزنی انرژی خورشیدی براساس نمودار میزان مصرف انرژی از سال ۲۰۰۰ تا ۲۱۰۰، پیش بینی هایی صورت گرفته در خصوص انرژی خورشیدی بیانگر این است که این انرژی در تمام جهان مورد توجه قرار گرفته است و در آینده نیز نقش آن پررنگ تر خواهد شد.
تفاوت کشورهای توسعه یافته و در حال توسعه چیست؟ جالب است بدانید که مرز تفاوت میان کشورهای توسعه یافته و کشورهای درحال توسعه را هم همین انرژی تعیین می کند یعنی در حقیقت اصل تفاوت در نوع منابع انرژی و متوسط سرانه مصرف انرژی است. بخش عمده انرژی کشورهای در حال توسعه از طریق منابعی مانند بیومس تامین می شود. مهمترین مثال آن سوخت چوبی یا همان هیزم است که تقریباً نیمی از مردم جهان از آن برای گرمایش و پخت و پز استفاده می کنند. مصرف حدود ۷ الی ۸ میلیون مترمکعب سوخت هیزمی و بوته ای در ایران کماکان یکی از موارد تامل برانگیز است. تخریب گسترده زیستگاه های جنگلی و مرتعی که حاصل این برداشت ناعادلانه از عرصه های طبیعی است را می توان به راحتی از طریق تاکید بیشتر بر انرژی های پاک و تجدیدپذیر به حداقل رساند.
سایر انرژی ها پاک 1) باد انرژی که از باد به دست می آید یکی از ارزان ترین ها محسوب می شود. فقط کافی است منطقه ای را پیدا کنید که وزش باد در آن مناسب باشد. 2) توده زنده این انرژی از ارگانیسم های زنده و یا تازه از بین رفته بوجود می آید. مانند جنگل ها و یا محصولات کشاورزی. 3) زمین گرمایی این انرژی از گرمای داخلی زمین بدست می آید. 4) برق آبی استفاده از آب هایی که جاری هستند و یا از ارتفاع به پایین می ریزند یکی از قدیمی ترین شیوه های تامین انرژی به حساب می آید و امروزه نیز یکی از منابع تامین انرژی پاک می باشد.
پایان