پایان نامه بررسی انرژی های نو
فهرست:
انرژي خورشيدي ………………………………………………………………………………………………………. 6
انرژي باد ……………………………………………………………………………………………………………………. 33
انرژي زمین گرمایی ……………………………………………………………………………………………………70
انرژي هیدروژن وپیل سوختی …………………………………………………………………………………. 98
انرژي زیست توده ……………………………………………………………………………………………. 121
انرژي خورشيدي
پيشگفتار ………………………………………………………………………………………………………………………4
مقدمه …………………………………………………………………………………………………………………………. 6
تاريخچه ……………………………………………………………………………………………………………………… 7
كاربردهاي انرژي خورشيدي …………………………………………………………………………………. 9
استفاده از انرژي حرارتي خورشيد ………………………………………………………………………..
كاربردهاي نيروگاهي ……………………………………………………………………………………………….
نيروگاههاي حرارتي خورشيد از نوع سهموي خطي ………………………………………….
نيروگاههاي حرارتي خورشيد از نوع دريافت كننده مركزي …………………………….
نيروگاههاي حرارتي خورشي از نوع شلجمي بشقابي ………………………………………..
دودكش هاي خورشيدي ………………………………………………………………………………………………
مزاياي نيروگاه هاي خورشيدي …………………………………………………………………………………..
الف- توليد برق بدون مصرف سوخت ………………………………………………………………………….
ب- عدم احتياج به آب زياد …………………………………………………………………………………………
ج- عدم آلودگي محيط زيست ……………………………………………………………………………………
د- امكان تامين شبكه هاي كوچك ………………………………………………………………………….
ه- استهلاك كم و عمر زياد ………………………………………………………………………………………..
و- عدم احتياج به متخصص ……………………………………………………………………………………….
كاربردهاي غيرنيروگاهي ……………………………………………………………………………………………
الف- آبگرمكن خورشيدي و حمام خورشيدي ……………………………………………………….
ب- گرمايش و سرمايش ساختمان و تهويه مطبوع خورشيدي …………………………
ج- آب شيرين كن ……………………………………………………………………………………………………..
د- خشك كن خورشيدي …………………………………………………………………………………………
ه- اجاقهاي خورشيدي ………………………………………………………………………………………………
و- كوره خورشيدي …………………………………………………………………………………………………….
ز- خانه هاي خورشيدي ……………………………………………………………………………………………
سيستمهاي فتوولتائيك ……………………………………………………………………………………………..
الف- پنلهاي خورشيدي ……………………………………………………………………………………………
ب- توليد توان مطلوب يا پخش كنترل ………………………………………………………………..
ج- مصرف كننده يا بارالكتريكي ……………………………………………………………………………….
مصارف و كاربردهاي سيستم فتوولتائيك ……………………………………………………………….
الف- مصارف فضانوردي و تامين انرژي مورد نياز ماهواره ها جهت ارسال پيام ..
ب- روشنايي خورشيدي ………………………………………………………………………………………………
ج- سيستم تغذيه كننده يك واحد مسكوني ……………………………………………………………
د- سيستم پمپاژ خورشيدي ………………………………………………………………………………………..
ه- سيستم تغذيه كننده ايستگاه هاي مخابراتي و زلزله نگاري ………………………………
و- ماشين حساب، ساعت، راديو ، ضبط صوت و وسايل …………………………………………..
ز- نيروگاه هاي فتوولتائيك ……………………………………………………………………………………………
ح- يخچالهاي خورشيدي ……………………………………………………………………………………………….
ط- سيستم تغذيه كننده پرتابل يا قابل حمل ……………………………………………………………
منابع ……………………………………………………………………………………………………………………………… 30
پيشگفتار
توسعه شگرف علم و فن آوري در جهان امروز ظاهراًآسايش و رفاه زندگي بشر را موجب شده است ، ليكن اين توسعه يافتگي ، مايه بروز مشكلات تازه اي نيز براي انسانها شده است كه از آن جمله مي توان به آلودگي محيط زيست ، تغييرات گسترده آب و هوايي در زمين و غيره اشاره نمود.
به ويژه مي دانيم كه نفت و مشتقات آن از سرمايه هاي ارزشمند ملي و حياتي كشور مي باشند كه مصرف غيربهينه از آنها گاهي زيانهاي جبران ناپذيري را ايجاد مي كند، ازاين رو صاحبنظران و كارشناسان بدنبال منابعي هستند كه به تدريج جايگزين سوختهاي فسيلي شوند. سوختهاي فسيلي آلودگيهاي زيست محيطي بي شماري را اعمال مي نمايند، به عبارت ديگر از يك طرف درنتيجه سوختن مواد فسيلي گازهاي سمي وارد محيط مي شوند و تنفس انسان را دچار مشكل مي نمايند و محيط زيست را آلوده مي نمايدو از طرفي ديگر تراكم اين گازها در جو زمين مانع خروج گرما از طراف زمين مي شود و باعث افزايش دماي هوا و تغييرات گسترده آب و هوايي در زمين مي گردد كه اثر گلخانه اي ناميده مي شود. چنانچه افزايش دماي هوا مطابق روند فعلي ادامه يابد بازگرداندن آن به وضعيت سابق تقريباً غيرممكن خواهد بود، بهترين راه حلي كه اكثر دانشمندان پيشنهاد كرده اند متوقف كردن روند رو به رشد اين گازهاي مضر است. متخصصان براين باورند كه با استفاده ازانرژيهاي پاك نظير انرژي خورشيدي، بادي ، زمين گرمايي ، هيدروژن و … بجاي انرژيهاي حاصل از سوختهاي فسيلي از آلودگيهاي زيست محيطي وخطرات مترتب بر آن جلوگيري خواهد شد، از سوي ديگرانرژيهاي فسيلي مانند نفت، گاز و زغال سنگ سرانجام روزي به پايان خواهند رسيد و با پايان گرفتن آنها تمدن بشري كه بستگي مستقيم به انرژي دارد دچار يك چالش جديد وبزرگ خواهد شد. اين امر سبب شده است كه كشورهاي توسعه يافته صنعتي با جديت هرچه تمامتر استفاده از سايرانرژيهاي موجود در طبيعت و به خصوص انرژيهاي تجديدشونده را مورد توجه قرار دهند. استفاده ازانرژي خورشيد، باد و امواج ، زمين گرمايي ، هيدروژن ، زيست توده و … كه به انرژيهاي تجديدپذير موسومند مستلزم مطالعات و تحقيقات فراواني مي باشد كه قبل ازاستفاده بايد انجام گيرند، مجموعه انرژيهاي تجديدپذير روز به روز سهم بيشتري را درسيستم تامين انرژي جهان به عهده مي گيرند. انرژيهاي تجديدپذيربه ويژه براي كشورهاي درحال توسعه ازجاذبه بيشتري برخوردار است ، لذا دربرنامه ها و سياستهاي بين المللي از جمله دربرنامه هاي سازمان ملل متحد درراستاي توسعه پايدارجهاني نقش ويژه اي به منابع تجديدپذير انرژي محول شده است. اما سازگار كردن اين منابع انرژي با سيستم فعلي مصرف انرژي جهاني هنوز با مشكلاتي همراه است كه بررسي وحل آنها حجم مهمي از تحقيقات علمي جهان را در دهه هاي اخبر به خود اختصاص داده است.
سازمان انرژيهاي نو ايران (سا نا) به عنوان متولي انرژيهاي نو دركشور فعاليتهاي وسيعي را در راستاي ترويج ، توسعه و اشاعه فرهنگ كاربردهاي انرژيهاي تجديدپذير در ايران آغاز نموده است وتاكنون به دست آوردهاي مهمي نايل شده است و اميد است با حمايت مسئولين و مقامات عالي كشور به توفيقات بيشتري دست يابد.
انرژي خورشيدي SOLAR ENERGY
مقدمه
خورشيد نه تنها خود منبع عظيم انرژي است ، بلكه سرآغاز حيات و منشا تمام انرژيهاي ديگر است. طبق برآوردهاي علمي در حدود 6000 ميليون سال از تولد اين گوي آتشين مي گذرد و درهر ثانيه 2/4 ميليون تن از جرم خورشيد به انرژي تبديل مي شود. با توجه به وزن خورشيد كه حدود 333 هزار برابر وزن زمين است اين كره نوراني را مي توان به عنوان منبع عظيم انرژي تا 5 ميليارد سال آينده به حساب آورد.
قطر خورشيد 106* 39/1 كيلومتر است و از گازهايي نظير هيدروژن (8/86 درصد، )هليوم (3 درصد) و 63 عنصر ديگركه مهم ترين آنها اكسيژن، كربن و نئون و نيتروژن است تشكيل شده است.
ميزان دما در مركز خورشيد حدود 10تا 14 ميليون درجه سانتي گراد مي باشد كه از سطح آن با حرارتي نزديك به 5600 درجه و به صورت امواج الكترومغناطيسي در فضا منتشر مي شود.
زمين درفاصله 150 ميليون كيلومتري خورشيد واقع است و 8 دقيقه و 18 ثانيه طول مي كشد تا نور خورشيد به زمين برسد بنابراين سهم زمين دردريافت انرژي از خورشيد حدود از كل انرژي تابشي آن مي باشد.
جالب است بدانيد كه سوختهاي فسيلي ذخيره شده دراعماق زمين ، انرژيهاي باد و آبشار و امواج درياها وبسياري موارد ديگر از جمله نتايج همين مقدار انرژي دريافتي زمين از خورشيد مي باشد.
تاريخچه
شناخت انرژی خورشیدواستفاده ازآن برای منظورهاي مختلف به زمان ماقبل تاريخ باز مي گردد. شايد به دوران سفالگري ، در آن هنگام روحانيون معادبد به كمك جامهاي بزگ طلايي صيقل داده شده و اشعه خورشيد ، آتشدانهاي محرابهارا روشن مي كردند. يكي از فراعنه مصر معبدي ساخته بودكه با طلوع خورشيد درب آن باز و با غروب خورشيد درب بسته مي شد. ولي مهمترين روايتي كه درباره استفاده از خورشيد بيان شده داستان ارشميدس دانشمند و مخترع بزرگ يونان قديم مي باشد كه ناوگان روم را با استفاده ازانرژي حرارتي خورشيد به آتش كشيد گفته مي شود كه ارشميدس با نصب تعداد زيادي آئينه هاي كوچك مربعي شكل دركنار يكديگر كه روي يك پايه متحرك قرار داشته است اشعه خورشيد را از راه دور روي كشتيهاي روميان متمركز ساخته و به اين ترتيب آنها را به آتش كشيده بود.
درايران نيز معماري سنتي ايرانيان باستان نشان دهنده توجه خاص آنان دراستفاده صحيح و موثر ازانرژي خورشيد در زمان هاي قديم بوده است.
با وجود آنكه انرژي خورشيد و مزاياي آن درقرون گذشته به خوبي شناخته شده بود ولي بالا بودن هزينه اوليه چنين سيستمهايي از يك طرف و عرضه نفت و گاز ارزان از طرف ديگر سد راه پيشرفت اين سيستمها شده بود. تا اينكه افزايش قيمت نفت درسال 1973 باعث شد كه كشورهاي پيشرفته صنعتي مجبور شدند به مسئله توليد انرژي از راه هاي ديگر (غير از استفاده سئختهاي فسيلي) توجه جدي تري نمايند.
كاربردهاي انرژي خورشيد
درعصر حاضرازانرژي خورشيدي توسط سيستمهاي مختلف و براي مقاصد متفاوت استفاده و بهره گيري مي شود كه عبارتند از :
1- استفاده ازانرژی حرارتی خورشید برای مصارف خانگی،صنعتی ونیروگاهی
2- تبديل مستقيم پرتوهاي خورشيد به الكتريسيته بوسيله تجهيزاتي به نام فتو ولتائيك.
استفاده از انرژي حرارتي خورشيد
اين بخش از كاربردهاي انرژي خورشيدي شامل دو گروه نيروگاهي و غيرنيروگاهي مي باشد.
كاربردهاي نيروگاهي
تاسيساتي كه با استفاده از آنها انرژي جذب شده حرارتي خورشيد به الكتريسيته تبديل مي شود نيروگاه حرارتي خورشيدي ناميده مي شود. اين تاسيسات براساس انواع متمركز كننده هاي موجود و برحسب اشكال هندسي متمركز كننده ها به سه دسته تقسيم مي شوند.
الف- نيروگاههايي كه گيرنده آنها آينه هاي سهموي ناوداني هستند (شلجمي باز)
ب- نيروگاههايي كه گيرنده آنها در يك برج قرار دارد و نور خورشيد توسط آينه هاي بزرگي بنام هليوستات به آن منعكس مي شود. (دريافت كننده مركزي)
پ- نيروگاههاي كه گيرنده آنها بشقابي سهموي (ديش) مي باشد (شلمجي بشقابي)
قبل از توضيح درباره نيروگاه خورشيدي بهتر است شرح مختصري از نحوه كاركرد نيروگاههاي توليد الكتريسيته داده شود.
بهتر است بدانيم درهرنيروگاهي اعم از نيروگاههاي آبي ،نيروگاههاي بخاري و نيروگاههاي گازي براي توليد برق از ژنراتورهاي الكتريكي استفاده مي شود كه با چرخيدن اين ژنراتورها برق توليد مي شود. اين ژنراتورهاي الكتريكي انرژي دوراني خود را از دستگاهي بنام توربين تامين مي كنند. بدين ترتيب مي توان گفت كه ژنراتورها انرژي جنبشي را به انرژي الكتريكي تبديل مي كنند. تامين كننده انرژي جنبشي ژنراتورها، توربينها هستند توربينها انواع مختلف دارند در نيروگاههاي بخاري توربينهايي وجود دارند كه بخار با فشار و دماي بسيار بالا وارد آنها شده و موجب به گردش درآمدن پره هاي توربين مي گردد. درنيروگاههاي آبي كه روي سدها نصب مي شوند انرژي پتانسيل موجود در آب موجب به گردش درآمدن پره هاي توربين مي شود بدين ترتيب مي توان گفت درنيروگاههاي آبي انرژي پتانسيل آب به انرژي جنبشي و سپس به الكتريكي تبديل مي شود، در نيروگاههاي حرارتي براثرسوختهاي فسيلي مانند مازوت ، آب موجوددر سيستم بسته نيروگاه داخل ديگ بخار (بويلر) به بخار تبديل مي شود و بدين ترتيب انرژي حرارتي به جنبشي و سپس به الكتريكي تبديل مي شود در نيروگاههاي گازي توربينهايي وجود دارد كه بطور مستقيم براثر سوختن گاز به حركت درآمده و ژنراتور را مي گرداند و انرژي حرارتي به جنبشي و سپس به الكتريكي تبديل مي شود.و اما در نيروگاههاي حرارتي خورشيدي وظيفه اصلي بخشهاي خورشيدي توليد بخارمورد نياز براي تغذيه توربينها است يا به عبارت ديگر مي توان گفت كه اين نوع نيروگاهها شامل دو قسمت هستند:
الف) سيستم خورشيدي كه پرتوهاي خورشيد را جذب كرده و با استفاده از حرارت جذب شده توليد بخار مي نمايد.
ب) سيستمي موسوم به سيستم سنتي كه همانند ديگر نيروگاههاي حرارتي بخارتوليد شده را توسط توربين و ژنراتور به الكتريسيته تبديل مي كند.
نقد و بررسیها
هنوز بررسیای ثبت نشده است.