نوع فایل: word
قابل ویرایش 60 صفحه
مقدمه:
انواع انرژی های نو: انــرژی خورشیــدی
انرژی خورشیدی وسیعترین منبع انرژی در جهان است. انرژی نوری که از جانب خورشید در هر ساعت به زمین می تابد، بیش از کل انرژی است که ساکنان زمین در طول یک سال مصرف می کنند. برای بهره گیری از این منبع باید راهی جست تا انرژی پراکنده آن با راندمان بالا و هزینه کم به انرژی قابل مصرف الکتریکی تبدیل شود.
1- روش های تبدیل انرژی خورشیدی به انرژی الکتریکی
با استفاده از تکنولوژی های خاص، انرژی حاصل از نور خورشید را به انرژی الکتریکی تبدیل می کنند. این تکنولوژی ها را به دو دسته می توان تقسیم کرد:
_ سیستم فتوولتاییک( PV ): که عموما"تجهیزاتی جامد وبی حرکت هستند(جزدرمورد انواع مجهزبه سیستم ردیابی خورشیدی(
_ سیستم های گرمایی خورشیدی که از نور متمرکز شده خورشید برای گرم کردن مایعی که بخار آن یک توربین را به حرکت در می آورد، استفاده می کند.
در این میان استفاده از سیستم های ولتاییک برای استفاده از نور خورشید به عنوان منبع انرژی بسیاررایج تراست. استفاده از پنل های فتوولتاییک در کشورهای پیشرفته به سرعت روبه گسترش است. استفاده از انرژی خورشیدی که یکی از اشکال انرژی موسوم به " سبز " است از سوی طرفداران محیط زیست پشتیبانی می شود. علت این استقبال را باید در ویژگیهای انرژی خورشیدی جست.
2- ویژگیهای انرژی خورشیدی
انرژی خورشیدی تمام نشدنی است.
انرژی تمیزی است و هیچ آسیبی به محیط زیست نمی رساند.
بدلیل عدم وجود قسمت های متحرک، نگهداری و اتوماسیون آن آسان است. ظرفیت آن را متناسب با نیاز می توان طراحی کرد.
3- سیستم ولتاییک چیست؟
بخش اصلی یک سیستم فتوولتاییک، پنل فتوولتاییک می باشد. پنل های فتوولتاییک که درمعرض خورشید قرار می گیرند، متشکل از سلولهای فتوولتاییک هستند. این سلول ها از مواد نیمه هادی سیلیکونی ساخته شده اند و بصورت پنل هایی به روی بام خانه ها و بطورمثال درچندین خانه درلس آنجلس(ایالات متحده آمریکا) نصب شده است. ضمن اینکه سیستم فتوولتاییک شامل تجهیزاتی ازجمله مبدل هایی برای تبدیل جریان مستقیم به جریان متناوب می باشد.
4- اصول کار یک پنل فتوولتاییک
پنل های فتوولتاییک از نیمه هادیها ساخته شده. وقتی نورخورشیدبه یک سلول فتوولتاییک می تابد، به الکترون ها در آن انرژی بیشتری می بخشد.با تابش نور خورشید الکترونها در نیمه هادی پلاریزه شده.
بدین ترتیب بین دو الکترود منفی و مثبت اختلاف پتانسیل بروز کرده و این امر موجب جاری شدن جریان بین آنها می گردد.
5- میزان تولید انرژی الکتریکی بوسیله یک سیستم فتوولتاییک
میزان تولید برق بوسیله یک سیستم فتوولتاییک معمولا" از 2 تا 50 کیلووات می باشد. یک سیستم فتوولتاییک که برای نصب روی بام ساختمان ها در شهر لس آنجلس ساخته شده است با ظرفیت توان 2 کیلو وات،3600کیلو وات ساعت انرژی در سال تولیدمی کند. این میزان تولید انرژی باعث 3/4 تن صرفه جویی درسوخت زغال سنگ برای تولید برق شده و همچنین مانع ورود گاز به اتمسفرمی گردد.
دیگر که با ظرفیت 10 کیلو وات در دره تنسی در ایالات متحده امریکا نصب شده ، بطورمتوسط یک سیستم pv در حدود 16500 کیلو وات ساعت انرژی در سال تولید می کند.این میزان انرژی کمی بیش از نیازمصرف برق یک خانه متوسط در ایالت متحده است.
6- انتخاب سایت های خورشیدی جهت نصب پنل های فتوولتاییک
سایت ها باید با معیارهای لازم فیزیکی همخوانی داشته باشند ، ازجمله اینکه آنها رو به جنوب باشد ، به خوبی در معرض آفتاب قرار داشته باشند ( آفتاب گیر باشند ) و فضای لازم و همچنین ساختار مناسبی برای نصب پنل های فتوولتاییک داشته باشند.
7- ویژگیهای سیستم های PV
به فصول بستگی ندارند ، اما در طول شبانه روز از ساعت اولیه صبح تا غروب می توانند تولید برق بوسیله سیستم های PV برق تولید کنند. پیک تولید آنها در ساعات ظهر می باشد.
واحدهای فتوولتاییک در صورت ابری بودن هوا نیز می توانند برق تولید کنند، هر چند خروجی آنها کاهش می یابد. در یک روز بسیار ابری کم نور ، یک سیستم فتوولتاییک ممکن است 5 تا 10 درصد نور خورشید در روزهای عادی را دریافت دارد، به طبع خروجی آن نیز به همان میزان کم خواهد شد.
پنل های خورشیدی در دمای پایین تر ، برق بیشتری تولید می کنند . این تجهیزات همچون سایر دستگاههای الکتریکی در صورتی که هوا خنک باشد، بهتر کار می کنند. البته سیستم هایPV در روزهای زمستانی کمتر از روزهای تابستانی انرژی تولید می کنند که علت آن نه برودت هوا ، بلکه کاهش ساعات روز و پایین بودن زاویه تابش خورشید است.
8- آسیب پذیری دستگاه های PV
پنل های خورشیدی طوری ساخته شده اند که در برابر همه سختی های محیط مانند سرمای شدید قطبی ، گرمای بیابان ، رطوبت استوایی و بادهای با سرعت بیش از 125 مایل در ساعت مقاومت می کنند. با این حال جنس این وسایل از شیشه بوده و در اثر ضربات سنگین ممکن بشکنند.
9- بهره برداری از سیستم های فتوولتایی برای استفاده از انرژی خورشیدی در سطح جهان
استفاده از انرژی خورشیدی به عنوان یک منبع به دلیل ویژگی هایی که در آغاز این مقاله ذکر شد، کاملا" فراگیر شده است. شرکت های متعددی در کشورهای مختلف نسبت به نصب این سیستم ها اقدام کرده اند و کار بهینه سازی این سیستم ها ، همچنان ادامه دارد.
شرکت آب و برق لس آنجلس در نظر دارد برنامه ایی را برای نصب سیستم های برق خورشیدی شرکت آب و برق لس آنجلس روی سقف ساختمان های این شهر به مورد اجرا گذارد. به موجب این طرح تا سال 2010 ،000/10 سیستم فتوولتاییک روی سقف ساختمان ها اعم از مسکونی و تجاری نصب خواهند شد. این سیستم ها در اتصال با شبکه کار می کنند. طبق این برنامه، هر ساختمانی برق خویش را تامین خواهد کرد. در صورتی که میزان تولید برق ساختمانی کمتراز نیاز مصرف آن باشد و همینطور در شب، کمبود برق ازسوی شبکه سراسری جبران می شود و برعکس اگرساختمانی بیش ازمصرف خود برق تولید کند، این انرژی اضافی به شبکه برق جاری خواهد شد.
اداره آب و برق لس آنجلس برای نصب سیستم های خورشیدی روی بام ساختمانها شرایطی به قرارزیر وضع کرده است:
* ساختمان یک طبقه و سقف آن تخته کوبی شده باشد.
* عمر ساختمان کمتر از 10 سال باشد.
* فضای آزاد آن حداقل 300 متر مربع و شیب آن بین 10تا 25 درجه باشد.
* ترجیحا" سوی شیب بام ساختمان به سمت جنوب یا جنوب غربی بوده و در ساعات بین 11 قبل از ظهرتا 4 بعد از ظهر سایه نخورد.
شرکت TVAدر ایالت تنسی آمریکا نیز اقدام به استفاده از انرژی خورشیدی به عنوان یک منبع انرژی " سبز " کرده است. این شرکت برای نمایش تولید برق خورشیدی و به منظور تشویق مشترکین خود به استفاده از آن دو سایت انرژی خورشیدی ، یکی درموزه علوم کامبرلند و دیگری دریک گردشگاه توریستی دردالیورد دایرکرده است.
تحقیق در زمینه کاربرد عملی سیستم برق با استفاده از پنل های فتوولتاییک بصورت متصل در شبکه برق اکیناوای ژاپن نیز ادامه دارد. این تحقیقات شامل بررسی ویژگیهای عملکرد سیستم و تاثیر باتری ها بر شبکه و همینطور راندمان و تداوم برق رسانی شبکه می باشد. در میاکو ، مصرف برق به هنگام شب ، تقریبا" با پیک روز برابر است. بنا براین از انرژی خورشیدی برای تامین بخشی از نیاز برق روزانه بطورمستقیم و برق شبانه از طریق باطری ها استفاده می شود.
انرژی خورشیدی در ایران فراوان اما گران
بیشترمناطق مرکزی و کویری ایران سرشارازمنابع انرژی خورشیدی هستند. در کویر از یک و نیم هکتار زمین ، در هر ساعت ، می شود یک مگاوات انرژی برداشت کرد.اما هزینه تبدیل انرژی خورشیدی به برق ، خیلی بالا است.( 250 تا 450 هزار تومان )که این رقم باید به 60 تا 70 هزار به ازای هر کیلو وات برسد.
وزارت نیرو 1033 آبگرمکن خورشیدی در شهرهای بوشهر، طبس، یزد، بجنورد، زاهدان و اصفهان نصب کرده است.
در خراسان نیز جهت تامین برق مورد نیاز پاسگاه مرکزی گزیک صفحه فتوولتایی نصب شده است که باید هر چندساعت یک بار رو به خورشید چرخانده شوند.( درست مانند گلهای آفتابگردان ).
با این وجود برنامه چهارم توسعه سهم چندانی برای انرژی خورشیدی درنظرنگرفته است و حالا همه توجهات معطوف به باد است چون فن آوری های استفاده ازباد بسیار مقرون به صرفه تر است. با امکانات موجود هر کیلووات انرژی را می شود با 85 هزار تومان به برق تبدیل کرد.
استــفاده از انــرژی باد در ایران :
وزش باد در بخشهایی از خراسان و گیلان وضعیت مطلوبی دارد. تا کنون 15 مگاوات نیروگاه بادی درمنطقه منجیل گیلان نصب شده که درحال افزایش به 60 مگاوات می باشد.
در این میان یکی دیگر ازراههایی که هم اکنون درایران به آن اندیشیده می شود استفاده اززباله ها است.هنوز دو پنجم (40%) ساکنان زمین برای تامین نیازهای اولیه خود به انرژی از هیزم ، فضولات حیوانی و ضایعات زراعی استفاده می کنند.
استفـاده از گاز متان :
در ایران طرحهایی برای استفاده ازگازهای متصاعد اززباله های متراکم شهری شروع شده است. در صورت استفاده درست از فن آوری استخراج گازمتان اززباله ها که به آن "آتشکاف " گفته می شود ،می توان 70% تا 80% انرژی مفید زباله ها را بازیافت کرد.یکی از این طرحها در اطراف مشهد اجرا خواهد شد.
در حال حاضر تهران بیشترین حجم زباله شهری را تولید می کند. خراسان که در مقام دوم قرار دارد یک سوم این مقدار یعنی حدود یک میلیون تن زباله می سازد. کارشناسان دفتر انرژی های نو در ایران امیدوارند با ایجاد تاسیسات جمع آوری و تمرکز گازهای ناشی از انباشت زباله های شهری ، گرمای زیادی برای تولید برق بدست آوردند.
راه آینــده :
با این همه اوصاف ، آژانس بین المللی انرژی در آخرین گزارش خود پیش بینی کرده است که تا سی سال آینده سوختهای فسیلی همچنان مهمترین منابع تامین انرژی خواهند بودو سهم انرژی های تجدید پذیر از 3% فراتر نخواهد رفت و تقاضای جهانی انرژی ظرف این سه سال دو سوم افزایش خواهد یافت و البته در ایران نیز هر سال به دو تا سه هزار مگاوات انرژی جدید نیاز است که سهم منابع تجدیدنیازاست که سهم منابع تجدید پذیر در تامین آن بسیارناچیزاست .
اما به هر حال حرکت بسوی انواع انرژی های نو یا تجدیدپذیر ما را از فاجعه تمام شدن نفت و سایر منابع تجدید ناپذیرانرژی می رهاند . ضمن آنکه چشم اندازرشد فن آوری ها نیز بسیارروشن است. با پیشرفت نانو فن آوری امیدهایی برای جهش در شیوه های تولید انرژی و مقرون به صرفه شدن آن به وجود آمده است که می تواند در تغییر پیش بینی های مراکزی چون آژانس بین المللی انرژی تاثیر بگذارد.
فهرست مطالب:
فصل اول : انرژی های قابل تجدید
1-1 انرژی خورشیدی
2-1 کاربردهای انرژی خورشیدی
3-1 انرژی آبی
4-1 انرژی بادی
5-1 انرژی جزر و مدی اقیانوس ها
6-1 انرژی امواج اقیانوس ها
7-1 انرژی زمین گرمایی (ژئوترمال)
8-1 تبدیل انرژی گرمایی اقیانوس ها
9-1 سوخت های خورشیدی (فتوسنتز)
10-1 بیوگاز
11-1 انرژی های نو و موانع اجتماعی و فرهنگی آن
فصل دوم : پیلهای هیدروژنی ـ پیلهای سوختی
1-2 پیل سوختی
2-2 کاربردها
3-2 طرز کار
4-2 مزایا
5-2 تحقیقات
6-2 حرکت اتومبیلها
7-2 تولید برق
8-2 آینده پیلهای سوختی
فصل سوم : پتانسیل جهانی انرژی بادی
1-3 مقدمه
2-3 پتانسیل کشورها
فصل چهارم : ذخیره کردن انرژی بادی
1-4 ذخیره کردن انرژی به وسیله باتری
2-4 ذخیره کردن آب به وسیله تلمبه بادی
3-4 ذخیره کردن انرژی به صورت آب داغ یا هوای داغ
4-4 تبدیل انرژی الکتریکی به گرما
5-4 ذخیره کردن انرژی به وسیله چرخ طیار
منابع و مأخذ:
1-انرژی های تجدیدپذیر نوین ، دکتر محمود ثقفی
2-پایگاه اطلاعات علمی STD
3-www.civilica.com
4-www.wikipedia.com
5-سایت خبری وزارت نیرو
پروژه انرژی های نو در تاسیسات برق. doc
