انرژی خورشیدی


انرژی خورشیدی

آیا انرژی خورشید قابل استفاده است؟

اگر ما از انرژی خورشید استفاده کنیم، آیا از انرژی منبع (خورشید) کم می‌شود؟!

چرا خورشید به عنوان منبع انرژی تجدیدپذیر مطرح می‌شود؟

 

 

آیا به این موضوع فکر کرده‌اید که سفینه‌های فضایی یا ماهواره‌ها انرژی خود را چگونه تامین می‌کنند؟

فضاپیمای ویُجر چگونه توانست مدت مدیدی کار کند. انرژی آن از کجا تامین می‌شد؟

ene900

 

چرا در روزهای زمستانی مایل هستیم زیر نور خورشید قدم بزنیم؟

چرا بعضی ساعت‌ها می‌توانند بدون باتری و کوک! کار کنند؟

آیا در منازل می‌توان از انرژی خورشیدی استفاده نمود؟چگونه؟

 

برای پاسخ به این سوال‌ها به متن زیر توجه کنید.

دیدگاه تاریخی:

در حدود 2000 سال پیش فیثاغورث به وسیله بازتاب نور از یکسری آینه مقعر و متمرکز کردن نور آن روی کشتی‌های دشمن، آن‌ها را به آتش کشید.

pe-jo-ri-hkp-046ArchimedesFleet mod article

 

انرژی خورشیدی جزو منابع انرژی تجدیدپذیر محسوب می‌شود.

باتری‌‌های خورشیدی، مستقیماً انرژی خورشید را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کنند.

از باتری خورشیدی برای تامین انرژی ماهواره‌‌ها استفاده می‌شود.

ماشین حساب، دوربین‌‌های اتوماتیک و نور سنج‌‌ها از باتری خورشیدی بعنوان منبع تأمین انرژی (کاری یا فعال‌سازی) استفاده می‌کنند.

pe-jo-ri-mot-234
source1

 

در برخی کشورها از باتری خورشیدی برای پمپ کردن آب بهره می‌برند.

pe-jo-ri-mot-228

 

در سال ١٩٥٤ اولین نمونه باتری خورشیدی اختراع شد. ماده اصلی باتری خورشیدی سیلیکون است که در شن وجود دارد. ماده اولیه باتری خورشیدی ارزان است. بازده باتری خورشیدی ١٠% الی ٢٥% است (ظاهراً بازه کمی است) با این حال بعضی مواقع استفاده از انرژی خورشید غیر قابل اجتناب است.

pe-jo-ri-mot-211
pe-jo-ri-mot-220pe-jo-ri-mot-221

 

 

 

در برخی نیروگاه‌های دیگر از گرمای انرژی خورشیدی استفاده شده و به کمک آن ، آب جوش می‌آید. سپس بخار آب باعث چرخش توربین و مولد برق می‌شود. اولین نیروگاه تولید انرژی الکتریکی از نور خورشید در ایتالیا ساخته شد. ٢٧٠ آینه هر کدام به قطر ١ متر انرژی خورشیدی را در نقطه‌ای جمع نموده و دمای آب در آن نقطه (بخار آب) به ٥٠٠ درجه سانتیگراد می‌رسد.

در اودلیای فرانسه نیز انرژی خورشیدی در یک نقطه جمع شده و بوسیله آن آب گرم می‌شود. آب گرم شده در منازل نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد.

 

 

انرژی خورشیدی- طرز استفاده

 

روش‌های مختلفی برای استفاده از انرژی خورشیدی وجود دارد.

در یکی از این روش‌ها، صفحه‌های خورشیدی انرژی خورشید را جمع نموده و باعث بالا رفتن دمای آب می‌شوند (آب گرم شده در منزل استفاده می‌شود). معمولاً صفحه‌های خورشیدی سیاه هستند زیرا این رنگ تابش خورشید را بهتر جذب می‌کند.

solar07solar17
 

 

روش دیگر استفاده از انرژی خورشیدی باتری خورشیدی است. باتری‌های خورشیدی انرژی خورشیدی را مستقیماً به الکتریسیته تبدیل می‌کنند.

engs49
pe-jo-ri-mot-227
pe-jo-ri-mot-223

 

روش سوم برای استفاده از انرژی خورشیدی:

از آینه‌‌های مقعر برای جمع ‌آوری نور خورشید استفاده می‌شود. در فرانسه چنین آینه‌‌هایی نور خورشید را در محلی جمع نموده و دمـای آن مـحـل تـا ٣٠٠ درجـه بـالا می‌‌رود. گرمای زیاد در این محل باعث بخار شدن آب می‌شود. بخار حاصل از آن برای به حرکت در آوردن مولد بکار می‌رود.

engs37engs36

 

روش چهارم برای استفاده از انرژی خوشیدی، تبدیل مستقیم این انرژی به انرژی حرکتی است. در این روش معمولاً انرژی خورشیدی توسط آینه‌هایی در یک محل جمع می‌شود. در این محل یک موتور استرلینگ (یک موتور ویژه که انرژی گرمایی را مستقیماً به انرژی حرکتی تبدیل می‌کند) قرار می‌دهند. موتور استرلینگ به مولد وصل است و بدین ترتیب می‌توان برق تولید نمود.

  
pe-jo-ri-mot-133

 

نکات:

انرژی خورشیدی در تمام نقاط زمین وجود دارد، البته میزان آن به محل، ساعت و روز بستگی دارد. انرژی خورشیدی را به سختی می‌توان ذخیره نمود. ٣٠% انرژی خورشید توسط جو بازتاب می‌شود، ٤٧% آن باعث گرم شدن زمین، جو و دریا می‌شود. ٢٣% آن در چرخه تولید باران بکار می‌رود. ٢/٠% ‎آن باعث تولید باد و موج و جریان‌های اقیانوس می‌شود. ٠٣/٠% در عمل فتوسنتز استفاده می‌شود و کلاً ٩٩% انرژی زمین از خورشید حاصل می‌شود.

مشخصات یک نیروگاه انرژی خورشیدی

اطلاعات زیر مربوط به یک نیروگاه خورشیدی است.

solar03
  

تعداد آینه

١٨١٨ عدد

مساحت هر آینه

٢٧متر مربع

ارتفاع کانون

m ٧٨

دمای بخار آب

c ٥٣٠

توان خروجی

Mw ١٠

  
pe-jo-ri-mot-226

 

نوعی دیگر نیروگاه خورشیدی در فرانسه

engs36engs37
  

تعداد آینه

١١٠٠٠ عدد

دمای کانون آن

c ٣٠٠

 

در نواحی که ما زندگی می‌کنیم توان انرژی خورشید در هر متر مربع حدود ٢٠٠ وات است. باتری‌های خورشیدی ١٠% الی ٢٥% انرژی خورشید را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کنند. این بدان معنی است که برای تولید انرژی الکتریکی به مقدار Mw ١٠٠٠ باید زمینی به مساحت ١٠٠ کیلومتر مربع را با باتری خورشیدی بپوشانیم.

pe-jo-ri-mot-228

 

 

 

انرژی خورشیدی- مزایا و معایب

 

مزایا:

انرژی خورشید تجدیدپذیر است. خورشید ٥٠٠٠ بار بیش‌تر از سایر انرژی‌های تجدیدپذیر دیگر انرژی تأمین می‌کند. هزینه تولید باتری‌‌های خورشیدی به شدت در حال کاهش است و در عین حال بازده آن‌ها بهتر می‌شود. انرژی خورشیدی مجانی است.

SOLAR

 

در مناطق دور افتاده که انتقال انرژی دشوار است (مثل کوهستان یا بیابان) استفاده از انرژی خورشیدی مقرون به صرفه است.

pe-jo-ri-mot-231pe-jo-ri-mot-232

 

در ضمن انرژی خورشیدی هیچ آلودگی در بر ندارد.

معایب و مضرات :

تولید انرژی الکتریکی توسط خورشید بسیار گران است. اگر چه انرژی خورشید زیاد است اما جمع‌آوری و ذخیره و استفاده از آن بسیار سخت است. در اوقات زمستان که نیاز به انرژی بیش‌تری احساس می‌شود میزان انرژی خورشیدی کاهش می‌یابد.

pe-jo-ri-mot-237

 

برای تولید انرژی به مقدار قابل توجه به مساحت زیادی نیازمند هستیم.

pe-jo-ri-mot-236

 

در طول روز که زاویه پرتوی نوری خورشید عوض می‌شود انرژی دریافتی از آن تغییر می‌کند. برای مشاهده‌ی اثر زاویه پرتوی نور خورشید بر میزان دریافت انرژی خورشیدی به مدل‌سازی زیر توجه کنید.

به نظر شما نحوه‌ی قرار گیری باتری‌های خورشیدی چگونه است؟

 

 

اثرات زیست محیطی:

مساحتی که نیروگاه خورشیدی اشغال می‌کند. بسیار بسیار بیش‌تر از نیروگاه‌های با سوخت فسیلی است.pe-jo-ri-mot-904
موادی که برای ساخت نیروگاه خورشیدی از آن‌ها استفاده می‌شود (مثل شیشه و پلاستیک) غیر قابل بازیافت هستند.pe-jo-ri-mot-227

 

پرسش: جنس و رنگ لوله‌های صفحه‌های خورشیدی چیست؟ در انتخاب آن به چه نکانی باید توجه داشت؟

چگونه می‌توان میزان جذب انرژی توسط صفحات خورشیدی را افزایش داد؟

علت استفاده از انرژی خورشیدی را در شکل‌های زیر بیان کنید.

 

pe-jo-ri-mot-230
pe-jo-ri-mot-230
pe-jo-ri-mot-229

 

 


مطالب مشابه :


انرژی خورشیدی

فنی ومهندسی - انرژی خورشیدی - مقالات وجزوات برق تهیه و تنظیم :پیمان سلیمان نژاد مهندس برق و




نحوه محاسبه انرژی خورشیدی

برق خورشیدی - نحوه محاسبه انرژی خورشیدی - » ما به چه می اندیشیم ( ) » عکسهای از پانل های




انرژی خورشیدی

فیزیک - انرژی خورشیدی - فیزیک خورشید از گازهایی نظیر هیدروژن (۸/۸۶ درصد) هلیوم (۳ درصد) و ۶۳




استفاده از انرژی خورشیدی

انرژی خورشیدی نور و گرمای تولید شده توسط خورشید است. انرژی ستاره خورشید یکی از منابع عمده




انرژی خورشیدی

انرژی فتو ولتائیک انرژی فتو ولتایک تبدیل نور خورشید به الکتریسیته از طريق یک سلول فتو




انرژی خورشیدی

انرژی خورشیدی خورشید یک راکتور هسته‌ای طبیعی بسیار عظیم است. که ماده در آن جا بر اثر همجوشی




انرزی خورشید

شناخت انرژی خورشیدی و استفاده از آن برای منظورهای مختلف به زمان ماقبل تاریخ باز می‌گردد.




انرژی خورشیدی

در برخی نیروگاه‌های دیگر از گرمای انرژی خورشیدی استفاده شده و به کمک آن ، آب جوش می‌آید.




تاریخچه انرژی خورشیدی

برق خورشیدی - تاریخچه انرژی خورشیدی - » ما به چه می اندیشیم ( ) » عکسهای از پانل های خورشیدی




انرزی خورشیدی

انرژی خورشیدی عظیم ترین منبع انرژی در جهان است. این انرژی پاک، ارزان و بی پایان بوده و در




برچسب :