خورشید کره ای به قطرتقریبی 1.39*106 کیلومترویباشدکه درفاصله متوسط 1.49*108 کیلومتری زمین قرارگرفته است.این کره که عمدتاازهیدروژن تشکیل شده است و یک راکتور طبیعی هسته ای بزرگ میباشدکه روزانه حدود 350 میلیارد تن از جرمش براثرگداخت هسته ای به انرژی تبدیل میشود.بیرونی ترین لایه خورشید که ازآن انرژی ساطع میشوددارای دمای 576 کلوین میباشد در حالی که دمای قسمت های داخلی آن حدود 8*106 تا 40*106کلوین تخمین زده میشود.میزان انرژی ساطع شده ازخورشید حدود 3.8*1023 کیلووات است که ازاین مقدارفقط یک بخش بسیاراندک آن معادل با 1.7*1014 کیلووات به جوزمین میرسد. حدود %34ازاین انرژی براثر انعکاس مستقیم به فضاباز میگردد حدود%42 ازآن پس ازرسیدن به سطح زمین بطور مستقیم دردریاها وخشکی هاتبدیل به گرما وحدود %24از آن صرف چرخه تبخیر وباران کره زمین وایجاد بادهاجریان های در یایی وامواج وپدیده فتوسنتز میشود. تابش خورشیدمنشا اغلب انرژی های موجوددر زمین نظیر انرژی بادانرژی نهفته در سوختهای فسیلی وغیره میباشد. تنها انرژی هسته ای انرژی زمین گرمایی وانرژی جزرومدازاین قاعده مستثنی میباشند.
چگالی توان حاصل ازانرژی خورشیددرخارج ازجوزمین مطابق اندازه گیریهای انجام شده توسط ماهواره هاحدود1353 وات برمتر مربع میباشد که ازمیزان آن درهنگام گذشتن ازاتمسفرزمین به دلایلی نظیر جذب تشعشع خورشید توسط گازها بخارهای آب وذرات معلق موجود در جو به مقدارنسبتا زیادی کاسته میشود حداکثرچگای توان حاصل از تابش خورشیددر سطح زمین 1000 وات بر متر مربع میباشد .چگالی توان خورشیدی درسطح زمین به عواملی نظیر عرض جغرافیایی محل ارتفاع محل از سطح در یا فصل واوقات مختلف روز،ابری یاغیرابری بودن آسمان بستگی دارد وبسیار متغیر است.
صفحات فوتوولتاییک:
سلول خورشیدی عبارت از قطعات نیمه رسانایی هستندکه انرژی تابشی خورشید رابه انرژی الکتریکی تبدیل میکنند.رسانندگی این موادبه طور کلی به دما،روشنایی ,میدان مغناطیسی و مقدار دقیق ناخالصی موجود در نیمه رسانابستگی دارد.یک سلول خورشیدی از جنس سیلیکن ،ولتاژی بین 5.0 تا 6.0 ولت تولید میکندو به همین دلیل تعدادزیادی از سلول هارادر یک ماژول خورشیدی به صورت سری متصل می کنند تاسطح ولتاژ بیشتری حاصل شود.
سلول خورشیدی که عنصر اصلی تشکیل دهنده یک آرایه فتوولتائیک است از یک پیوند نیمه هادی n-p از جنس سیلیکن ساخته می شود. برخورد فوتون های نور خورشید به سلول خورشیدی سبب تولید الکترون در نیمه هادی گشته و با اتصال بار الکتریکی ، جریان الکتریکی جاری می شود.
نیروگاه خورشیدی:
تأسیساتی که بااستفاده ازآنهاانرژی جذب شده حرارتی خورشید به الکتریسیته تبدیل میشود نیروگاه حرارتی خورشیدی نامیده می‌شوداین تأسیسات بر اساس انواع متمرکز کننده‌های موجود و بر حسب اشکال هندسی متمرکز کننده‌ها به سه دسته تقسیم می‌شوند:
- نیروگاههایی که گیرنده آنهاآینه‌های سهموی ناودانی هستند.
- نیروگاههایی که گیرنده آنها در یک برج قرار داردو نور خورشید توسط آینه‌های بزرگی به نام هلیوستات به آن منعکس میشود.(دریافت کننده مرکزی)
- نیروگاههایی که گیرنده آنها بشقابی سهموی (دیش) میباشد.
فهرستها
فهرست مطالب:
عنوان صفحه
فصل اول:انرژی خورشیدی
1-1 مقدمه..............................................14
1-2 تاریخچه.............................................17
1- 3 تعاریف.............................................18
1-3-1 انرژی جنبشی..............................................19
2-3-2 انرژِی پتانسیل............................................21
3-3-1اصل بقای جرم وانرژی.............................................23
1-4 منبع انرژی خورشیدی............................................26
1-5 ویژگی انرزی خورشیدی............................................26
1-6 نیازهاومحدودیت های انرژی خورشیدی............................................27
1-7 کاربردهای انرژی خورشیدی............................................30
1-7-1 سیستمهای فتوبیولوژیک........................................32
2-7-1 سیستمهای فتوشیمیایی.........................................32
3-7-1 سیستمهای فتوولتائیک.........................................32
4-7-1 سیستمهای حرارتی وبرودتی............................................32
1-8 موقعیت ایران ازنظردریافت انرژی خورشیدی............................................37
فصل دوم:صفحات فوتوولتاییک
2- 1 مقدمه..............................................39
1-1-2 استفاده از الکتریسیته PV در کشورهای در حال توسعه..............................................40
2-1-2 طبیعت و مهیا بودن تابش خورشیدی............................................40
3-1-2 سلول PV ، ماژولهاوآرایه‌ها.....................................41
4-1-2 سیستمهای PV خورشیدی............................................41
2-2 سلول خورشیدی............................................43
2-3 مبانی فیزیکی سلول خورشیدی............................................46
2-4 مواد تشکیل دهنده سلول های خورشیدی............................................50
2-5 استفاده ازنانولوله‌های کربنی درساخت پیل‌های خورشیدی............................................51
2-6 پدیده فوتوولتایک.........................................52
2-7 سیستم فوتوولتاییک........................................56
2-8 اصول کار پنل های فوتوولتایک..........................................60
2-9 مراحل طراحی سیستمهای فوتوولتاییک........................................62
2-10 مشخصات الکتریکی صفحات فوتوولتاییک درشرایط استاندارد......................................... .62
1-10-2 مشخصه توان دوآرایه متحرک و ثابت درطول روز................................................63
2-11 روش های استفاده از سیستم های فوتوولتاییک........................................70
2-11-1 سیستم های متصل به شبکه سراسری (GridConnected)........................................70
2-11-2 سیستم های مستقل ازشبکهStand Alone ))..................................................71
12-2کاربردصفحات فوتوولتایک.........................................72
1-12-2 فتوولتاییک های یکپارچه ساختمان............................................72
2-12-2 صفحات نمای ساختمان............................................74
3-12-2 نماهای نیمه شفاف...............................................77
4-12-2 سیستمهای سایبان.............................................78
5-12-2 مصالح بام................................................79
6-12-2 نورگیرها...........................................81
2- 13 میزان تولید انرژی الکتریکی توسط سیستم فوتوولتاییک........................................82
1-13-2بهره برداری ازسیستم های فتوولتائی برای استفاده ازانرژی
خورشیدی درسطح جهان...............................................83
2-14 افزایش توان خروجی پنل های خورشیدی............................................87
2- 15تاثیرزاویه تابش برمیزان تولیدانرژی.........................................88
2-16 تاثیرزاویه کلکتور برمیزان جذب انرژی..............................................90
2-17 آسیب پذیری پنل های خورشیدی............................................94
2-18 دلایل توجه به سیستمهای فوتوولتاییک........................................95
2- 19 برآورد هزینه سیستمهای خورشیدی............................................95
2-20 آلودگی ناشی ازساخت سلول خورشیدی............................................97
2-21 مجموعه ای ازپرسش وپا سخ های متداول درمورد
صفحات فوتوولتاییک........................................99
2- 22 باد بان خورشیدی...........................................130
1-22-2 اجزای باد بان خورشیدی...........................................131
2-22-2 سفرفضایی با به کار گیری ازنورخورشید.......................................132
2- 23 دودکش خورشیدی...........................................134
1-23-2اصول کار...............................................136
2-22-2 توان خروجی.............................................137
3-23-2 ذخیره‌سازی..........................................140
4-23-2 برج...............................................141
5-23-2 توربین‌ها...........................................141
6-22-2 مدل آزمایشی ..................................................142
7-22-2 تحولات آینده ..................................................144
8-22-2 نتیجه‌گیری..........................................145
فصل سوم : نیروگاه های خورشیدی
3-1 انواع نیروگا ههای خورشیدی...........................................148
3-2 محاسبه ابعاد نیروگاههای فتوولتایی.........................................149
3-3 کوره خورشیدی...........................................158
3-4 طول عمرمولد های خورشیدی...........................................159
5-3 مزیت نسبی سیستم های مولد خورشیدی.......................................... 160
6-3 سیستم های( پکیج ) مستقل تامین برق خورشیدی...........................................161
7-3لیست شرکتهای تولیدکننده آبگرمکن وحمام خورشیدی...........................................162
3-8 منابع ومآخذوسایت های مرتبط.............................................164
انرژی خورشیدی ،صفحات فوتوولتاییک و نیروگاه خورشیدی