پاورپوینت-انرژی خورشیدی

دسته بندي : فنی و مهندسی » مکانیک
خورشید سرچشمه ی عظیم و بیکران انرژی است،که حیات زمین به آن بستگی دارد و همه ی انواع دیگر انرژی نیز به گونه ای از آن نشات گرفته اند.اگر تمام سوختهای فسیلی موجود در جهان را جمع کنیم و بسوزانیم ،این انرژی معادل تابش خورشید به زمین تنها برای 4 روز خواهد بود.و حرارت و نوری که در هر ثانیه از خورشید به زمین می رسد،میلیون ها ملیون برابر قدرت بمب اتمی منفجر شده در هیروشیما با ناکازاکی است.

هر چند استفاده از انرژی خورشیدی هنوز آن قدر که باید توسعه نیافته است، اما انرژی مورد نیاز حدود 160 هزار روستا در جهان بر پایه ی انرژی خورشیدی است.

همان گونه که می‌دانید کشور اندونزی از چندین هزار جزیره‌ی کوچک و بزرگ تشکیل شده‌است، و به کارگیری نیروگاه و خطوط انتقال در آن کشور در عمل امکان پذیر نمی‌باشد. لذا در اکثر روستاهای اندونزی انرژی خورشیدی تنها راه حل است، و به این طریق حدود 20 میلیون نفر از مردم اندونزی لازم را از طریق خورشی کسب می‌کنند.

بنابراین با تحقیقاتی که در سراسر دنیا در حال انجام است، به زودی استفاده و بهره‌برداری از نیروگاهای بزرگ خورشیدی همه‌گیر خواهد شد.

امروزه شش شیوه‌ی تولید برق از نور خورشید شناخته شده است:

آینه‌ی سهمی‌گون
دریافت کننده‌ی مرکزی
آینه‌های شلجمی (بشقابی یا یا استرلینک)
دودکش خورشیدی
استخر خورشیدی
سلولهای نوری (فتوولتاییک)
اما امروزه بیشتر با به‌کارگیری سلول‌های خورشیدی یا راه‌اندازی نیروگاههای حرارتی، انرژی خورشید را مهار می‌کنند.

نیروگاههای خورشیدی با هزینه‌ای بسیار کم، بدون تولید گازهای مخرب و بدون اشتغال فضاهای مفید، بزودی جایگزینی کامل برای نیروگاههای سوخت فسیلی خواهند بود.

کشور ما، بر کمربند خورشیدی زمین قرار دارد و یک چهارم مساحت آن را کویرهایی با شدت تابش بیش از 5 کیلو وات ساعت به متر مربع، پوشانده است که اگر یک درصد این مساحت برای ساخت نیروگاه خورشیدی با بازده 10 درصد به کا برود، تقریبا" 63 ملیون مگا وات ساعت برق (یعنی حدود 4 برابر تولید فعلی برق در کشور )تولید خواهد شد.

مهم ترین فناوری های موجود در زمینه‌ی انرژی خورشیدی حرارتی، تمرکز انرژی خورشیدی و فتوولتاییک است. سلول‌های فتوولتاییک از آفتاب سوخت می‌گیرند نه از حرارت. این سلول‌ها که غالبا" از سیلیکن نیمه‌هادی ساخته شده‌اند، نور آفتاب را مستقیما" به برق تبدیل می‌کنند.ساده‌ترین سلول‌های فتوولتاییک نیروی مورد نیاز ساعتهای مچی و ماشین حساب‌ها را تامین می‌کنند.

در فرآیند فتوولتاییک، ذرات نور که فوتون نام داشته، به داخل سلول‌ها نفوذ کرده و با آزاد کردن الکترون از اتم‌های سیلیکن جریان الکتریکی تولید می‌کنند.تا زمانی که تابش نور خورشید به داخل سلول ادامه یابد الکتریسیته تولید می‌شود. این سلول‌ها الکترون‌های خود را مانند باتری‌ها تمام نمی‌کنند، آنها مبدل‌هایی بوده که یک نوع انرژی (خورشیدی) را به نوعی دیگر (جریان الکترونها)تبدیل می‌کند.

خورشید از گازهایی نظیر هیدروژن (۷۳٫۴۶درصد) هلیوم (۲۴٫۸۵ درصد) و عناصر دیگری تشکیل شده است که از جمله آن‌ها می‌توان به اکسیژن، کربن،نئون و نیتروژن اشاره نمود.

انرژی ستاره خورشید یکی از منابع عمدهٔ انرژی در منظومه شمسی می‌باشد. طبق آخرین برآوردهای رسمی اعلام شده عمر این منبع انرژی بیش از ۱۴ میلیارد سال می‌باشد. در هر ثانیه ۲/۴ میلیون تن از جرم خورشید به انرژی تبدیل می‌شود. با توجه به جرم خورشید که حدود ۳۳۳ هزار برابر جرم زمین است. این کره نورانی را می‌توان به‌عنوان منبع عظیم انرژی تا ۵ میلیارد سال آینده به حساب آورد.

میزان دما در مرکز خورشید حدود ۱۰ تا ۱۴ میلیون درجه سانتیگراد می‌باشد که از سطح آن با حرارتی نزدیک به ۵۶۰۰ درجه و به صورت امواج الکترو مغناطیسی در فضا منتشر می‌شود.

زمین در فاصله ۱۵۰ میلیون کیلومتری خورشید واقع است و ۸ دقیقه و ۱۸ ثانیه طول می‌کشد تا نور خورشید به زمین برسد؛ بنابراین سهم زمین در دریافت انرژی از خورشید میزان کمی از کل انرژی تابشی آن می‌باشد. سرمنشاء تمام اشکال مختلف انرژیهای شناخته شده تاکنون شامل (سوختهای فسیلی ذخیره شده درزمین، انرژی‌های بادی، آبشارها، امواج دریاها و...) موجود در کره زمین از خورشید می‌باشد.

انرژی خورشید همانند سایر انرژی‌ها بطور مستقیم یا غیر مستقیم می‌تواند به دیگر اشکال انرژی تبدیل شود، همانند گرما و الکتریسیته و... ولیکن موانعی شامل (ضعف علمی و تکنیکی در تبدیل بعلت کمبود دانش و تجربه میدانی - متغیر و متناوب بودن مقدار انرژی به دلیل تغییرات جوی و فصول سال و جهت تابش - محدوده توزیع بسیار وسیع) موجب گردیده تا استفاده کمی از این انرژی صورت گیرد.

استفاده ازمنابع عظیم انرژی خورشید برای تولید انرژی الکتریسته، استفاده دینامیکی، ایجاد گرمایش محوطه‌ها و ساختمانها، خشک کردن تولیدات کشاورزی و تغییرات شیمیایی و... اخیراً شروع گردیده‌است.

انرژی خورشیدی[ویرایش]

انرژی خورشیدی منحصربه‌فردترین منبع انرژی تجدیدپذیر در جهان است و منبع اصلی تمامی انرژی‌های موجود در زمین می‌باشد. انرژی خورشیدی به صورت مستقیم و غیرمستقیم می‌تواند به اشکال دیگر انرژی تبدیل گردد. به‌طور کلی انرژی متصاعد شده از خورشیدی در حدود ۳٫۸ در ۱۰۲۳ کیلووات در ثانیه می‌باشد.

ایران با داشتن حدود ۳۰۰ روز آفتابی در سال جزو بهترین کشورهای دنیا در زمینه پتانسیل انرژی خورشیدی در جهان می‌باشد. با توجه به موقعیت جغرافیای ایران و پراکندگی روستای در کشور، استفاده از انرژی خورشیدی یکی از مهمترین عواملی است که باید مورد توجه قرار گیرد. استفاده از انرژی خورشیدی یکی از بهترین راه‌های برق رسانی و تولید انرژی در مقایسه با دیگر مدل‌های انتقال انرژی به روستاها و نقاط دور افتاده در کشور از نظر هزینه، حمل‌نقل، نگهداری و عوامل مشابه می‌باشد.

با توجه به استانداردهای بین‌المللی اگر میانگین انرژی تابشی خورشید در روز بالاتر از ۳٫۵ کیلووات ساعت در مترمربع (۳۵۰۰ وات/ساعت) باشد استفاده از مدلهای انرژی خورشیدی نظیر کلکتورهای خورشیدی یا سیستم‌های فتوولتائیک بسیار اقتصادی و مقرون به صرفه است.

در بسیاری از قسمتهای ایران انرژی تابشی خورشید بسیار بالاتر از این میانگین بین‌المللی می‌باشد و در برخی از نقاط حتی بالاتر از ۷ تا ۸ کیلو وات ساعت بر مترمربع اندازه‌گیری شده است ولی بطور متوسط انرژی تابشی خورشید بر سطح سرزمین ایران حدود ۴٫۵ کیلو وات ساعت بر مترمربع است.[۱]

تاریخچه[ویرایش]

شناخت انرژی خورشیدی و استفاده از آن برای منظورهای مختلف به زمان ماقبل تاریخ باز می‌گردد. شاید به دوران سفالگری، در آن هنگام روحانیون معابد به کمک جام‌های بزرگ طلائی صیقل داده شده و اشعه خورشید، آتشدان‌های محرابها را روشن می‌کردند. یکی از فراعنه مصر معبدی ساخته بود که با طلوع خورشید درب آن باز و با غروب خورشید درب بسته می‌شد.

ولی مهم‌ترین روایتی که دربارهٔ استفاده از خورشید بیان شده داستان ارشمیدس دانشمند و مخترع بزرگ یونان قدیم می‌باشد که ناوگان روم را با استفاده از انرژی حرارتی خورشید به آتش کشید گفته می‌شود که ارشمیدس با نصب تعداد زیادی آئینه‌های کوچک مربعی شکل در کنار یکدیگر که روی یک پایه متحرک قرار داشته‌است اشعه خورشید را از راه دور روی کشتی‌های رومیان متمرکز ساخته و به این ترتیب آنها را به آتش کشیده‌است. در ایران نیز معماری سنتی ایرانیان باستان نشان دهنده توجه خاص آنان در استفاده صحیح و مؤثر از انرژی خورشید در زمان‌های قدیم بوده‌است.