مقاله انرژی خورشیدی، صفحات فوتوولتائیک ونیروگاه خورشیدی

مقاله ای زیبا درباره انرژی خورشیدی ، تولید برق خورشیدی و سایر کاربردهای این منبع عظیم انرژی پاک

دسته بندی	برق
فرمت فایل	docx
حجم فایل	2118 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل	58

دریافت فایل

فروشنده فایل

کد کاربری 7560

تمام فایل ها

2-2 سلول های خورشیدی

سلول خورشیدی عبارت است از قطعات نیم رسانایی که انرژی خورشیدی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کنند . رسانندگی این مواد به طور کلی به دما ، روشنایی ، میدان مغناطیسی و مقدار دقیق ناخالصی موجود در نیم رسانا بستگی دارد . سلول خورشسدی که عنصر اصلی تشکیل دهنده یک آرایه فوتوولتائیک است از یک پیوند نیمه هادی p-n 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 الکترریکی جاری می شود . از ویژگی های سلول خورشیدی می توان به این موارد اشاره کرد : جای یادی اشغال نمی کنند ، قسمت متحرک ندارند ، بازده آنها با تغییرات دمایی محیط تغییرات چندانی نمی کند ، نسبتا به سادگی نسب می شوند ، به راحتی اب سیستم های به کار رفته در ساختمان جور می شوند . همچنین از اشکالات سلول های خورشیدی می توان به تولید وسایل فوتوولتائیک که هزینه زیادی دارد و چگالی انرژی تابشی که بسیار کم است اشاره کرد که در فصول مختلف و ساعات متفاوت شبانه روز تغییر می کند و باید ذخیره شود و این موضوع بسیار هزینه بر است . فرایند تبدیل انرژی در یک سلول خورشیدی در شکل (2-1) مشاهده می شود .

شکل (2-1)

یک سلول خورشیدی از جنس سیلیکن ، ولتاژی بین 5 تا 6 ولت تولید می کند و به همین دلیل تعداد زیادی از سلول ها را در یک ماژول خورشیدی به صورت سری متصل می کنند ت سطح ولتاژ بیشتری حاصل شود . برای اینکه سطح ولتاژ و جریان مورد نیاز بار الکتریکی تامین شود ، مجموعه ای از ماژول های خورشیدی به صورت سری و موازی متصل می شوند و این مجموعه مانند شکل زیر یک آرایه خورشیدی را بوجود می آورد .

شکل (2-2) آرایه خورشیدی

بدلیل تغییر میزان الکترون های تولید شده در سلول با تغییر شدت نور تابیده شده بر آن ، مشخصه الکتریکی سلول تغییر می نماید . در شکل (2-3) منحنی مشخصه های خروجی یک سلول خورشیدی بدلیل تغییر میزان الکترون های تولید شده در سلول با تغییر شدت نور تابیده شده بر آن ، مشخصه الکتریکی سلول تغییر می کند . در این شکل چنانچه دیده می شود ، جریان تولید شده توسط سلول خورشیدی تغییرات زیادی با تغییر تابش شدت نور دارد و توان الکتریکی تولید شده توسط آن نیز تغییرات زیادی خواهد داشت .

شکل (2-3) مشخصه های خروجی یک ماژول

2-3 مبانی فیزیکی سلول های خورشیدی

ساختمان اتمی کلیه مواد متشکل از الکترون ها پروتن ها ونترون ها می باشد . پروتن ها با ابر مثبت و نو ترون ها با بار خنثی تشکیل دهنده هسته اتم هستند . و الکترون ها با وزن بسیار کم و بار الکتریکی منفی در مدار های مجاز به دور هسته در حال چرخشند . اگر چه اتم دارای ذرات باردار است ولی از نظر الکتریکی خنثی می باشد . چگونگی توزیع وتعداد الکترون ها در سطحی ترین مدار اتم که دارای بالاترین سطح انرژی می باشد تعیین کننده بیشترین خواص الکتریکی و حرارتی ماده است . در یک عایق الکترون های مدار کامل هستند وتفاوت انرژی این مدار تا انرژی مدار بعدی ( موسوم به باند هدایت ) بسیار زیاد می باشد به طوری که تحت شرایط عادی انتقال الکترون های والانس به باند هدایت امکان پذیر نمی باشد .

انرژی خورشیدیانرژی های نوانرژی های تجدید پذیرتولید برق خورشیدیصفحات تولید برق خورشیدینیروگاه خورشیدی

مقاله بررسی جامع انرژی خورشیدی

مقاله بررسی جامع انرژی خورشیدی در 28 صفحه ورد قابل ویرایش

دسته بندی	فنی و مهندسی
فرمت فایل	doc
حجم فایل	31 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل	28

دریافت فایل

فروشنده فایل

کد کاربری 6017

تمام فایل ها

مقاله بررسی جامع انرژی خورشیدی در 28 صفحه ورد قابل ویرایش

آبگرمکن خورشیدی

مقدمه:

سیستم های حرارتی خورشیدی نقش مهمی در انرژی خورشیدی دارد، استفاده از دستگاه های خورشیدی سابقه طولانی دارد، گفته شده است ارشمیدس تقریباً در سال 214 قبل از میلاد از آینه مقعر برای داغ کردن آب استفاده کرده است. سیستم های حرارتی امروزی نیز کم هزینه ترین کاربرد انرژی خورشیدی را دارد.

حرارت خورشید استفاده از حرارت انرژی خورشید را توجیح می کند. بنابراین تعداد متفاوتی از دستگاه های فنی وجود دارد که اضافه بر گرم کردن فضا، داغ کردن آب یا فرآیندهای صنعتی سیستم های انرژی خورشیدی را می توان برای سرمایش یا تولید برق با کارخانه های تولید برق خورشیدی مورد استفاده قرار داد. قسمت های عملیاتی اصلی عبارتند از:

گرم کردن استخر شنای خورشیدی
آبگرمکن های خانگی خورشیدی
حرارت کم خورشید برای گرم کردن فضای داخل ساختمان ها
پردازش حرارتی خورشیدی
تولید برق خورشیدی

چون این حیطه های عملیاتی خیلی دور از دسترس هستند، این بخش فقط جنبه های مهم آبگرمکن های خانگی خورشیدی و استخرهای خورشیدی را با سیستم های دارای صفحات خورشیدی بسته و باز مورد بحث قرار می دهیم. بخش های زیر به کاربرد بعضی کمیت های ترمودینامیک در توضیح اصول نیاز دارد. جدول 1-3 مهمترین پارامترها، علائم آنها و واحدهایشان را نشان می دهد.

جدول 1-3: کمیت های ترمودینامیک را برای محاسبات حرارتی نشان می دهد.

نام


نشانه


واحد

حرارت، انرژی

جریان حرارت

درجه حرارت

درجه حرارت ترمودینامیک

ظرفیت حرارتی خاص

رسانایی حرارتی

ضریب همبستگی انتقال حرارت

ضریب همبستگی انتقال حرارت

ضریب همبستگی سطحی انتقال حرارت







انرژی به شکل حرارت Q با جریان گرماQo مرتبط می باشد.

1-3

هر تغییر درجه حرارت نیز باعث تغییر حرارت می شود تغییر در حرارت را می توان با ظرفیت خاص c و جرم m ماده تحت تأثیر قرار گرفته محاسبه کرد.

2-3

ممکن است بعضی ابهامات رخ دهد که به استفاده از معیارهای متفاوت دما مرتبط باشد، مقیاس فارنهایت معمولاً برای کار عملی استفاده نمی شود. ولی همزیستی درجه حرارت در مقیاس سلسیوس و درجه حرارت مطلقT به کلوین مسئله سازی می باشد. تبدیل سلسیوس به کلوین از فرمول زیر استفاده می شود.

3-3

فرمول تبدیل فارنهایت به سلسیوس و کلوین را می توان در ضمیمه دید. مقدار عددی تفاوت درجه حرارت به درجه سلسیوس مانند تفاوت دما در کلوین (k) می باشد. برای تعادل صحیح واحدها تفاوت دما در فرمول بالا برای تغییر حرارت باید به کلوین باشد. همین مورد به معادلاتی مربوط می شود که در بخش بعد ارائه خواهند شد. ولی چون مقیاس سلسیوس نسبت به کلوین رایج تر است، مقیاس سلسیوس برای اکثر تفاوت های درجه حرارتی ومعادلات این بخش مورد استفاده قرار داده می شود. جریان حرارتQo که باعث تغییر حرارت با ظرفیت حرارتی ثابتc می شود به صورت زیر است:

4-3

برای ظرفیت حرارت مواد متفاوت به جدول 2-3 مراجعه شود.

شکل 1-3 ساخت لایه های n با حیطه سطحی را نشان می دهد. از یک طرف درجه حرارت و از طرف دیگر وجود دارد. گردیان دما، جریان دما از طریق لایه ها با فرمول زیر را به دست می آورد.

5-3

این جریان دما Qoباعث می شود دما در سمت دارای درجه حرارت کمتر افزایش یابد و در سمت دیگر کاهش داشته باشد تا اینکه هر دو طرف از همان دما برخوردار شوند. اگر میزان دما یک طرف بیشتر از طرف دیگر باشد تغییردرجه حرارت در سمتی که از دمای بالاتری برخوردار است را می توان نادیده گرفت. برای مثال میزان دمای محیط اطراف یک ساختمان خیلی بالاتر از داخل ساختمان است. جریان گرما از طریق دیوارهای ساختمان درجه حرارت هوای خارج را تغییر نمی دهد و این مصداق دارد خواه درجه حرارت محیط نسبت به درجه حرارت ساختمان کمتر باشد یا بیشتر باشد.

جدول 2-3: ظرفیت گرمایی (c) برای بعضی مواد در را نشان می دهد.

نام

شکل 1-3 انتقال حرارت از طریق لایه هایn با همان حیطه سطحی A

شکل

ضریب همبستگی انتقال حرارت به صورت فرمول زیر است:

6-3

که می توان با ضریب همبستگی سطح انتقال حرارت a2,a1 هر دو طرف، رسانایی حرارتی و ضخامت لایه SI، تمام لایه های n محاسبه کرد. جدول 3-3 رسانایی حرارتی مواد متعدد را نشان می دهد.

سیستم های حرارتی خورشیدی برای آبگرمکن

گرمکن خورشیدی استخر شنا

این بخش ابتدا گرمکن استخر شنا را مورد بحث قرار می دهد، به این دلیل نیست که استخرهای شنای آب گرم مزایای اکولوژیکی ندارد- آنها همیشه نیاز زیادی در ارتباط با آب پاکیزه و انرژی دارد. ولی تقاضا برای دمای پایین برای گرم کردن استخر باعث می‌شود که از سیستم های انرژی خورشیدی ساده و اقتصادی استفاده شود که در این بخش کاربرد گسترده ای دارد.



استخرهای شنا در مناطق آب و هوای معتدل معمولاً به سیستم های حرارتی نیاز دارند، در غیر این صورت آانها فقط به مدت چند هفته در سال کاربرد خواهند داشت. برای مثال حدود 500 هزار استخر شنا در آلمان ساخته شده است. چون درجه حرارت متوسط هوا حتی در تاستان زیر 20 درجه سانتی گراد است. پتانسیل عظیمی برای آبگرمکن خورشیدی استخر وجود دارد در موارد زیادی سیستم های گرمایش خورشیدی استخر شنا قبلاً با سیستم های گرمایشی معمولی رقابت داشته است.

نیاز گرمایی برای استخرهای شنای سرباز تا حد زیادی به پرتوهای خورشید متکی می‌باشد. در زمستان وقتی که نور خورشید کم است استخرهای شنای سرباز معمولاً قابل استفاده نمی باشند، در خلال فصل تابستان و دوره های انتقالی حرارت خورشید گزینه خوبی می باشد. امروزه مقادیر خیلی زیادی از سوخت های فسیلی برای گرم کردن استخر سرباز تلف می شود. گرچه گرمایش خورشیدی استخر همان گونه که در شکل 2-3 نشان داده شده است را می توان برای اکثر سیستم های حرارت دهی بر پایه سوخت فسیلی جایگزین کرد.

·محفظه کلکتور

·جذب کننده (سلول خورشیدی)

جذب کننده در داخل محفظه کلکتور صفحه ای مسطح قرار دارد. این جذب کننده نور خورشید را به حرارت تبدیل می سازد و آن را به آب موجود در لوله هایی انتقال مید هد که از درون سیستم عبور می کنند.

محفظه کلکتوردر قسمت پشت آن و اطراف آن کاملاً عایق بندی می شود تا اتلاف حرارتی به حداقل ممکن برسد. ولی هنوز بعضی اتلاف های حرراتی کلکتوری که عمدتاً به تفاوت درجه حرارت بین جذب کننده و هوای محیط بستگی دارد. این اتلاف‌های حرارتی به انتقال گرما (همرفت) و اتلاف های پرتویی مربوط می شود. جابجایی هوا باعث اتلاف های انتقال گرمایی (همرفتی) می شود.

قاب شیشه ای روی کلکتورها را می پوشاند و باعث جلوگیری از اکثر اتلاف های حرارتی ناشی از انتقال گارما می شود. اضافه بر این آن منتشر شدن حرارت از جذب کننده به محیط را به همین روش مانند وضعیت گلخانه ای کاهش می دهد. ولی شیشه نیز قسمت کمی از نور خورشید را منعکس می سازد.

که نمی تواند به جذب کننده (سلول خورشیدی) برسد. شکل 6-3 و 7-3 مکانیزم و جریان انرژی در کلکتورهای صفحه ای مسطح را نشان می دهد.

پوشش شیشه ای جلویی قسمت اندکی از نیروی تابش خورشید همانطور که در شکل 8-3 نشان داده شده است منعکس و جذب می کند اکثر پرتو خورشیدی از شیشه عبور می کند.

انعکاس P، جذبa، مقدار عبورT را می توان در این فرایندها توضیح داد. جمع این مقدار باید همیشه مساوی با 1 باشد.

(7-3) P+P+T=1

نیروهای تابشی هماهنگ به صورت فرمول ذیل می باشد.

8-3

شکل 6-3 فرایند در کلکتور صفحه ای مسطح را نشان می دهد.

جذب پرتوهای خورشیدی باعث بالارفتن حرارت قاب شیشه ای می شود. اگر شیشه دارای تعادل حرارتی برخوردار باشد، آن باید پرتو جدا شده را ساطع نماید. پس برق ناشی از پرتو ساطع شده مساوی با برق پرتو جذب شده می باشد در غیر اینصورت شیشه به طور نامحدودی گرم می شود. بنابراین شدت انتشار با میزان جذب a برابر است:

(9-3) a=E

از یک طرف پوشش جلویی باید در اکثر پرتوهای خورشیدی قابل نفوذ باشد. از طرف دیگر آن همینطور باید پرتو حرراتی جذب کنند (سلول خورشید) را در عقب نگه دارد و اتلاف های انتقال حررات به محیط را کاهش دهد. اکثر کلکتورها از شیشه تک لایه ساخته شده و از شیشه خورشیدی به طور حرارتی با آهن کم عمل آوری شده استفاده می کنند. این شیشه دارای شدت انتشار بالا (t-1) است و مقاومت خوبی در مقابل تأثیرات محیطی دارد.

پوشش های جلویی ساخته شد و از شیشه نسبت به نمونه های ساخته شده از پلاستیک برتری دارند و به این دلیل است که طول عمر پلاستیک به خاطر مقاومت کمتر در مقابل تابش ماوراء بنفش و تأثیرات آب و هوایی کمتر است.

لعاب دادن دوگانه می تواند باعث کاهش اتلاف های حرارتی شود همین طور قدرت پرتو تابشی خورشید را کاهش می دهد و هزینه ها را افزایش می دهد.

شکل 7-3 تبدیل انرژی در کلکتور خورشیدی و اتلاف های حرارتی را نشان می دهد.

1

استفاده از مواد خالص برای پوشش دهی جلویی می تواند کارآیی کلکتور را افزایش دهد.

این مواد باید باعث وارد شدن پرتو شوند، اما انتشارات infrares به سمت خارج از پشت صفحه جذب کننده را منعکس سازند. انعکاس های infrared شیشه مانند in2o3 یا zno2 با شدت انتشار بالا برای نور قابل رؤیت می باشد.اما انعکاس بالا برای infrared این لایه ها را برآورده می سازد. جدول 5-3 پارامترهای در ارتباط با این مواد را نشان می دهد، ولی هزینه های بالاتر و شدت انتشار ضعیف تر نور قابل رؤیت در مقایسه با شیشه استاندارد باعث جلوگیری از استفاده گسترده این مواد گردیده است.

محفظه کلکتور را می توان از پلاتسکی، فلز یا چوب ساخت، محفظه آن باید پوشش شیشه ای جلویی را آب بندی نماید تا هیچ حرارتی نتواند از داخل آن به خارج انتقال داده شود و گرد و خاک حرارت یا رطوبت به داخل کلکتور سرایت نکند. تعداد زیادی از کلکتورها دارای تهویه کنترل شده می باشند تا از ایجاد شدن در داخل آنها جلوگیری کرد کلکتورها روی طرف داخل پوشش شیشه ای قرار داده می شوند.

تحقیق بررسی جامع انرژی خورشیدیپژوهش بررسی جامع انرژی خورشیدیمقاله بررسی جامع انرژی خورشیدیدانلود تحقیق بررسی جامع انرژی خورشیدیبررسی جامع انرژی خورشیدیانرژی خورشیدی

انرژی خورشیدی ، صفحات فوتوولتائیک و نیروگاه خورشیدی

خورشید کرهای بهقطرتقریبی 139*106 کیلومترویباشدکه درفاصله متوسط 149*108 کیلومتری زمین قرارگرفته است

دسته بندی	برق
فرمت فایل	doc
حجم فایل	3307 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل	110

دریافت فایل

فروشنده فایل

کد کاربری 15

تمام فایل ها

خورشید کرهای بهقطرتقریبی 1.39*10⁶ کیلومترویباشدکه درفاصله متوسط 1.49*10⁸ کیلومتری زمین قرارگرفته است.این کره که عمدتا از هیدروژن تشکیل شده است ویک 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 576کلوین میباشد در حالی که دمای قسمت های داخلی آن حدود 8*10⁶تا 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 فضا باز میگردد حدود%42 ازآن پس از رسیدن به سطح زمین بطور مستقیم در دریاها وخشکی ها تبدیل به گرما و حدود %24 از آن صرف چرخه تبخیر وباران کره زمین و ایجاد 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 ..

فهرست مطالب

چکیده:1

صفحات فوتوولتاییک:2

نیروگاه خورشیدی:3

فصل اول:4

انرژی خورشیدی.. 4

1- 1مقدمه:5

1- 2 تاریخچه. 8

3-1 تعاریف.. 8

1-3-1 ا نرژی جنبشی:9

2-3-1انرژِی پتا نسیل:10

3-3-1اصل بقای جرم وانرژی:12

1-4 منبع انرژی خورشیدی.. 15

7-1 کاربرد های ا نرژی خورشیدی.. 18

1-7-1 سیستم‌های فتوبیولوژیک :20

2-7-1 سیستم‌های فتوشیمیایی :20

3-7-1 سیستم‌های فتوولتائیک :20

4-7-1سیستم های حرارتی و برودتی :20

1) سیستم‌های فتوبیولوژی :21

2) سیستم‌های شیمی خورشیدی:21

3) سیستم‌های فتوولتائیک:22

8-1موقعیت کشورایران ازنظرمیزان دریافت انرژی خورشیدی.. 25

فصل دوم:26

صفحات فوتوولتائیک... 26

1-2مقدمه. 27

1-1-2استفاده ازالکتریسیته PV درکشورهای درحال توسعه. 27

2-1-2 طبیعت ومهیابودن تابش خورشیدی:28

3-1-2سلول PV ، ماژولها وآرایه ‌ها:28

2-2سلول خورشیدی.. 30

3-2مبانی فیزیکی سلول های خورشیدی.. 32

4-2موادتشکیل دهنده سلول های خورشیدی.. 35

2- 5 استفادهاز نانو لوله ‌های کربنی در ساختپیل‌هایخورشیدی.. 36

6-2 پدیده فتوولتائیک... 37

7-2 سیستم فتوولتائیک. 39

2) قسمت واسطه یابخش توان مطلوب.. 43

11-2انواع روشهای استفاده ازسیستمهای فتوولتائیک... 53

12-2کاربردصفحات فتوولتائیک... 55

19-2برآورد هزینه سیستمهای برق خورشیدی.. 75

20-2 کم شدن نگرانی هادرباره ی آلودگی ناشی ازساخت سلول های خورشیدی.. 77

23-2 دودکش خورشیدی.. 78

کلکتور. 83

8-22-2نتیجه‌گیری:87

فصل سوم:89

نیروگاه های خورشیدی.. 89

1-3 ا نواع نیروگاه های خورشیدی.. 90

3-3 کوره خورشیدی.. 100

4-3طول عمر مولدهای برق خورشیدی.. 100

5-3مزیت نسبی سیستم های مولد خورشیدی.. 101

6-3سیستم های ( پکیج ) مستقل تامین برق خورشیدی.. 102

8-3منابع ومآخذ:103

انرژی خورشیدیصفحات فوتوولتائیکنیروگاه خورشیدی

بررسی تئوری و تجربی عملکرد یک آب‌گرم‌کن خورشیدی با کلکتور صفحه تخت

هدف از این تحقیق مقایسه تحلیل تئوری و نتایج تجربی حاصل از تست عملی بر روی یک کلکتور خورشیدی صفحه تخت، با توجه به شرایط آب و هوایی شهر تهران می‌باشد

دسته بندی	مکانیک
فرمت فایل	doc
حجم فایل	9727 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل	133

دریافت فایل

فروشنده فایل

کد کاربری 15

تمام فایل ها

هدف از این تحقیق مقایسه تحلیل تئوری و نتایج تجربی حاصل از تست عملی بر روی یک کلکتور خورشیدی صفحه تخت، با توجه به شرایط آب و هوایی شهر تهران می‌باشد. به این منظور ابتدا یک کلکتور صفحه تخت از نظر ساختمان، بازده و سایر پارامترها بر طبق روابط انتقال حرارت به‌صورت تئوری مدل شده، پس از آن با استفاده از یک سیستم آب‌گرم‌کن خورشیدی و استفاده از یک کلکتور صفحه تخت به عنوان جاذب انرژی خورشید، داده‌های مورد نیاز به طور تجربی استخراج شده‌اند.

سیستم آب‌گرم‌کن خورشیدی مورد آزمایش که در مرکز تحقیقات انرژی خورشیدی دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران جنوب مستقر است، و بر اساس استاندارد ISO 9806-1مدل شده‌است، از یک کلکتور صفحه تخت و یک مخزن ذخیره تشکیل شده‌است. کلکتور شامل دو هدر افقی به قطر داخلی mm12 و 12 عدد رایزر عمودی می‌باشد که به‌صورت موازی قرار گرفته‌اند. صفحات جاذب از فین های مجزا تشکیل شده‌اند. جنس فین ها از آلومینیوم بوده و از شیشه معمولی به ضخامت mm4 به عنوان پوشش صفحه جاذب برای جلوگیری از اتلافات جابجایی و تابشی استفاده شده‌است. از آن‌جایی که آزمون‌ها در فصل تابستان انجام شده‌است و دمای هوا در هنگام شب به گونه‌ای نیست که باعث یخ‌زدگی آب داخل کلکتور شود، به این جهت تنها از آب (بدون ضد یخ) به عنوان سیال انتقال حرارت استفاده شده‌است. هم‌چنین دمای محیط، میزان تابش روی سطح کلکتور صفحه تخت و سرعت باد محوطه مورد آزمایش توسط یک دستگاه ثبت کننده اطلاعات ثبت شده‌اند.

بازده و انرژی مفید کسب شده توسط کلکتور به‌صورت تجربی با مقادیر حاصل از مدل تئوری مقایسه شده و بر طبق نتایج به‌دست آمده مدل تجربی با مدل تئوری مطابقت خوبی دارد. آزمایشات فوق با دبی‌های مختلف انجام گرفت و با کاهش دبی سیال عبوری از کلکتور، افزایش در انرژی مفید کسب شده و بازده کلکتور مشاهده گردید. بر اساس آزمایشات انجام شده، حداکثر بازده ممکن برای یک کلکتور خورشیدی صفحه تخت زمانی حاصل می‌شود که حتی الامکان دمای آب ورودی کلکتور به دمای هوای محیط نزدیک باشد. هم‌چنین عوامل تاثیر گذار بر بازده یک کلکتور خورشیدی صفحه تخت، از جمله فاصله بین رایزرها، نوع پوشش شیشه‌ای کلکتور، ضخامت عایق حرارتی، جنس عایق، نوع سیال انتقال حرارت و... مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته و با توجه به مقایسه های انجام شده می‌توان نمودار‌های مفیدی پیرامون بازده کلکتور بر اساس پارامتر‌های تاثیرگذار رسم نمود. این نمودار‌ها علاوه بر استفاده در صنعت ساخت تجهیزات خورشیدی، می‌تواند به عنوان راهنما جهت تست سایر کلکتور‌های مشابه مورد استفاده قرار گیرد.

فهرست مطالب

چکیده 1
مقدمه 2
فصل اول : کلیات
° 1-1) مقدمه
° 1-2) تاریخچه
° 1-3) کاربردهای انرژی خورشیدی
فصل دوم : انواع کلکتور خورشیدی و بررسی استانداردهای مربوطه
° 2-1) مقدمه
° 2-2) کلکتورهای صفحه تخت
° 2-2-1) صفحه جاذب
° 2-2-2) صفحات پوششی یا جداری
° 2-2-3) محفظه کلکتور
° 2-3) کلکتور لوله خلاء
° 2-4) کلکتور سهموی
° 2-5) زاویه شیب کلکتور خورشیدی
° 2-6) مقایسه استاندارهای تست کلکتورهای تخت خورشیدی 9806-1ISO، EN 12975-2 و ASHRAE 93
° 2-6-1) استاندارد ASHRAE 93
° 2-6-1-1) تست ثابت زمانی- τ
° 2-6-1-2) تست بازده حرارتی -gη
° 2-6-1-3) تست اصلاح کننده زاویه تابش - Kθb(θ)
° 2-6-1-4) توزیع دمای ورودی به کلکتور برای تست بازده حرارتی
فهرست مطالب
عنوان مطالب شماره صفحه °
° 2-6-1-5) مدت زمان انجام تست
° 2-6-2) استاندارد ISO 9806-1 و EN 12975-2
° 2-6-2-1) تست ثابت زمانی- τ
° 2-6-2-2) تست بازده حرارتی -gη
° 2-6-2-3) تست اصلاح کننده زاویه تابش - Kθb(θ)
° 2-6-2-4) توزیع دمای ورودی به کلکتور برای تست بازده حرارتی
° 2-6-2-5) روش تست شبه دینامیکی استاندارد EN12975-2
° 2-7) مقایسه استاندارد ها
فصل سوم : آب‌گرم‌کن‌های خورشیدی و بررسی استاندارد‌های مربوطه
3-1) مقدمه
3-2) اجزای آب‌گرم‌کن خورشیدی
3-3) شرح دستگاه آب‌گرم‌کن خورشیدی
3-4) انواع آب‌گرم‌کن‌های خورشیدی
° 3-4-1) سیستم گردش اجباری
° 3-4-1-1) سیستم گردش اجباری- مدار بسته
° 3-4-1-2) سیستم گردش اجباری- مدار باز
° 3-4-2) سیستم با گردش طبیعی
° 3-4-2-1) سیستم گردش طبیعی- ترموسیفون- مدار باز
° 3-4-2-2) سیستم گردش طبیعی- ترموسیفون- مدار بسته
3-5) بررسی و مقایسه استانداردهای آب‌گرم‌کن خورشیدی
° 3-5-1) استاندارد ISO 9459
° 3-5-1-1) استانداردهای راندمان ( عملکرد ) سیستم
° 3-5-1-2) روش آزمون بر اساس تست در فضای داخلی
° 3-5-1-3) آزمون در فضای خارج برای سیستم‌های فقط خورشیدی
° 3-5-1-4) آزمون در فضای خارجی برای سیستم‌های آب‌گرم‌کن خورشیدی با گرم‌کن کمکی با یک مخزن ذخیره
° 3-5-2) استانداردهای اروپایی برای سیستم‌های گرمایش خورشیدی
° 3-5-2-1) استانداردهای اروپایی جدید
° 3-5-2-2) روش‌های تست برای سیستم‌های آب‌گرم‌کن‌های خورشیدی ( EN 12976-2و ENV 12977-2)
° 3-5-3) استاندارد ASHRAE 95
° 3-5-4) مقایسه استاندارد‌های تست آب‌گرم‌کن خورشیدی
° 3-5-4-1) مقایسه سه استاندارد9459-2 ISO ، ISO 9459-3و ASHRAE 95
فصل چهارم : معادلات حاکم بر تعیین عملکرد کلکتور‌های صفحه تخت و حل نمونه عددی
4-1) مقدمه
4-2) تابش خورشیدی
4-3) تشعشع جذب شده و عبور تشعشع از میان پوشش شیشه‌ای
° 4-3-1) انعکاس تشعشع
° 4-3-2) جذب پوشش شیشه‌ای
° 4-3-3) حاصل‌ضرب ضریب های عبور – جذب ( )
4-4) کلکتورهای صفحه تخت و معادلات مربوطه
° 4-4-1) انرژی مفید
° 4-4-2) توزیع دما در کلکتورهای صفحه تخت خورشیدی
° 4-4-3) ضریب انتقال گرمای کل یک کلکتور
° 4-4-4) توزیع دما بین لوله‌ها و ضریب بازدهی کلکتور
° 4-4-4-1) لوله در زیر صفحه جاذب
° 4-4-4-2) لوله در بالای صفحه جاذب
° 4-4-4-3) لوله در وسط صفحه جاذب
° 4-4-5) ضریب دفع گرمای کلکتور و ضریب جریان
4-5) تست کلکتور
° 4-5-1) بازده
4-6) حل عددی
4-7) مشخصات تجهیزات مورد استفاده
4-8) مشخصات فنی کلکتور صفحه تخت
4-9) حل معادلات برای یک حالت نمونه
فصل پنجم : آزمایش، نتایج و ترسیم نمودارهای مربوطه
° 5-1) مقدمه
° 5-2) روش انجام آزمایش
° 5-3) نتایج
° 5-4) نمودار‌ها و تحلیل
° 5-4-1) نمودارهای داده‌های هواشناسی
° 5-4-2) تغییرات دمای خروجی از کلکتور بر حسب تغییرات دبی
° 5-4-3) بررسی انرژی دریافتی مدل تئوری و تجربی
° 5-4-4) بررسی بازده کلکتور در مدل‌های تئوری و تجربی
° 5-4-5) نمودار‌های افت دما در مسیر آب ورودی
° 5-5) بررسی اثر پارامترهای مختلف
° 5-5-1) تاثیر موقعیت قرارگیری لوله و صفحه جاذب
° 5-5-2) تاثیر زاویه کلکتور خورشیدی
° 5-5-3) تاثیر تعداد شیشه‌های محافظ کلکتور
° 5-5-4) تاثیر فاصله بین رایزرهای صفحه جاذب بر بازده کلکتور
° 5-5-5) تاثیر پوشش صفحه جاذب بر بازده کلکتور
° 5-5-6) تاثیر ضخامت عایق حرارتی بر بازده کلکتور
° 5-5-7) تاثیر جنس عایق بر بازده کلکتور
° 5-5-8) تاثیر نوع سیال انتقال حرارت بر بازده کلکتور
° 5-5-9) تاثیر فشار گاز داخل کلکتور بر بازده
نتیجه گیری
پیشنهادات برای ادامه طرح
منابع و ماخذ
فهرست منابع فارسی
فهرست منابع لاتین
چکیده انگلیسی

فهرست جدول ها

عنوان

شماره صفحه

2-1- شرایط تست شبه دینامیکی	19
2-2- دمای متوسط سیال و شرایط آب و هوایی برای هر نوع روز	20
2-3- بیشترین دمای خروجی بر اساس نوع کلکتور	20
2-4- مقایسه حدود مجاز پارامتر‌های مختلف جهت دست‌یابی به شرایط یکنواخت در سه استاندارد	21
2-5- شرایط آب و هوایی لازم در سه استاندارد	21
2-6- شرایط زمانی بازه داده و پیش بازه داده برای تست در حالت کلکتور ساکن	22
3-1- تشابه پارامتر‌های تست آب‌گرم‌کن خورشیدی در ISO 9459-2، ISO 9459-3 ، ASHRAE 95	36
3-2- تفاوت‌های پارامتر‌های تست آب‌گرم‌کن خورشیدی در ISO 9459-2 ، ISO 9459-3، ASHRAE 95	36
4-1- مشخصات فنی کلکتور مورد آزمایش، ساخت شرکت دریا	64
4-2 - پارامترهای موثر جهت حل یک نمونه عددی	65
5-1 - مقادیر محاسبه شده با دبی 200 لیتر بر ساعت	70
5-2 - مقادیر محاسبه شده با دبی 150 لیتر بر ساعت	71
5-3 - مقادیر محاسبه شده با دبی 100 لیتر بر ساعت	71

فهرست شکل‌ها

عنوان

شماره صفحه

2-1- کارکرد کلکتور صفحه تخت در حالت کلی

	8
2-2 - کلکتور صفحه تخت به همراه اجزای آن	9
2-3 - صفحه جاذب	10
2-4 - فرآیند حرارتی یک کلکتور صفحه تخت	11
2-5 - کلکتورتخت، مایع و هوایی	12
2-6 - کلکتور لوله‌ای تحت خلاء	13
2-7 - انواع کلکتورهای تحت خلاء	14
2-8 - کلکتور سهموی	14
2-9 - زاویه کلکتور خورشیدی	15
3-1- طرح ساده‌ای از یک آب‌گرم‌کن خورشیدی	25
3-2- طرح کلی یک آب‌گرم‌کن خورشیدی به همراه قسمت‌های مختلف آن	26
3-3- سیستم اجباری- مدار بسته	28
3-4- سیستم اجباری- مدار باز	28
3-5- آب‌گرم‌کن با سیستم ترموسیفون	29
3-6- سیستم گردش طبیعی- ترموسیفون- مدار باز	30
3-7- سیستم گردش طبیعی- ترموسیفون- مدار بسته	30
4-1- زوایای تابش و انعکاس در محیطی با ضریب شکست های و	40
4-2- عبور از یک پوشش شیشه‌ای غیر جاذب	41
4-3- جذب تابش خورشید توسط صفحه جاذب زیر شبکه پوشش شیشه‌ای	42
4-4- برش عمودی از یک گردآورنده خورشیدی	43
4-5- توزیع دمای صفحه جاذب	44
4-6- شبکه گرمایی یک گردآورنده صفحه تخت با یک پوشش شیشه‌ای	46
4-7- شبکه گرمایی معادل	46
4-8- a- ترکیب لوله و صفحه جاذب	48
4-8-b,c- معادله انرژی صفحه جاذب	49
4-9- مقاومت‌های ایجاد شده در مقابل جریان گرما به سیال در حالتی‌که لوله در زیر صفحه جاذب باشد	52
4-10- نحوه اتصال لوله و صفحه جاذب در حالتی‌که لوله در زیر صفحه جاذب باشد	52
4-11- نحوه اتصال لوله و صفحه جاذب در حالتی‌که لوله در بالای صفحه جاذب باشد	54
4-12- مقاومت‌های ایجاد شده در مقابل جریان گرما به سیال در حالتی‌که لوله در بالای صفحه جاذب باشد	54
4-13- نحوه اتصال لوله و صفحه جاذب در حالتی‌که لوله در وسط صفحه جاذب باشد	56
4-14- مقاومت‌های ایجاد شده در مقابل جریان گرما به سیال در حالتی‌که لوله در وسط صفحه جاذب باشد	56
4-15- پیرانومتر و دما سنج نصب شده در سایت تست	60
4-16- باد سنج و ثبت کننده اطلاعات	60
4-17- باد سنج، ثبت کننده اطلاعات و مخزن ذخیره	61
4-18- سنسور دما و نمایشگر دیجیتالی	62
4-19- پمپ و مانومتر	62
4-20- شیر کنترل کننده دبی و کلکتور صفحه تخت	63
4-21- نمای کلی از تجهیزات نصب شده در سایت تست دانشگاه آزاد اسلامی تهران جنوب	63
5-1- داده‌های ثبت شده توسط ایستگاه هواشناسی در روز 8 آگوست 2011	72
5-2- دمای هوا و میزان تشعشع در روز 8 آگوست 2011 برای نقاط داده برداری شده	72
5-3- دمای ورودی و خروجی در حالت‌های تئوری و تجربی با دبی آب 200 لیتر بر ساعت	73
5-4- دمای ورودی و خروجی در حالت‌های تئوری و تجربی با دبی آب 150 لیتر بر ساعت	73
5-5- دمای ورودی و خروجی در حالت‌های تئوری و تجربی با دبی آب 100 لیتر بر ساعت	74
5-6- میزان خطای اطلاعات ثبت شده از سایت تست	74
5-7- اختلاف دمای ورودی و خروجی برای دبی‌های مختلف	75
5-8- انرژی دریافتی در مدل تئوری و تجربی با دبی آب 200 لیتر بر ساعت	76
5-9- انرژی دریافتی در مدل تئوری و تجربی با دبی آب 150 لیتر بر ساعت	76
5-10- انرژی دریافتی در مدل تئوری و تجربی با دبی آب 100 لیتر بر ساعت	77
5-11- انرژی دریافتی در مدل تئوری و تجربی با دبی‌های آب گذرنده مختلف	77
5-12- مقدار انرژی کسب شده توسط کلکتور صفحه تخت	78
5-13- مقایسه حرارت اندازه‌گیری شده و مورد انتظار برای کلکتور با دبی 200 لیتر بر ساعت	79
5-14- مقایسه حرارت اندازه‌گیری شده و مورد انتظار برای کلکتور با دبی 150 لیتر بر ساعت	79
5-15- مقایسه حرارت اندازه‌گیری شده و مورد انتظار برای کلکتور با دبی 100 لیتر بر ساعت	79
5-16- بازده مدل تئوری و تجربی با دبی آب گذرنده 200 لیتر بر ساعت	80
5-17- بازده مدل تئوری و تجربی با دبی آب گذرنده 150 لیتر بر ساعت	81
5-18- بازده مدل تئوری و تجربی با دبی آب گذرنده 100 لیتر بر ساعت	81
5-19- مقایسه بازده مدل تئوری و تجربی با دبی‌های آب گذرنده متفاوت	82
5-20- مقایسه مقادیر تئوری و تجربی بازده کلکتور	82
5-21- افت دمای مسیر مخزن تا ورودی کلکتور با دبی 200 لیتر بر ساعت	83
5-22- افت دمای مسیر مخزن تا ورودی کلکتور با دبی 150 لیتر بر ساعت	83
5-23- افت دمای مسیر مخزن تا ورودی کلکتور با دبی 100 لیتر بر ساعت	84
5-24- انرژی دریافتی کلکتور صفحه تخت با توجه به موقعیت قرار گیری لوله و صفحه جاذب	85
5-25- انرژی دریافتی کلکتور صفحه تخت با توجه به زاویه کلکتور با سطح زمین	86
5-26- انرژی دریافتی کلکتور صفحه تخت با تعداد کاورهای شیشه‌ای کلکتور	86
5-27- بازده کلکتور صفحه تخت با توجه به فاصله بین رایزرهای صفحه جاذب	87
5-28- بازده کلکتور صفحه تخت با توجه به ضریب نشر کاور شیشه‌ای کلکتور	88
5-29- نمودارهای بازده کلکتور خورشیدی برای ضخامت‌های مختلف عایق حرارتی	88
5-30- اثر جنس عایق بر بازده کلکتور خورشیدی	89
5-31- اثر نوع سیال انتقال حرارت بر بازده کلکتور خورشیدی	89
5-32- اثر فشار گاز داخل کلکتور بر بازده	90

عملکردآب‌گرم‌کن خورشیدیکلکتور صفحه تختکلکتورانرژی خورشیدی

پتانسیل کاربرد انرژی خورشیدی در ایران

در شرایط کنونی، تلاش در جهت خودکفایی و رفع وابستگی های تکنولوژی کشورمان، یکی از مبرمترین وظایف آحاد ملت ایران است و هرکس بنابه موقعیت خویش بایستی در این راستا گام بردارد

دسته بندی	مکانیک
فرمت فایل	doc
حجم فایل	1327 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل	73

دریافت فایل

فروشنده فایل

کد کاربری 15

تمام فایل ها

در شرایط کنونی، تلاش در جهت خودکفایی و رفع وابستگی های تکنولوژی کشورمان، یکی از مبرمترین وظایف آحاد ملت ایران است و هرکس بنابه موقعیت خویش بایستی در این راستا گام بردارد. یکی از صنایع کشور که پیشرفت دیگر صنایع در گرو پیشرفت و توسعه آن است، صنعت برق می باشد. نیروگاههای موجود تولید برق از تکنولوژی بسیار بالایی برخوردارند، به طوری که در حال حاضر طراحی و ساخت آنها در انحصار چند کشور خاص می باشد. با توجه به اینکه رسیدن به این تکنولوژی در آینده نزدیک برای مان مقدور نیست، این سؤال پیش می آید که برای تأمین انرژی بدون نیاز به تکنولوژی وارداتی چه باید کرد؟ برج نیرو پاسخ مناسبی است به این سؤال چرا که از یک سو بحران انرژی را حل کرده و از سوی دیگر با داشتن تکنولوژی ساده و در عین حال مناسب برای شرایط اقلیمی کشورمان می تواند ما را در تأمین انرژی موردنیاز یاری نماید.

در ابتدا پیش گفتاری در مورد بحران انرژی در جهان آورده شده و در ادامه آن مقایسه ای اجمالی بین انواع انرژیهای موجود و لزوم استفاده از انرژی خورشید مورد بررسی قرار گرفته است.

در فصل اول پس از آشنایی مقدماتی با برج نیرو، مختصری در مورد کیفیت ساختمانی اجزاء برج و عملکرد آنها بیان شده و نهایتاً امکانات بهره برداری اضافی و افزایش راندمان در برجهای نیرو مطرح شده است.

فصل دوم به تئوری تشعشع خورشید اختصاص داده شده. در این قسمت با توجه به نیازی که مشاهده گردید ابتدا مکانیزم پدیده تشعشع و قوانین مربوط به آن به طور خیلی مختصر گفته شده است. در ادامه مطلب، تشعشع خورشید و عواملی که برروی شدت تشعشع آن اثر می گذارند و نهایتاً پوشش ها بررسی شده اند.

فصل سوم شامل محاسبات دودکش است. در این فصل فشار رانش دودکش، دمای هوای خروجی از دودکش، تلفات دودکش و بالاخره راندمان دودکش مطرح شده است.

در فصل چهارم به بررسی تئوریک توربین پرداخته شده است. ابتدا با داشتن افت فشار در دوطرف پروانه قدرت ماکزیمم توربین محاسبه شده و سپس با داشتن قدرت ماکزیمم، فاکتور بتز، برای این نوع توربین خاص بدست آمده است. نهایتاً توان واقعی و نیروی وارد بر پره ها، مورد بررسی قرار گرفته اند.

فصل پنجم شامل اطلاعات مختصری در مورد کلکتور است. در این فصل به بررسی بالانس انرژی در کلکتور، پرداخته شده است. همچنین مقایسه ای بین بالانس انرژی برجهای نیرو و سایر نیروگاههای خورشیدی انجام شده است.

فصل ششم به ارزیابی اقتصادی برجهای نیرو اختصاص داده شده. در این قسمت ابتدا، هزینه مخصوص اجزاء مختلف (دودکش، توربین، کلکتور) و سپس هزینه مخصوص کل پروژه برای دو نوع پوشش شیشه ای و پلاستیکی مورد بررسی قرار گرفته است. در ادامه برخی از مزیتهای برج نیرو نسبت به سایر نیروگاهها، بیان شده است.

در فصل آخر مشخصات و نتایج حاصل از اولین برج نیروی آزمایشی که در مانزانارس اسپانیا احداث گردیده آورده شده است.

فهرست مطالب

چکیده. 1

پیش گفتار:3

چرا انرژی خورشیدی؟. 3

الف- واکنش هسته ای فیژن:6

ب- واکنش هسته ای فیوژن:8

انرژی خورشید:9

فصل اول.. 12

آشنایی با برج نیرو. 12

اجزاء برج نیرو:14

2- توربین و ژنراتور:15

3- کلکتور:16

امکانات بهره برداری اضافی:17

فصل دوم. 19

انتقال انرژی از طریق تشعشع.. 19

خواص تشعشعی:21

قانون پلانک:22

تشعشع خورشید:23

اثر فاصله زمین از خورشید:25

June. 26

تأثیر زاویه میل:26

صفحات پوششی:29

قابلیت انعکاس پوشش:29

قابلیت عبوردهی پوشش:30

قابلیت جذب پوشش:30

جنس پوشش:30

اثر رنگ برروی جذب انرژی تشعشعی:32

فصل سوم. 33

محاسبات دودکش.... 33

فشار رانش:34

راندمان دودکش:36

تلفات اصطکاکی:38

فصل چهارم. 39

محاسبات توربین.. 39

توان کلی:40

فصل پنجم.. 46

مختصری در مورد کلکتور. 46

بالانس انرژی:47

فصل ششم.. 50

ارزیابی اقتصادی برجهای نیرو. 50

بررسی هزینه مخصوص:51

مقایسه برج نیرو با سایر نیروگاهها:57

2- بدون مصرف آب:58

فصل هفتم.. 60

برج آزمایشی مانزانارس... 60

و نتایج حاصل از آن.. 60

مدهای بهره برداری توربین:63

مراجع:69

انرژی خورشیدیایرانبرج نیروکلکتور