تبلیغات
انرژی خورشیدی - پروپوزال انرژی خورشیدی
 
انرژی خورشیدی
انرژی خورشیدی برای همه


 

سیستم فتوولتاییک (Photovoltaic System):

 تعریف : سامانه تبدیل انرژی مستقیم خورشیدی به الکتریسیته است.


ادامه در ادامه مطلب

 


تعاریف اولیه :

      » سلول خورشیدی( Solar Cell) : کوچکترین واحد سازنده سیستم تبدیل انرژی خورشیدی به انرژی الکتریکی است.

 .

 .

      » پنل خورشیدی (Solar Panel) : از سری قرار گرفتن سلول های خورشیدی در کنار یکدیگر ، پنل خورشیدی به وجود می آید.

.

.

      » آرایه خورشیدی (Solar Array) : مجموعه ای از پنل های خورشیدی است که جهت بدست آوردن ولتاژ و جریان دلخواه سری و یا موازی می شوند.

.

.

 

مقدمه

طبق نظــریه کوئیزر و شاکلــی در سال 1961 میلادی رانــدمان تبدیل مستقیم انرژی خورشیدی به انرژی الکتریکی در سلول های خورشــیدی صرف نظر از فناوری سلول

 خــورشیدی 30 درصــد است . این دو دانشمند آزمایش خود را بر مبنای تئوری جسم سیاه و در دمای 300 درجه کلوین و با سلول های GaAs ( گالــیم آرسناید ) در سال

1961 میلادی انجام داده اند . که تاکنون نیز نقض نشده است و به قــوت خود باقی است . انرژی خـورشیدی دریافتـی در زمین  10000 برابر بیشتـر از کــل انرژی مصرفی

جهان است  . یعــنی اگــر فــقط 0.1 درصد از سطح زمیـن با سلول های خــورشیدی بــا راندمان 10  درصد پوشانده شود ، برای تــامین نیاز کــل انرژی جــهان کافی است .

 

 

 

♦ گذشته :

در سال 1839 میلادی ، برای نخستین بار برگ های درختان و مکانیسم عملکرد آنها دانشمندی فرانسوی به نام A.E.Becquerel   را به فکر اناخت و او مکانیسمی

را کشف کرد که بعدها منجر به ساخت پنل های خورشیدی شد. بر این اساس موادی را کشف کرد. که به هنگام قرارگیری در برابر پرتو خورشید ، تولید جریان الکتریکی

می کنند. در سال 1950 میلادی ، آزمایشگاه بل ( Bell lab ) نخستین نمونه سلول های فتوولتاییک طراحی شده برای استفاده در فضا را تولید نمود. در سال های بعد

، از این تکنولوژی در ایستگاه های  مخابراتی و ارتباطات برون شهری که دسترسی به شبکه برق سراسری برای آنها امکان پذیر نبود برای تامین توان الکتریکی مورد

نیاز استفاده شد . در دهــه هــای 70 و 80 میـلادی ، مـردم از سلـول های خورشیدی جهت شارژ  باتری استفاده می کردند. و پس از آن از باتری های شارژ شده برای

مصارف روشنایی و ……. بهره مند می شدند. سلول های خورشیدی اولیه گران قیمت بوده و دارای راندمان پایینی بودند. اغلب کاربرد آنها در ادوات فضایی در جهت

           تامین انرژی بوده است.

 

 حال:

امروزه دانشمندان و صنعتگران علاوه بر اینکه بازده سلول های خورشیدی افزایش یافته است ، قیمت آنها نیز کاهش یافته است. در حال حاضر سلول های خورشیدی

             کاربرد های گوناگونی دارند و در اشکال متفاوت ساخته و روانه بازار می شوند :

 

◄ سیستم گرما خورشیدی (Solar Thermal Systems):

              این نــوع سیســتم ها در بــر گیرنده سیستم هایــی هستند کــه با درجه حــرارت پایین عــمل می کنند . این سیستم ها از منبع خورشیدی برای تولید گرما استفاده می کنند.

 

 ◄ جمع کننده های تخت (Flat Collectors ):

این نوع از سلول های خورشیدی ، بیشترین کاربرد را دارند. در مصارف خانگی و صنعتی بسیار مورد استفادهه قرار می گیرند. در انواع مدرن تر آنها که امروزه در

حال رایج شدن هستند ، انرژی گرمایی و الکتریکی به طور همزمان تولید و به مصرف کننده منتقل می شوند . به این نوع از سلول هـــای خـــورشیدی تخت ( PVT

( PhotoVoltaic Thermal System   گویند. در این صورت علاوه بر تولید و تامین انرژی الکتریکی مصرف کننده ، گرمای مورد نیاز مصرف کننده  نیز

           تامین می گردد و به علت گرفتن گرما از سلول های خورشیدی ، بازده انرژی الکتریکی آنها نیز بهتر خواهد شد.

 

◄آب گرمکن های خورشیدی :

در این دستگاه انرژی خورشیدی به دو صورت مستقیم (در معرض نور خورشید قرار دادن سیال ) و غیر مستقیم (در معرض نور خورشید قرار دادن میله های فلزی

و انتقال حـرارت توسـط آنـها به مخـزن ذخـیره کننده سیال ) به سیال منتقل می شود که باعث گرم شدن آن می گردد. ( این سیال می توانــد آب و یـا …… باشد . )

 

     

  O

0

◄ جمع کننده های سهموی(CPV- Concentrated Photovoltaic ) :

 

در این تکنولوژی با استفاده از آیینه های سهموی مقدار زیادی از نور خورشید را درمکانی کوچک متمرکز می کنند. و چون نور خورشید را جهت تولید الکتریسیته متمرکز

می کنند نیاز به فضای کـار کوچکتری دارند. ایـن نــوع از سلول های خورشیدی گران هستند . در عین حال هزینه های جانبی جهت خنک سازی و Tracking Active

(چرخاندن صفحه خــورشیدی به ســوی خورشید به صورت خودکار – مانند گل آفتاب گـردان )  را نیز به همراه دارند که باعث گزاف شدن قیمت آنها می شود . از این نوع

      از سلول های خورشیدی به ندرت در مصارف خانگی و صنعتی استفاده می شود.

در اینجا باید توجه کرد که نوع CPV نور خورشید را مستقیما به الکتریسیته تبدیل می کند. اما نوع دیگری از سلول های سهموی با نام Solar Thermal   وجود دارند

که نور خورشید را ابتدا به گرما تبدیل می کنند و گرمای بدست آمده به الکتریسیته تبدیل می شود. در Solar Thermal  ها متمرکز کننده نور خورشید را به یک سیال

(Water , Glaycol ,Mineral oil)  که درون لوله ای در مرکز سهموی قرار دارد منتقل می کند. گرمای منتقل شده به سیال بعدها به الکتریسسیته تبدیل می شود.

 

     

     CPV ها بر اساس میزان متمرکز کردن نور خورشید به سه دسته تقسیم می شوند :

 

◄ (Low CVP ( LCPV :

 این نوع از CPV  ها از درجه تمرکز 2 تا 100 Suns  برخوردارند. در این نوع از سلول های خورشیدی ، از سیلیکون های معمولی و یا بهینه سازی شده استفاده می

    شود . و نیاز به خنک سازی فعال ندارند. همچنین به دلیل دریافت خوب ور نیازی به Tracking  فعال ندارند.

O

◄ (Medium CVP ( MCPV :

نوع Medium  دارای درجه تمرکز 100 تا 300 Suns  است. این گونه نیاز به Tracking  دارد، اما می تواند سیستم خنک سازی فعال یا غیر فعال داشته باشد.

 

 

◄ (High CVP ( HCPV :

در این تکنولوژی از لنز های فرسنل (Fresnel Lenses) یا Dish Reflectors  استفاده      می شود. درجه تمرکز از 300 Suns  به بالا می باشد. و گاهی تا

       1000 برابر نور خورشید متمرکز می شود. این نوع CPV ها حتما نیاز به خنک سازی فعال همراه با Tracking  دارند.

 

 

◄ ( CPVT ( Conentrated Photovoltic and Thermal  :

یک نوع CHP (Combined Heat and Power) است که به طور همزمان گرما و انرژی الکتریکی تولید می کند. این نوع از CPV ها دارای بازده بالایی هستند.

 O

 ◄خوراک پز های خورشیدی :

با استفاده از Dish Reflectors  نور خورشید را بروی ظرف غذا متمرکز می کنند که باعث پخت غذا می شود. این دستگاه در مناطقی که از آفتاب خوبی برخوردار است

     ولی از نعمت گاز شهری بی بهره اند ، بسیار مناسب است.

 )

 0

>      سلول های خورشیدی بر اساس نوع تکنولوژی به کار رفته در آنها به چهار نسل تقسیم می شوند :

 0

◄نسل اول :

      انواع مختلف ویفرهای سیلیکونی را شامل می شود. که ضخامت آنها بین 300 تا 400 میکرومتر است. که به انواع زیر تقسیم بندی می گردند :

       » سیلیکون نوع Single  یا Mono   :  دارای بازده 15 تا 20 درصد است. اما قیمت آن نسبت به انواع دیگر گران تر است.

       » سیلیکون نوع Poly  : دارای راندمان 10 تا 15 درصد است. و قیمت آن نسبت به نوع Single   ارزانتر است.

       »سیلیکون نوع Amorphous  : دارای کمترین راندمان در این نسل است. که در حدود 3 تا 5 درصد است. و همانطور که انتظار می رود ، ارزان ترین نیز هست.

 0

◄نسل دوم :

      این نسل به لایه نازک (Thin Film) معروف شده اند. که ضخامت آنها بین 3 تا 4 میکرومتر است.

      » نوع GaAs : این گونه از نسل دوم راندمان بالاتری نسبت به ویفرهای سیلیکونی دارد. دارای راندمان 20 درصد است و حساسیت نسبت به دما ندارد. از لحاظ قیمت

         نیز گران است.

 

 

      » نوع CdS-CdTe  :  ماده پایه (Substrate) آنها از جنس طلا است.

      » نوع CIGS  : که از عناصر مس (Cu) ، ایندیم (In)، گالیم (Ga)، سلنیوم (Se) تشکیل شده است.

      » نوع TiO2 – CuO

 0

◄نسل سوم

     نسلی است که بر پایه قوانین مکانیک کوانتومی ساخته می شوند و در حال حاضر بیشتر انواع آن در بازار موجود نیست.

     » چاه کوانتومی ( Quantum Wells )

     » نقاط کوانتومی ( Quantum Dots  )

     » سلول حامل داغ ( Hot-carrier Cell )

     » Multi-Junction   ( Tandem Cells )

 

نوع Tandem   تنها گونه ای از نسل سوم است که وارد بازار شده است و در آزمایشگاه به بازده 43 درصد می رسد. که جهشی بزرگ در بازده سلول های خورشیدی

است. نمونه های تجاری این تکنولوژی به راحتی بازده 30 درصد را لمس می کنند. این نسل بالاترین بازده را درمیان سلول های خورشیدی دارند ، که دانشمندان تا کنون

موفق به ساخت آن شده اند. در این گونه از سلول ها از چند پیوند ( Junction ) متفاوت به جای یک پیوند استفاده می شود. با این کار سلول خورشیدی به فوتون های

با طول موج متفاوت حساس بوده و ایجاد الکتریسیته می کند. بنابراین قادر به دریافت میزان بیشتری انرژی از خورشید است. بنابراین سقف موجود برای بازده سلول های

خورشیدی که در نظریه کوئیزر و شاکلی بیان شد ، برای این نسل صادق نیست . از نظر قیمت نیز بسیار گران هستند. این نوع سلول به دلیل راندمان بسیار خوب و نیز قیمت

      بالای آن در کاربردهای فضایی و خاص و همچنین در HCPV ها (در ادامه توضیح آن خواهد آمد) استفاده می گردد.

    

 

◄نسل چهارم:

 این نــوع از سـلــول های خـورشیدی بیشتـر در کاربردهای فانتزی و غــیر نیروگاهی استفاده می شوند . که در اصطلاح به آنها Organic Cells  گفته می شود. این نسل

    دارای ساختاری ظریف هستند که کاربرد صنعتی ندارند و در بعضی از انواع شفاف ، می باشند. مانند :  Solar Window , Solar Glass

در ادامه تقسیم بندی علمی و آکادمیک  را در سیر تکاملی تکنولوژی ساخت سلول های خورشیدی مشاهده خواهید کرد :

0

0

Multi-Junction Concentrators ►

(Three-Junction ( 2-Terminal , Monolithic

(Two-Junction ( 2-Terminal , Monolithic

Single-Junction GaAs ►

Single crystal

Concentrator

Thin film

Crystalline Si Cells ►

Single crystal

Multicrystalline

Thick Si Film

(Silicon Hetrostructures ( HIT

Thin film technologies ►

Cu(In,Ga)Se₂

CdTe

(Amorphous Si:H ( Stabilized

Nano- , Micro- , Poly-Si

Multi-Junction Polycrystalline

Emerging PV ►

Dye-Sensitized Cells

Organic Cells

Inorganic Cells

Quantum dot cells

معایب سیستم های PV :

» خورشید یک منبع توان پیوسته محسوب نمی شود. در شب ها به علت عدم حضور خورشید، هیچ گونه توانی توسط سلول های فتوولتاییک تولید نمی گردد. بنابراین باید در

        اغلب کاربردها از یک منبع انرژی دیگر نیز در کنار سلول خورشیدی استفاده کرد و یا از بانک باتری با ظرفیت مناسب جهت ذخیره سازی انرژی بهره برد.

» میزان فضای لازم جهت تولید انرژی نسبت به سایر منابع انرژی بیشتر است. برای دریافت میزان خوبی از انرژی خورشیدی شما نیاز به فضای زیادی دارید ، که  در همه

        جا امکان پذیر نیست.

       برای راهنمایی و توضیحات بیشتر می توانید به استاندارد های UL 1703  (استاندارد اروپایی) و  IEC 61215 ( استاندارد امریکایی ) مراجعه کنید.





نوع مطلب : مقاله، 
برچسب ها : انرژی خورشیدی، پنل خورشیدی،
لینک های مرتبط :
1397/01/18 16:25

You actually said this very well!
cialis purchasing only here cialis pills trusted tabled cialis softabs buy cialis cheap 10 mg sialis cialis canada we like it safe cheap cialis cialis for sale in europa side effects of cialis cialis generic
1396/12/10 17:04
سلام. من وبلاگ شما استفاده از msn را کشف کردم. این یک فوق العاده است
مقاله به خوبی نوشته شده است. من مطمئن هستم که آن را نشانه گذاری کرده و دوباره به خواندن اطلاعات مفیدی از خود بپردازم. از پستتان ممنونم.
مطمئنا برگشتم
1396/12/8 16:23
برای هر سایت آموزنده ی دیگری از شما تشکر می کنیم. محل
آیا دیگر می توانم اطلاعاتی را که در چنین روش عالی نوشته شده است، دریافت کنم؟
من یک پروژه دارم که در حال حاضر کار می کنم، و من از این اطلاعات برای این موضوع دیدن کردم.
1396/08/8 19:47
سلام، بله این قطعه نوشتن واقعا لذت بخش است و من دارم
در مورد وبلاگ نویسی چیزهای زیادی از آن یاد گرفتم.
با تشکر.
1396/08/8 04:39
مطمئنا تخصص شما را در مقاله ای که می نویسید می بینید.
این بخش به نویسندگان پرشور مانند شما امیدوار است که نتوانند بگویند که چگونه اعتقاد دارند.
در همه لحظات پیرو قلب خود باش.
1396/08/8 03:12
در واقع شما آن را با ارائه خود به نظر می رسانید، اما من این موضوع را در واقع چیزی که فکر می کنم پیدا می کنم
من هرگز نمی فهمم این بیش از حد پیچیده و بسیار گسترده ای برای من به نظر می رسد.
من منتظر پست بعدی شما هستم، سعی خواهم کرد
آویزان از آن!
1396/07/16 21:08
پست بسیار پر انرژی، من آن را دوست داشتم. آیا بخش 2 وجود خواهد داشت؟
1396/06/28 02:10
Thanks on your marvelous posting! I really enjoyed reading it, you can be
a great author. I will make sure to bookmark your blog and may come back later in life.
I want to encourage that you continue your great work, have a
nice evening!
1396/05/16 18:57
I’m not that much of a internet reader to be honest but your blogs really nice, keep it up!
I'll go ahead and bookmark your website to come back down the road.

Cheers
1391/10/16 11:14
دیگر نگران آپدیت آنتی ویروس نود32 خود نباشید . گروه " ای سِت آنلاین" این مشکل را حل کرده است .فروش اکانت های اختصاصی آپدیت سرور آنتی ویروس نود32 با نازلترین قیمت در سراسر ایران .
اکانت های 90 روزه » 3500 تومان ( نصب بروی 2 سیستم )
اکانت های 180 روزه » 6000 تومان ( نصب بروی 3 سیستم )
اکانت های 365 روزه » 11000 تومان ( نصب بروی 5 سیستم )
----------------------------------------------------------------------
در ضمن نمایندگی فروش هم میدهیم.
 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر





مدیر وبلاگ : احمد یعقوبیان قمشه
صفحات جانبی
آمار وبلاگ
  • کل بازدید :
  • بازدید امروز :
  • بازدید دیروز :
  • بازدید این ماه :
  • بازدید ماه قبل :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :