پایان نامه انرژی خورشیدی

word
48
2 MB
32146
مشخص نشده
مشخص نشده
قیمت: ۴,۸۰۰ تومان
دانلود فایل
  • خلاصه
  • فهرست و منابع
  • خلاصه پایان نامه انرژی خورشیدی

     

    مقدمه
    از دوران قدیم تامین انرژی مسئله بسیار مهمی برای جوامع بشری بوده است. در عصرحاضر با توجه به پیشرفت های صنعتی و تکنولوژیک که جایگاه بسیار مهمی را در زندگی روزمره انسان ها دارد، اهمیت مسئله به نحو بارزتری تجلی می نماید. اما منابع رایج تولید انرژی که اکثرا تجدید ناپذیر می باشند، بنابر تحقیقات دانشمندان تا اواخرقرن21 به اتمام می رسند. لذا ازدهه های پایانی قرن20 منابع تجدیدپذیر انرژی موردتوجه خاصی قرار گرفت. ازجمله دلایل دیگر توجه به منابع نوین انرژی اثرات مخرب منابع تجدیدناپذیر (سوخت های فسیلی و ...)، بر محیط زیست بود.

    با توجه به دلایل فوق دانشمندان درپی کشف راه های جدید، به منابع نوین وتجدیدپذیر انرژی روی آوردند. باید اشاره کردکه انرژی های تجدیدپذیر به نوعی بصورت مستقیم یاغیر مستقیم از انرژی خورشید ﻧﺸأت می گیرندو می توان آنها را تحت نام انرژی های خورشیدی نیز بکار برد و ویژگی بارز آنها در نامحدود بودنشان می باشد. یادآور می شود که فرایند تولید انرژی از باد یا امواج نیز بگونه ای در ارتباط با وجود خورشید بوده و انرژی گرمایشی تراز های زیرین زمین نیز به همین ترتیب         می باشد. نکته مهم اینجاست که فناوری های عصر حاضر باید بتوانند از انرژی خورشیدی استفاده کنند. بنابراین باید بتوان انرژی خورشیدی (منابع تجدیدپذیر) را به انواع انرژی مورد استفاده تبدیل کرده و یا اینکه فناوری ها توانایی تولید انرژی  مورد نیاز از خورشید را داشته باشند. یکی از راه های مناسب برای استفاده از منابع تجدیدپذیر انرژی، سیستم فتوولتاییک   می باشد. این سیستم مبتنی بر تبدیل مستقیم انرژی خورشیدی به انرژی الکتریکی است. سیستم های برق خورشیدی        ( فتوولتائیک ) بعداز جنگ جهانی مورد استفاده قرار گرفته است و در تمامی سفینه های فضایی و قمرهای مصنوعی جهت تامین انرژی الکتریکی بکار گرفته می شود.

    هزینه ساخت سیستم های فوق در اوایل بسیار گران بود، ولی به مرور زمان با استفاده از روش های تولید مناسب و بالا بردن بازده سیستم های برق خورشیدی و کاستن هزینه های تولید و نیز افزایش قیمت سوخت های فسیلی این سیستم ها توانستند هر چه بیشتر جایگاه خود را بین دیگر صور تامین انرژی در دنیا بگشایند و امروز به صورت گسترده در کشور های اروپای غربی، آمریکای لاتین و صحراهای قاره آفریقا و آسیا (خاورمیانه) و دیگر صحراهای جهان مورد استفاده قرار می گیرد.

    در کشور های غربی با داشتن ساعات آفتابی کمتر از دو درصد کشور های خاور میانه، مردم با استفاده از سیستم های برق خورشیدی متصل به شبکه ی برق، در روز برق تولیدی را به شبکه تحویل داده و در هنگام شب از شبکه برق تحویل         می گیرند و هنگام پرداخت بهای برق مصرفی تفاضل برق تحویلی و مصرف شده از شبکه را می پردازند. استفاده از سلول های فتوولتاییک جهت تامین انرژی مورد نیاز به صورت زیر ممکن می باشد:

    1-  استفاده به صورت مستقل از شبکه ی برق؛

    2-  استفاده به صورت متصل به شبکه ی برق.

    از آنجایی که کره ی زمین شامل 27.7درصد سیلیکون می باشد، هم بالقوه و هم ارزان است، اما تبدیل کردن سیلیکون به سلول های خورشیدی فرآیند پر خرجی می باشد.

     

     

    تاریخچه
     شناخت انرژی خورشیدی و استفاده از آن برای منظور های مختلف، به زمان ما قبل تاریخ بازمی گردد در آن زمان روحانیون معابد به کمک جام های بزرگ طلایی صیقل داده شده و اشعه خورشید، جهت روشن کردن آتشدان های محراب استفاده   می کردند، و یا در دوران فراعنه ی مصر در سال های 1419- 1455 بر اثر تابش خورشید بر مجسمه های ناطق، هوای داخل آنها گرم و مجسمه ها بصدا در می آمدند، البته مهم ترین روایتی که در رابطه با استفاده از خورشید بیان شده داستان ارشمیدس دانشمند و مخترع بزرگ یونان قدیم می باشد که ناوگان روم را با استفاده از انرژی حرارتی خورشید به آتش کشید.  گفته می شود که ارشمیدس با نصب تعداد زیادی آینه های کوچک مربعی شکل در کنار یکدیگر که روی یک پایه ی متحرک قرار داشته است اشعه ی خورشید را از راه دور روی کشتی های رومیان متمرکز ساخته و به این ترتیب آنها را به آتش کشیده است. به همین علت از  ارشمیدس به عنوان بنیانگذار استفاده از تابش خورشید نام می برند در حالیکه منابع مصری قدیمی تر از آن است.

    حدود 1800 سال پس از ارشمیدس شخصی بنام کرچر  1610-1680 شاهکار ارشمیدس را تکرار کرد و با استفاده از تعدادی آینه، یک لنگرگاه را آتش زد و ثابت کرد که داستان حقیقت دارد. در سال 1615 سالمون اهل فرانسه بیانیه ای راجع به موتور خورشیدی منتشر کرد. او با استفاده از تعدادی عدسی که در یک قاب نصب شده بودند اشعه ی خورشید را بر روی یک استوانه ی فلزی سربسته که قسمتی از آن از آب پر شده بود متمرکز نمود. تابش خورشید باعث گرمشدن هوای داخل استوانه شده و با انبساط هوا، فشار داخل محفظه افزایش یافته و آب به بیرون رانده می شود. در قرن هیجدهم ناتورا اولین کوره ی خورشیدی را در فرانسه ساخت. بزرگترین کوره ی او از 360 قطعه آینه ی تخت کوچک تشکیل شده بود که هر کدام به طور مستقل اشعه ی خورشید را به یک نقطه متمرکز می کردند. این محقق کوره ی کوچک تری را نیز که از 168 قطعه آینه تشکیل شده بود در سال 1747 طراحی و تولید کرد و به وسیله ی آن یک تل چوبی را در فاصله ی 60 متری آتش زد.

    دستگاه های خوراک پز خورشیدی اولین بار بوسیله ی شخصی بنام نیکلاس دی در سال 1740- 1799 ساخته شد، اجاق ائو شامل یک جعبه ی عایق شده با صفحه ی سیاه رنگی بود که قطعات شیشه ای درپوش آنرا تشکیل می داد اشعه ی خورشید با عبور از میان شیشه ها وارد جعبه شده و بوسیله ی سطح سیاه جذب و درجه حرارت داخل جعبه را به 88 درجه سانتیگراد افزایش می داد.

    آنتونی لاوازیه 1743-1794 خالق شیمی نوین برای کسب بیشترین انرژی از خالص ترین منبع حرارتی، تحقیقاتی در کوره های خورشیدی انجام داد و کوره ای ساخت که برای تشکیل یک عدسی محدب این کوره از دو عدسی شیشه ای که بین این دو صفحه با الکل پر شده بود، استفاده نمود. عدسی مایع به قطر 130 سانتیمتر و به     فاصله ی کانونی 320 سانتیمتر بود. چون قدرت انکسار این عدسی مایع برای بدست آوردن درجه حرارت زیاد در کانون آن موثر نبود، این دستگاه قادر شد حتی پلاتینیوم را در دمای 1760 درجه نیز ذوب نماید.

    بسمر پدر فولاد جهان 1813 حرارت مورد نیاز کوره ی خود را با استفاده از انرژی خورشیدی تامین کرد. در قرن نوزدهم تلاش هایی جهت تبدیل انرژی خورشیدی به دیگر فرم های انرژی مثل تولید بخار و استفاده در موتورهای بخار انجام گرفت، در این سال ها چندین موتور بخار خورشیدی ساخته و مورد آزمایش قرار گرفتند.

    تحقیقات مرتبط با تکنولوژی فتوولتاییک نیز  از یکصد سال قبل آغاز شد.در سال 1873 م."ویلوگبی اسمیت" دانشمند انگلیسی به حساسیت سلنیم نسبت به نور پی برد. وی در آزمایش های خود به این نتیجه رسید که توانایی سلنیم برای هدایت الکتریسیته با میزان تابش نور به آن رابطه ای مستقیم دارد در سال 1878 موشو اولین کلکتور خورشیدی با     متمرکز کننده ی مخروطی شکل را طراحی کرد. آینه های داخل مخروط تمام اشعه های خورشیدی را در نقطه ای در وسط مخروط ناقص که جذب کننده ای در آنجا نصب شده بود متمرکز می کرد. این کلکتور را اکسیکون می نامیدند. اولین اکسیکون بزرگی که ساخته شد شامل یک صفحه از جنس نقره با قطر 540 سانتیمتر و به سطح 18.2 متر مربع بود. وزن آن با کلیه ی قسمت های متحرک در حدود 1400 کیلو گرم بود و قدرت داشت 78 درصد از انرژی خورشیدی تابیده شده را جذب کند. . درسال 1880 م."چارلز فریتس"توانست که با استفاده از سلنیماولین سلول الکتریکی خورشیدی را بسازد و پس از آن در همین سال  اولین کلکتور تخت خورشیدی بوسیله ی چارلز تلی یر ساخته شد. در قرن نوزدهم دستگاه های آب شیرین کن خورشیدی رواج  پیدا کردند و دستگاه هایی ساخته شدند که قادر بودند در روزهای آفتابی حدود 20000 لیتر آب مقطر تولید نمایند.

     محصول فتوولتاییک نیز بدون مصرف مواد اولیه و بدون تولید گرما و صدا، الکتریسیته تولید می کرد.این تحقیقات تا سال 1905 م. که "آلبرت انیشتین" نظریه خود را در باب اثرفتوولتاییک ارائه کرد، راکد ماند. نظریات انیشتین تحولی در مراحل تولید الکتریسیته ایجاد نمود اما به دلیل هزینه های بالا و بازدهی کم تولید، پیشرفت های کندی دراین زمینه بدست می آمد. تا اینکه دراوایل سال های1950.م دانشمندان آزمایشگاه "بل" درجریان تحقیقات خود درمورد سیستم های ارتباطی راه دور وکشف منابع جدید انرژی به حساسیت سیلیکون، دومین عنصر فراوان روی زمین، به نور خورشید پی بردند و متوجه شدند که هنگامیکه این ماده با یک ناخالصی معینی بکار رود، در مقابل تابش نور، انرژی با ولتاژ قابل توجهی تولید می کند. در سال 1954 م. آنها اولین سلول خورشیدی سیلیکونی را با راندمان 60% تولید کردند و برای نخستین بار از این تکنولوژی درایستگاه مخابراتی روستایی درایالت جورجیا استفاده شد. درسازمان هوافضای آمریکا (ناسا) ، دانشمندان برای تولید انرژی فراوان، سبک، مطمئن و مناسب در فضای خارج از جو زمین، در اوایل 1960 سیستمی را مشتمل بر 108 سلول خورشیدی  بر روی ماهواره "ونگارد" نصب کردند.ازآن زمان به بعد سیستم های فتوولتاییک بر روی بیشتر ماهواره ها و فضاپیماها به کار گرفته شد. پس ازآن سیستم های فتوولتاییک درگستره ی وسیعی از نیازها مورداستفاده قرار گرفتند. تا سال 1970 بیش از200000  باب خانه در کشور های جهان از این تکنولوژی استفاده می کنند و در سایر نقاط جهان نیز از این سیستم ها در مقیاس وسیعی استفاده می شود. در  این روش تولید انرژی در انواع ارتباطات، آبیاری، تصفیه آب، تولید روشنایی، راهبری هوایی و دریایی و... به کار می رود.

  • فهرست و منابع پایان نامه انرژی خورشیدی

    فهرست:

    مقدمه                                                                                                                                           5

     تاریخچه                                                                                                                            6

     فصل اول  چگونگی،عملکردو ساختار سلول های خورشیدی                                                      8

     1-1 پیش گفتار                                                                                                                                                              9

      1-2 سلول های خورشیدی چگونه کار می کنند؟                                                                                                       10

      1-3 انواع باتری های خورشیدی                                                                                                                                    10

      1-4 ساختار باتری خورشیدی                                                                                                                                       11

      1- 5 مواد مورد استفاده بصورت ورق در باتری خورشیدی                                                                                             11

      1- 6 عملکرد باتری خورشیدی CDTE                                                                                                                        11

      1- 7 عملکرد باتری خورشیدی                                                                                                                                     12

      1- 8 نکاتی ساده درباره انواع باتری های خورشیدی                                                                                                      13

      1- 9 ساخت سلول های خورشیدی با استفاده از مواد آلی و کاربرد های آن                                                                14

      1-10 خواص ماده و روش های پردازش پیل ها                                                                                                                14

     فصل دوم  سیستم های فتوولتاییک                                                                                           16

     2-1 پیش گفتار                                                                                                                                                         17      

    2-2 سیستم های فتوولتاییک                                                                                                                   18

     2-3 اجزای سیستم های فتوولتاییک                                                                                                     18

     2– 4 دوام اجزای فتوولتاییک                                                                                                  19

     2- 5 مراحل پیشرفت سیستم های فتوولتاییک                                                                                       19

    2- 6 سیر تحولی و رشد                                                                                                                                                  19  

     2- 7 چشم اندازها                                                                                                                                                                        20

     2- 8 ایمنی، سلامت و مسائل مرتبط با محیط زیست                                                                                              20

     2- 9 انواع مبدل های فتوولتاییک                                                                                                                                 20

    2- 10 مزایای تکنولوژی فتوولتاییک                                                                                                                              22

     2- 11 معایب تکنولوژی فتوولتاییک                                                                                                                            23

     2- 12 اثر فتوولتایی                                                                                                                                                      23

     2- 13 سیستم های نیروی فتوولتاییکی مسکونی                                                                                                                    23

     2- 14 نصب واحد                                                                                                                                                         24

    2- 15 پروژه فتوولتاییک مسکونی                                                                                                                                24

     2- 16 اولین ساختمان خورشیدی در ایران                                                                                                                   25

    2- 17 خلاصه: طرحی فرضی در مورد آینده سیستم های فتوولتایی                                                                           25

     فصل سوم اثر تغییرات زمانی بر سیستم های فتوولتای                                             27

     3-1 نکات قابل توجه در طراحی یک سیستم فتوولتایی                                                                                          28

     3-2 تغییرات روزانه و ساعتی                                                                                                                                       28

     3-3 تغییرات ماهانه                                                                                                                                                    28

    3- 4 تغییرات سالانه                                                                                                                                                    28

    فصل چهارم ساخت پیل سیلسیومی و فنآوری ساخت                                                   29

     4- 1 ساخت پیل سیلیسیومی و فنآوری های ساخت                                                                                                30

      4- 2 روش ساخت و پردازش پیل سیلیسیومی                                                                                                          30

     4- 3 تهیه ی قرص های تک بلوری                                                                                                                               30

     4- 4 ناخالص کردن                                                                                                                                                      31 

     4- 5 الکترودها و پوشش های ضد بازتاب                                                                                                                    31    

    4-6 فنآوری های ساخت سلول های خورشیدی                                                                                                           32                                    

     

      فصل پنجم   انواع پیل ها                                                                                              32

      5-1پیل های چند عبوری                                                                                                                                              33

     5- 2پیل های با پیوند مایع                                                                                                                                           33   

    5- 3 پیل های متمرکز کننده غیر متداول                                                                                                                      34

    5-4پیل با چند پیل موازی                                                                                                                                              34

    5-5پیل با چند پیوند عمودی سری                                                                                                                                34

    5-6پیل خورشیدی با چند پیوند یا شیارV شکل(vgmj)                                                                                          34

    5-7 پیل با اتصال پشتی متصل به هم(IBC)                                                                                                             35

    5-8پیل با امیتر پیوندی زیاد- کم                                                                                                                                  35

    5-9پیل های خورشیدی با عرض باند مجزا شده                                                                                                     35

    5-10پیل متوالی                                                                                                                                                          36

    5-11 خلاصه                                                                                                                                                                36

    فصل ششم گردآورهای خورشیدی                                                                                 37

    6-1کلکتور یا گرد آور های خورشیدی                                                                                                                         38

    6- 2 کلکتورهای تخت                                                                                                                                               38

    6- 3 کلکتورهای متمرکز کننده                                                                                                                                39

    6-4 طرح سلول متمرکز کننده                                                                                                                             40

    6- 5 سیستم های متمرکز کننده                                                                                                                             40

    6- 6 برخی از انواع متمرکز کننده ها                                                                                                                         41

    فصل هفتم برخی از انواع کاربردها                                                                                42

     7- 1 مصارف و کاربرد های فتوولتاییک                                                                                                                     43

    7- 2روشنایی خورشیدی                                                                                                                                             43

    7- 3 سیستم تغذیه کننده یک واحد مسکونی                                                                                                       43

     7- 4 سیستم پمپاژ خورشیدی                                                                                                                                  43

     7- 5 سیستم تغذیه کننده ایستگاه های مخابراتی و زلزله نگاری                                                                        43

     7- 6 ماشین حساب و ........                                                                                                                                      43

     7- 7 کاربرد پیل های موجود                                                                                                                                      43

    7- 8 نمونه هایی از کاربرد پیل های خورشیدی در روی زمین                                                                        44

    فصل هشتم  کاربرد های نیروگاهی و غیر نیروگاهی                                                                   46

    8- 1 کاربردهای نیروگاهی                                                                                                                                          47

     8- 2  نیروگاه های حرارتی از نوع بشقابی                                                                                                                 49

      8- 3 دودکش های خورشیدی                                                                                                                                    50

      8- 4 مزایای نیروگاه های خورشیدی                                                                                                                         50

      8- 5 کاربرد های غیر نیروگاهی                                                                                                                                51

      فصل نهم  انواع تلفات                                                                                                54     

      9- 1 مکانیزم های تلف در پیل ها                                                                                                                            55

      9- 2 تلفات نوری                                                                                                                                                       55

      9- 3 تلفات الکتریکی                                                                                                                                               55

      9- 4 تلفات ناشی از فرآیند های تنزل کارآیی                                                                                                          56 

    نتیجه گیری                                                                                                                                                        56

     

     

     

    منبع:

    ندارد.



تحقیق در مورد پایان نامه انرژی خورشیدی, مقاله در مورد پایان نامه انرژی خورشیدی, پروژه دانشجویی در مورد پایان نامه انرژی خورشیدی, پروپوزال در مورد پایان نامه انرژی خورشیدی, تز دکترا در مورد پایان نامه انرژی خورشیدی, تحقیقات دانشجویی درباره پایان نامه انرژی خورشیدی, مقالات دانشجویی درباره پایان نامه انرژی خورشیدی, پروژه درباره پایان نامه انرژی خورشیدی, گزارش سمینار در مورد پایان نامه انرژی خورشیدی, پروژه دانشجویی در مورد پایان نامه انرژی خورشیدی, تحقیق دانش آموزی در مورد پایان نامه انرژی خورشیدی, مقاله دانش آموزی در مورد پایان نامه انرژی خورشیدی, رساله دکترا در مورد پایان نامه انرژی خورشیدی

ثبت سفارش
تعداد
عنوان محصول
بانک دانلود پایان نامه رسا تسیس