انرژی خورشیدی، فتوولتائیک، تابش خورشیدی

دانلود پایان نامه ارشد

سرکویر سمنان
این پروژه در سال 1373  آغاز و در سال 1374 توسط سازمان انرژی اتمی ایران به پایان رسید . و در سال 1383 بعد از مصوبه تجمیع به وزارت نیرو منتقل گردید.نیروگاه فتوولتائیک سمنان شامل: 2 باب ساختمان ( هر کدام حدود 90 متر مربع زیر بنا که یک دستگاه آن اداری و دستگاه دیگر سالن تولید نیروگاه می باشد)، یک ساختمان منبع آب به همراه چاه آبیاری کشاورزی، حدود 450 پانل 53 وات ژاپنی و 1550 پانل ایرانی45 وات، 220 عدد باطری 2 ولت 490 آمپر ساعت ، 6 دستگاه اینورتر ایرانی و 6 دستگاه اینورتر خارجی ساخت شرکت SMA آلمان. این نیروگاه از طریق تابلوی تولید اصلی نیروگاه و خط زمینی به یک دستگاه ترانس و خط هوایی 20 کیلوولت متصل شده است. دستاورد اصلی این پروژه تأمین بخشی از نیاز انرژی الکتریکی کشور از طریق سیستم های PV  و تزریق برق تولیدی این سیستم ها به شبکه می باشد.

طراحی، نصب و راه اندازی نیروگاه فتوولتائیک با ظرفیت اسمی 30 کیلووات متصل به شبکه در طالقان
سیستم فتولتائیک 30 کیلووات متصل به شبکه در سایت طالقان در دامنه البرز جنوبی واقع می باشد. طول جغرافیایی محل نیروگاه 50 درجه و 34 دقیقه و عرض جغرافیایی 36 درجه و 11 دقیقه می باشد، ظرفیت نصب شده 40 کیلووات و قابلیت افزایش تا 100 کیلووات را دارا می باشد این نیروگاه در سال 1381 به بهره برداری رسیده و عمر مفید آن 25 سال تخمین زده می شود. هدف از اجرای این پروژه  تولید انرژی الکتریکی و تزریق آن به شبکه سراسری و تأمین بخشی از نیاز کشور می باشد.

طراحی ، نصب و راه اندازی نیروگاه فتوولتائیک با ظرفیت اسمی 5 کیلووات در منطقه دربید یزد
این پروژه توسط سازمان انرژی اتمی ایران اجراء گردیده و در سال 1383 به وزارت نیرومنتقل گردیده است. این نیروگاه شامل: 2 باب ساختمان( هر کدام حدود 90 متر مربع که یک دستگاه آن اداری و دستگاه دیگر سالن تولید نیروگاه می باشد)، یک ساختمان منبع آب به همراه چاه آبیاری کشاورزی، حدود 450 پانل 53 وات ژاپنی و 1550 پانل ایرانی45 وات، 220 عدد باطری 2 ولت 490 آمپر ساعت ، 6 دستگاه اینورتر ایرانی و 6 دستگاه اینورتر خارجی ساخت شرکت SMA آلمان. این نیروگاه از طریق تابلوی تولید اصلی نیروگاه و خط زمینی به یک دستگاه ترانس و خط هوایی 20 کیلوولت متصل شده است. این نیروگاه در 120 کیلوومتری جنوب دامغان مجاور دو روستای حسینان و معلمان واقع شده است. ظرفیت نصب شده آن 97 کیلووات می باشد و به منظور تزریق برق تولیدی به شبکه فشار ضعیف روستا برای جبران کاهش ولتاژ و توان شبکه و تأمین بخشی از نیاز انرژی الکتریکی کشور از طریق سیستم های PV . تزریق برق تولیدی این سیستم ها به شبکه احداث گردیده است.
سيستم فتوولتايي روشنايي تونل ـ تونلهاي جاده چالوس، با 4400 پانل و خروجي KW200
تامين انرژي الکتريکي لازم براي پاسگاههاي مرزي مربوط به وزارت کشور
روشنايي برق فتوولتايي کرج ـ با سه پانل ـ و لامپ W70 از نوع NaHP و باتري AH120 و خروجي W135
پمپ خورشيدي کرج براي کشاورزي با 84 پانل و حجم ذخيره آب day/3m50 و خروجي KW5/3 (مرکز تحقيقات و آموزش مديريت واقع در مهرشهر کرج)
برق فتوولتايي چراغهاي روشنايي پارک پرديسان
تجهيز موزه نيرو با سيستمهاي انرژيهاي تجديدپذير (فتوولتايي)، 1378

مطالعه انواع فن اوریهای آب شیرین کن خورشیدی
هدف از اجرای این پروژه تحقیقاتی که در سال 1387 آغاز گردید، بررسی و شناخت استانداردهای مربوط به آب آشامیدنی ، بررسی و شناخت انواع سیستمهای آب شیرین کن ها و بررسی استانداردهای مربوطه از دیدگاه فنی ، اقتصادی و زیست محیطی و بررسی و شناخت انواع آب شیرین کن های خورشیدی و معرفی انواع مناسب آن برای مناطق مختلف اقلیمی کشور میباشد. همچنین ارزیابی اقتصادی نیز در خصوص آب شیرین کن های انتخابی صورت خواهد گرفت.
طرح آب شيرينکن و حمام خورشيدي در روستاي بابا چشمه از توابع اسفراين.
ارزیابی رفتار مصرف کنندگان سیستم های انرژی خورشیدی(آبگرمکن و اجاق) در منطقه جنگلی آرمرده
بررسی تجارب جهانی در زمینه استفاده از سیستم های آبگرمکن و اجاق خورشیدی، تحقیق و مکانیابی جهت انتخاب یک روستای مناسب در کشور، مطالعه وبررسی میزان تابش در منطقه انتخابی و تعیین عوامل موثر بر عملکرد سیستم های خورشیدی(آب گرمکن و اجاق خورشیدی)، بررسی الگوی مصرف انرژی ساکنان روستای انتخابی، راه اندازی و بهره برداری از سیستم های خورشیدی، تدوین دستورالعملهای استفاده از سیستم های خورشیدی و آموزش مصرف کنندگان، ایجاد مکانیزم مناسب جهت پردازش اطلاعات میدانی و جمع آوری اطلاعات از مصرف کنندگان و تحلیل نتایج و مقایسه آن با نتایج مورد انتظار، ارزیابی و تحلیل رفتار مصرف کنندگان از جمله فعالیتهایی است که در این پروژه انجام گردیده است.
آبگرمکن خورشيدي براي مدارس و ساختمانهاي عمومي با ظرفيت lit/day.Modular150 و جمعکننده با مساحت سطحي 2m2 از نوع اکسيدآندي سياه و لوله مسي يک اينچي براي لولههاي چند راهه (چند شاخه) و لوله مسي 5/0 اينچي براي لولههاي بالا برنده.
تأمين آبگرم مصرفي شهرهاي زابل و زهک در استان سيستان با استفاده از سيستمهاي خورشيدي با 15 جمعکننده به مساحت 2m30 و حجم منبع ذخيره، همراه با مبدل حرارتي lit1200 و پمپ به قدرت W110 و منبع انبساط به حجم lit150.

تأمين آبگرم مصرفي براي مصلي شهرستان زهک در 30 کيلومتري زابل که شامل 10 جمعکننده موازي و سري است، براي تامين آبگرم و روشنايي و گرمايش و سرمايش کليه مسجدها و نمازخانهها و استراحتگاههاي بين شهري
2-2- انواع سيستم هاي آبگرمكن خورشيدي
2-2-1- آبگرمكن خورشيدي جابجايي طبيعي (ترموسيفون)
آب‌گرم‌کن خورشیدی دستگاهی است که با جذب انرژی خورشیدی آب مورد نیاز را گرم می‌کند. استفاده از انرژی خورشیدی جهت گرم نمودن آب به جهت رایگان بودن این منبع عظیم انرژی، از نظر اقتصادی بسیار مقرون به صرفه می‌باشد. سیستم‌های آبگرمکن خورشیدی دارای تقسیم بندی‌های مختلفی می‌باشند.
سيستم آبگرمكن خورشيدي جابجايي طبيعي و يا ترموسيفون از كلكتور خورشيدي، مخزن دو جداره، المنت برقي، لوله و شير آلات و سازه نگهدارنده تشكیل شده است. اين سيستم كه متداولترين و سادهترين سيستم آبگرمکن خورشيدي مي باشد بر همرفت طبيعي آب گرم متکي است. اين سيستم شامل دو سيكل باز و بسته مي باشد، در سيكل بسته محلول آب و ضديخ، درون كلكتور و جداره خارجي مخزن در گردش مي باشد در اثر تابش نور خورشيد به صفحات جاذب كلكتورها و جذب انرژي گرمايي توسط اين صفحات سيال موجود در كلكتورها در اثر خاصيت رسانايي گرم مي شود. در اثر وجود اختلاف دما چگالي بين ابتدا و انتهاي رايزر متفاوت است. اين پديده باعث بوجود آمدن خاصيت ترموسيفون در رايزر مي شود و بنا به اين خاصيت سيال گرم به بالا حركت كرده و به منبع ذخيره وارد مي گردد و سپس اين گرما از جداره خارجي مخزن به آب گرم مصرفي انتقال مي يابد.در استفاده از آبگرمکنهاي ترموسيفوني اقدامهاي احتياطي لازم است، زيرا با وجود بالا بردن سطح مخزن ذخيره، امکان جريان معکوس سيال از مخزن به جمعکننده در شبهاي سرد هست.
در سيكل باز آب سرد تغذيهکننده از قسمت پايين به مخزن ذخيره هدايت ميشود و آبگرم مصرفي نيز از بالاترين نقطه مخزن به طرف مصرف ميرود. به علت بسته بودن سيستم و براي جلوگيري از خطر انبساط حرارتي سيال، وجود يک مخزن انبساط باز و يا بسته مجهز به شير اطمينان ضروري است.

شکل 2-3: آب گرمکن خورشیدی ترموسيفوني

2-2-2- آبرگرمكن خورشيدي جابجايي اجباري (پمپي)
برای توصیف این مدل از آبگرمکن خورشیدی ابتدا به توصیف هرکدام از قسمت های تشکیل دهنده این سیستم می پردازیم.
1- کلکتور خورشیدی نوع خاصی از مبدل حرارتی است که در شکل 2-4 انواع مختلف کلکتورهای مسطح خوشیدی نمایش داده شده است که در این تحقیق بیشتر مد نظر می باشد که به تشربح آن می پردازیم. کلکتور خورشیدی انرژی تابشی خورشید را به گرما تبدیل میکند. کلکتور خورشیدی از چندین لحاظ با مبدلهای حرارتی متداول تفاوت میکند. مبدلهای حرارتی معمولاً تبادل مایع با مایع را انجام میدهند که این تبادل با نرخ انتقال حرارت بالایی انجام میپذیرد که در آن تابش عامل غیر مهمی است. در کلکتور خورشیدی، انرژی تبادل شده از منبع با فاصله زیاد به صورت انرژی تابشی به سیال منتقل میشود.

شکل 2-4: انواع کلکتورهای مسطح خورشیدی
کلکتورهای مسطح برای کاربردهایی که نیازمند تحویل انرژی در دمای متوسط شاید تا 100درجه سانتیگراد بالاتر از دمای محیط هستند، طراحی میشود. آنها از هر دو تابش خورشیدی مستقیم و پراکنده استفاده میکنند و نیازمند ردیابی خورشید نبوده و نگهداری ناچیزی نیاز دارند. از نظر مکانیکی نسبت به کلکتورهای متمرکزکننده سادهترند. اصلی ترین کاربرد این واحدها در آبگرمکنهای خورشیدی، گرمایش ساختمان، تهویه مطبوع و پروسههای گرمایش صنعتی میباشد. گرمایش غیر فعال ساختمان را میتوان به صورت موارد خاص کلکتورهای مسطح، جاذبهایی مثل اتاق یا دیوار ذخیرهای در نظر گرفت.

2-2-3- تشریح کلکتورهای مسطح
اجزای اصلی معمول کلکتورهای خورشیدی مسطح گرمایش مایع، همان طور که در شکل 2-5 نشان داده شده، عبارتند از: سطح جاذب انرژی خورشیدی سیاه با راههای انتقال انرژی جذب شده به یک مایع، پوشش شفاف نسبت به تابش خورشیدی بر روی سطح جاذب انرژی خورشیدی که تلفات جابجایی و تابشی به اتمسفر را کاهش میدهد و عایق زیرین برای کاهش تلفات هدایتی است.

شکل 2-5: برش مقطع یک کلکتور مسطح خورشیدی مبنا
2- مخزن ذخيره همانطور که در شکل 2-6 مشاهده می شد ، همانند منبع آب گرم خانگي معمول دو جداره و يا دو كويل مي‌باشد. مخزن ذخيره شامل المنت الکتريکي غوطهور در آب جهت تامين مازاد انرژي حرارتي است. سراسر مخزن به وسيله پشم شيشه و يا عايق پلي اورتان 100 ميليمتري عايق بندي ميشود.

شکل 2-6: مخزن ذخيره آبگرم بهداشتي با دو کویل

3- سيستم كنترلر خورشيدي كه متشكل از يك پمپ خورشدي و كنترلر مي باشد. وظيفه اين سيستم انتقال انرژي خورشيدي جذب شده توسط كلكتور هاي خورشيدي به درون مخزن ذخيره آبگرم مي باشد. در اين سيستم مادامي كه دماي متوسط خروجي كلكتور بالاتر از دماي پايين مخزن ذخيره باشد پمپ به گردش در مي‌آيد و حرارت جذب شده به آب گرم مصرفي انتقال مي يابد. در پایان نمایی کلی از یک سیستم آبرگرمكن خورشيدي جابجايي اجباري در شکل 2-7 مشاهده می شود.

شکل 2-7: یک سیستم آبرگرمكن خورشيدي جابجايي اجباري

فصل سوم:
روش اجراي تحقيق

مقدمه
بي شك رشد اقتصادي و صنعتي جوامع همـراه با افزايش مصرف انرژي بوده است گر چه استفـاده روز افزون از منابع انرژي فسيلي به منظور تأمين رفاه و پيشرفت صنعتي ضرورتي اجتناب ناپذير بوده ليكن موجب افزايش آلودگي محيط زيسـت شده است و بيم آن مي رود كه در صورت ادامه اين روند، زندگي بشر با مشكلات جدي مواجه شود.
يكي از راه هاي كاهش آلودگي محيط زيست استفاده از انرژي هاي تجديد پذير از قبيـل انرژي بـاد، آب، امواج، جذر و مد و . . . . . ميباشد، منشاء اكثر اين انرژي ها خورشيـد است. به علاوه ميتوان از انرژي حرارتي خورشيد به صورت مستقيم نيز استفاده كرد.خورشيد منبع انرژي بادوام، پاك و ارزان است و ميتوان به روش هاي مختلف از اين انرژي بهره مند شد.باتوجه به اينكه منابع انرژيهاي فسيلي روبه کاهش است و آلودگي‌هاي زيست محيطي زيادي ايجاد مي‌کند، از اين رو اين امر باعث شد تا جامعه بشري رويکرد بيشتري نسبت به اين انرژي داشته باشد به طوريکه طبق توافق جهاني قرار است تا سال 2020 قيمتهاي انرژي خورشيدي قابل رقابت با سوختهاي فسيلي باشد.

نمودار 3-1: نمودار وضعيت منابع انرژي زمين تا 100 سال آينده

در اين تحقيق عملکرد فني، اقتصادي و منطقه‌اي يک سيستم گرمايش آب خورشيدي از نوع جابجايي طبيعي در 31 استان ايران بررسي ميگردد. و همچنين اين تحقيق بر روي کاربرد سيستم گرمايش آب خورشيدي

پایان نامه
Previous Entries فتوولتائیک، انرژی خورشیدی، نیروگاه خورشیدی Next Entries شبیه سازی، تحلیل داده