فیلیوس

همه چیزی که باید در مورد انرژی خورشیدی و نیروگاه خورشیدی بدانید

انرژی خورشیدی نیروگاه خورشیدی سلول خورشیدی پنل خورشیدی فیلیوس filioos مهندسی برق قدرت

امروزه در سراسر دنیا استفاده از انرژی‌های تجدید پذیر به شدت مورد توجه قرار گرفته است. انرژی خورشیدی یکی از مهم ترین گونه های انرژی تجدید پذیر است. این انرژی فاقد آلودگی بوده و در تمام نقاط کره زمین و بخصوص در مناطق گرم به وفور قابل دسترس می‌باشد. در این مطلب از فیلیوس نیز با ما همراه باشید.

چرا باید از انرژی خورشیدی و نیروگاه خورشیدی استفاده کنیم؟

انرژی، نیروی اصلی و اساس زندگی انسان‌ها است. دوره های مختلف تمدن انسان، بر اساس بهره‌ گیری از منابع انرژی گوناگون شکل گرفته است. بالا رفتن استاندارد سطح زندگی در کشورها و افزایش جمعیت باعث تشدید مصرف انرژی شده است. همگان به خوبی میدانند که ذخایر سوختهای فسیلی در آینده ای نه چندان دور، کاهش‌ یافته و سرانجام به اتمام خواهد رسید. اثرات این سوختها از طریق تولید گازهای گلخانه ای و گرم شدن زمین، باران‌ های اسیدی و سایر پدیده‌ های زیست محیطی بر اکوسیستم، آب و هوا و سلامتی موجودات زنده باعث شده است تا منابع انرژی‌های تجدید پذیر خصوصا انرژی خورشیدی و نیروگاه خورشیدی در کانون توجه محققان قرار بگیرد.

در حال حاضر انرژی خورشیدی به عنوان یکی از مهم ترین انرژی‌‌های تجدید‌ پذیر به طور گسترده مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته است. شواهد بسیاری وجود دارد که نشان می‌دهد انرژی خورشیدی، پتانسیل بالایی برای تأمین بخش قابل توجهی از انرژی مورد نیاز بسیاری از کشورهای جهان را دارد. به همین دلیل، بسیاری از کشورهای جهان در تلاش اند تا با جایگزین کردن انرژی خورشیدی به جای سوخت های فسیلی، حداکثر استفاده از این نوع انرژی را به دست آورده و زیان‌های ناشی از مصرف سوخت‌های فسیلی را کاهش دهند.

لزوم انرژی خورشیدی و نیروگاه خورشیدی فیلیوس filioos

وضعیت انرژی خورشیدی در ایران

کشور ایران از منابع قابل توجه طبیعی و انسانی برای مدرنیزه کردن عرضه انرژی و انتقال به یک سیستم پایدار انرژی برخوردار می باشد. همچنین، ایران از فرصت های بی شمار در رابطه با استفاده از منابع غنی انرژی های تجدیدپذیر نظیر شرایط مناسب برای بکارگیری سودآور انرژی باد، عرصه های بسیار خوب برای توسعه نیروی برق آبی و زمینه ای ایده آل برای استفاده از انرژی خورشیدی برخوردار است. البته هر گونه تغییری در سیستم انرژی، نیازمند بررسی شفاف و دقیق مشکلات و کمبودها می باشد. یارانه های کلان کنونی برای کنترل قیمت انرژی، از ایجاد و توسعه بازاری مساعد برای تکنولوژی های مرتبط با کارآیی انرژی و منابع انرژی های تجدید پذیر جلوگیری می نماید.

انرژی خورشیدی و پنل خورشیدی فیلیوس آموزش مهندسی برق قدرت فیلیوس

پتانسیل انرژی خورشیدی در ایران

در کشور ما از حدود سال ۱۳۷۰ تلاش ها و برنامه ریزی ها در جهت شناخت پتانسیل انرژی های نو و به ویژه انرژی خورشیدی و کاربرد هر چه بیشتر آنها آغاز شده است. ایران به دلیل قرار گرفتن در کمربند تابش خورشید از پتانسیل بالایی در زمینه بهره برداری از این موهبت خدادادی برخوردار است. به طوری که در ۹۰ خاک کشورمان بیش از ۳۰۰ روز آفتاب خیلی مؤثر وجود دارد.

پتانسیل انرژی خورشیدی و نیروگاه خورشیدی فیلیوس filioos

استفاده از انرژی خورشیدی برای تنظیم قیمت سوخت های فسیلی

با توجه به شرایط مذکور و بر اساس مطالعه موردی انرژی حرارتی خورشیدی، پیشنهاداتی در زمینه تنظیم قیمت سوخت های فسیلی و برق در سطح ملی با قیمت های بازار جهانی، کاهش یارانه های کنونی در یک فرآیند بلند مدت، و تعریف اقدامات آتی و حمایت مالی از توسعه بکار گیری انرژی حرارتی خورشیدی تا زمان قطع کامل یارانه های سوخت فسیلی و برق ارائه گردیده است.

البته همزمان با پیشنهاد کاهش یارانه های انرژی، اقدامات جبرانی برای جلوگیری از فشار اقتصادی ناشی از قیمت های بالای انرژی بر روی اقشار کم درآمد نیز توصیه می گردد. اقداماتی برای ترویج بکار گیری انرژی خورشیدی (نظیر ارائه اطلاعات و آموزش، همکاری و مساعدت اولیه با آژانس ها و پیمانکارانی که بکار گیری انرژی خورشیدی و اجرای پروژه های مدل CDM را به عنوان شغل و حرفه خود انتخاب نموده اند) نیز می تواند به فرآیند توسعه بکارگیری انرژی حرارتی خورشیدی در ایران سرعت و شتاب بیشتری دهد.

نیروگاه خورشیدی

تأسیساتی که با استفاده از آنها انرژی جذب شده حرارتی خورشید به الکتریسیته تبدیل می شود نیروگاه حرارتی خورشیدی نامیده می شود. این تأسیسات بر اساس انواع متمرکز کننده های موجود و بر حسب اشکال هندسی متمرکز کننده ها به سه دسته تقسیم می شوند.

  • آینه های سهموی ناودانی هستند

۲- دریافت کننده مرکزی که گیرنده آنها در یک برج قرار دارد و نور خورشید توسط آینه های بزرگی به نام هلیوستات به آن منعکس میشود.

  • بشقابی سهموی

در نیروگاههای حرارتی خورشیدی وظیفه اصلی بخشهای خورشیدی تولید بخار مورد نیاز برای تغذیه توربینها است یا به عبارت دیگر می توان گفت که این نوع نیروگاهها شامل دو قسمت هستند: الف – سیستم خورشیدی که پرتوهای خورشید را جذب کرده و با استفاده از حرارت جذب شده تولید بخار می نماید.

ب- سیستمی موسوم به سیستم سنتی که همانند دیگر نیروگاههای حرارتی بخار تولید شده را توسط توربین و ژنراتور به الکتریسیته تبدیل می کند.

  • نیروگاههای حرارتی از نوع سهموی خطی

نیروگاه سهموی خطی فیلیوس filioos

در این نیروگاهها، از منعکس کننده هایی که به صورت سهموی خطی می باشند جهت تمرکز پرتوهای خورشید در خط کانونی آنها استفاده می شود و گیرنده به صورت لوله ای در خط کانونی منعکس کننده ها قرار می گیرد. در داخل این لوله روغن مخصوص در جریان است که بر اثر حرارت پرتوهای خورشید گرم و داغ می گردد. این روغن داغ از مبدل حرارتی عبور کرده و آب را به بخار تبدیل می کند این سیستم آب و بخار به مدارهای مرسوم در نیروگاههای حرارتی انتقال داده می شود تا به کمک توربین بخار و ژنراتور به توان الکتریکی تبدیل گردد.

انرژی فتوولتائیک

انرژی فتوولتائیک تبدیل نور خورشید به الکتریسیته از طریق یک سلول فتوولتائیک می باشد، که بطور معمول یک سلول خورشیدی نامیده می شود. سلول خورشیدی یک ابزار غیر مکانیکی است که معمولا از آلیاژ سیلیکون می شود. نور خورشید از فوتونها یا ذرات انرژی خورشیدی ساخته شده است. این فوتونها که مقادیر متغیر انرژی را شامل می شوند، درست مشابه با طول موجهای متفاوت طیفهای نوری هستند.

وقتی فوتونها به یک سلول فتوولتائیک بر خورد می کنند، ممکن است منعکس شوند، مستقیم از میان آن عبور کنند و یا جذب شوند. فقط فوتونهای جذب شده انرژی را برای تولید الکتریسیته فراهم می کنند. وقتی که نور خورشید کافی یا انرژی توسط جسم نیمه رسانا جذب شود، الکترونها از اتم های جسم جدا می شوند.

سلول خورشیدی و نیروگاه خورشیدی فیلیوس filioos

نیروگاههای حرارتی از نوع دریافت کننده مرکزی

نیروگاه حرارتی خورشیدی فیلیوس filioos

در این نیروگاهها پرتوهای خورشیدی توسط مزرعه ای متشکل از تعداد زیادی آینه منعکس کننده به نام به هلیوستات بر روی یک دریافت کننده که در بالای برج نسبتا بلندی استقرار یافته است متمرکز می گردد. در نتیجه روی محل تمرکز پرتوها انرژی گرمایی زیادی بدست می آید که این انرژی به وسیله سیال عامل که داخل دریافت کننده در حرکت است، جذب می شود و بوسیله مبدل حرارتی به سیستم آب و بخار مرسوم در نیروگاههای سنتی منتقل شده و بخار فوق گرم در فشار و دمای طراحی شده برای استفاده در توربین ژنراتور تولید می گردد. این سیال عامل در مبدلهای حرارتی در کنار آب قرار گرفته و موجب تبدیل آن به بخار با فشار حرارت بالا می گردد. در برخی از سیستم ها سیال عامل آب است و مستقیما در داخل دریافت کننده به بخار تبدیل می شود.

برای استفاده مدام و مستمر از این نوع نیروگاه در زمانی که تابش خورشید وجود ندارد مثلا ساعات ابری یا شب ها از سیستم های ذخیره کننده حرارت و یا احیانا از تجهیزات پشتیبانی که ممکن است از سوخت فسیلی استفاده کنند جهت ایجاد بخار برای تولید برق کمک گرفته می شود. مطالعات و تحقیقات در زمینه فناوری و سیستمهای این نیروگاهها ادامه دارد و آزمایشگاهها و مؤسسات متعددی در سراسر دنیا در این زمینه فعالیت می کنند.

دودکش خورشیدی یا برج مکشی خورشیدی Solar updraft tower

دودکش خورشیدی یا برج مکش خورشیدی Solar Updraft Tower فیلیوس filioos

دودکش خورشیدی یا برج مکش خورشیدی Solar Updraft Tower

روش دیگر برای تولید الکتریسته از انرژی خورشید استفاده از برج نیرو با دودکش های خورشیدی میباشد در این سیستم از خاصیت دودکش ها استفاده می شود به این صورت که با استفاده از یک برج بلند به ارتفاع حدود ۲۰۰ متر و تعداد زیادی گرمخانه های خورشیدی که در اطراف آن است هوای گرمی که بوسیله انرژی خورشیدی در یک گرمخانه تولید می شود به طرف دودکش یا برج که در مرکز گلخانه ها قرار داد هدایت می شود. این هوای گرم به علت ارتفاع زیاد برج با سرعت زیاد صعود کرده و باعث چرخیدن پروانه و ژنراتوری که در پایین برج نصب شده است می گردد و بوسیله این ژنراتور برق تولید میشود.

دودکش خورشیدی یا برج مکش خورشیدی Solar Updraft Tower فیلیوس filioos

برج مکش خورشیدی یا دودکش خورشیدی

نیروگاههای حرارتی از نوع بشقابی

نیروگاه حرارتی بشقابی خورشیدی فیلیوس filioos

نیروگاه حرارتی بشقابی

در این نیروگاهها از منعکس کننده هایی که به صورت بشقابی می باشد جهت تمرکز نقطه ای پرتوهای خورشیدی استفاده می گردد و گیرنده ای که در کانون بشقاب قرار می گیرند به کمک سیال جاری در آن انرژی گرمایی را جذب نموه و به کمک یک ماشین حرارتی و ژنراتور آن را به توان مکانیکی و الکتریکی تبدیل می نماید.

فیلیوس

برق قدرت

نوشته‌های مرتبط

دیدگاه‌ها

*
*