دانلود تحقیق انرژی تجدیدپذیر خورشیدی

عنوان مقاله: انرژی تجدیدپذیر خورشیدی
قالب فایل: WORD
تعداد صفحات: 157 صفحه

فهرست مطالب:
فصل اول: انرژی تجدید پذیر چیست؟
مقدمه
چرا انرژی تجدید پذیر مهم است؟
1- فایده های محیطی
2- انرژی برای نسل های آینده ما
3- شغل ها و اقتصاد
چرا بهینه سازی انرژی اهمیت دارد؟
- برای منازل
- برای ماشین ها
- برای شرکت های برق
- برای صنایع محلی
انرژی نو
جایگاه انرژی خورشیدی در تأمین الکتریسیته
باطری
شارژ کنترولر
مبدل DC به AC
برآورد هزینه تأمین الکتریسیته خورشیدی (فتوولتائیک)
الف) 225 وات
ب) 450 وات
ج) 900 وات
طبقه بندی سیستم های خورشیدی
سیستم های فتوبیولوژی
سیستم های شیمیایی خورشیدی
سیستم های فتوولتائیک
عملکرد سلول های خورشیدی
گردآورنده های خورشیدی تخت
بررسی اقتصادی سیستم های گرمایش خورشیدی
سرمایه گذاری
هزینه اولیه
الف) هزینه کلکتور
ب) هزینه منبع ذخیره
ج) هزینه نصب و سازه کلکتورها
سیاست توسعه سیستم های گرما خورشیدی
کمک های اقتصادی
تحقیق، توسعه و نمایش کارکرد سیستم ها
فصل دوم: موقعیت فعلی و آینده انرژی طبیعی
انرژی خورشیدی
1- علوم نجومی
الف) استفاده از انرژی تابشی
ب) انرژی حرارتی
2- علوم محیطی
3- علوم شیمیایی
فصل سوم: ثابت خورشیدی
مدل خورشیدی
ترکیب طیفی ثابت خورشیدی
فصل چهارم: سیستم های حرارتی خورشید
سمت گیری رشته پانل ها
اندازه رشته پانل ها
رشته های سری و موازی
تلفات لوله
مبدل های حرارتی
ذخیره سازی
سرد کننده های تابشی
فصل پنجم: آفتاب گیری در سطح زمین
یک مدل جوی
جذب و پراکندگی تابش خورشیدی توسط اجزای سازنده جو
تابش مستقیم خورشید
شار پخشی
معادلات تقریبی برای شار خورشیدی کل
اندازه گیری آفتاب گیری در سطح زمین
شار حرارتی جو
فصل ششم: تبدیل مستقیم انرژی خورشیدی به کار – دستگاه های فتوولتایی
نیمه هادیهای ذاتی ( خالص)
نیمه هادیهای غیر ذاتی ( نا خالص شده )
پیوند p-n
دستگاههای فتوولتایی پیوندی
پاسخ دهی طیفی جریان فوتونی
ساخت وسایل فتوو لتایی سیلسیومی
برآورد هزینه تولید برق
نتیجه گیری


* بخشی از مقدمه فصل اول:

"در حال حاضر انرژی برق در دنیا به مقدار زیادی بر ذغال سنگ، نفت و گاز طبیعی تکیه دارد. سوخت های فسیلی تجدید ناپذیرند، آنها بر منابع محدود که رفته رفته به پایان می رسند، بسیار گران می شوند و بطور محیطی خسارات زیادی برای بازیافت خواهند داشت، بنا شده اند.

در مقابل تجدید پذیر انرژی مانند باد و انرژی خورشیدی، پیوسته جایگزین می شود و هیچ گاه به پایان نمی رسند. اغلب انرژی های تجدید پذیر به دو صورت مستقیم یا غیر مستقیم از خورشید ناشی می شوند.

نور خورشید یا همان انرژی خورشیدی، می تواند برای گرم کردن و روشنایی خانه ها و سایر ساختمان ها، برای تولید الکتریسیته، برای آب گرم کردن، سرد کردن های خورشیدی و انواع کاربردهای اقتصادی و صنعتی مستقیماً استفاده شود.

همچنین گرمای خوشید موجب وزش باد می شود؛ همان انرژی ایی که توسط توربین های بادی گرفته می شود؛ سپس بادها و گرمای خورشید باعث تبخیر آب می شوند. وقتی این بخار آب به باران یا برف تبدیل می شود و از سرازیرها به رودخانه ها و مسیرهای آب هدایت می شود، انرژی آن می تواند گرفته شده و از توان هیدرو الکتریکی آن استفاده شود.

همراه با باران و برف، نور خورشید باعث می شود گیاهان رشد کنند، ماده ای که آن گیاهان را می سازد، به عنوان توده زنده یا زیست توده می شناسیم.

بیومس می تواند به منظور تولید الکتریسیته، سوخت های حمل و نقل یا موارد شیمیایی استفاده شود. کاربرد بیومس برای هر یک از این اهداف، انرژی بیومس نامیده می شود.

هیدروژن نیز می تواند در بسیاری از ترکیبات اصلی، مثل آب، یافت شود. هیدروژن فراوان ترین عنصر روی زمین است، اما بصورت یک گاز طبیعی موجود نیست. هیدروژن همیشه با دیگر عناصر ترکیب شده است، مثل ترکیبش با اکسیژن برای ساخت آب. وقتی هیدروژن از عنصر ترکیبی اش جدا شود می تواند بعنوان سوخت مورد استفاده قرار گیرد.

تمام منابع انرژی تجدید پذیر از خورشید ناشی نمی شوند. انرژی زمین گرمایی دریچه گرمای درون زمین برای کاربردهای متنوع شامل: تولید توان الکتریکی و گرم و سرد کردن ساختمان هاست، و انرژی جزر و مد اقیانوس ها از نیروی کشش ماه و خورشید بر روی زمن ناشی می شود.

در حقیقت، انرژی اقیانوس از منابع متعددی ناشی می شود. علاوه بر انرژی جزر و مد، انرژی امواج اقیانوس بوسیله هر دو انرژی جزر و مد و باد، بوجود می آید. هم چنین خورشید بیش از آنکه عمق اقیانوس را گرم کند. سطح آنرا گرم می کند، ایجاد یک اختلاف دما می تواند بعنوان یک منبع انرژی بکار گرفته شود. تمامی اشکال انرژی اقیانوسی می تواند برای تولید الکتریسیته اعمال شود..."

بررسی و تحقیق-شناخت انواع انرژی در جهان- در 230 صفحه-docx

در سال‌های اخیر با توجه به این که منابع انرژی تجدید ناپذیر رو به اتمام هستند این منابع مورد توجه قرار گرفته‌اند. در سال ۲۰۰۶ حدود ۱۸٪ از انرژی مصرفی جهانی از راه انرژی‌های تجدید پذیر بدست آمد. سهم زیست‌توده به‌طور سنتی حدود ۱۳٪، که بیشتر جهت حرارت دهی و ۳٪ انرژی آبی بود.۲/۴٪ باقی‌مانده شامل نیروگاهای آبی کوچک، زیست توده مدرن، انرژی بادی، انرژی خورشیدی، انرژی زمین‌گرمایی و سوختهای زیستی می‌باشد که به سرعت در حال گسترش هستند.

انرژی پایدار (به انگلیسی: Sustainable energy)، انرژی بی پایان، انرژی بی‌نهایت و انرژی جاوید نیز نامیده می‌شود. انرژی تجدید پذیر جزء همین انرژی است از فناوری‌های استفاده شده برای این منظور می‌توان از انرژی خورشیدی، انرژی باد، انرژی موج، انرژی زمین‌گرمایی، انرژی جزر و مدی، سوخت زیستی اتانول، هیدروژن و نیروی برق‌آبی نام برد.

جهان بی پایان تعداد زیادی از ستارگان و اجرام آسمانی را در خود جای داده است. این ستارگان و اجرام دارای انرژی هستند اگر بتوان این انرژی را از فضا به کره زمین منتقل کرد. تأثیر مهمی در مشکلات مربوط به انرژی بشر خواهد داشت، این انرژی می‌تواند جایگزین قسمت قابل توجهی از سوخت‌های فسیلی شود چرا که سوخت‌های فسیلی به محیط زیست آسیب‌های فراوانی زده است و از طرفی امروزه انرژی اهمیت زیادی دارد.

استفاده از انرژی خورشیدی در فضا می‌تواند آغازی بر استفاده از انرژی‌های بی پایان موجود در فضا باشد. ستارگانی در فضا وجود دارند که ‍‍دمای آنها به ۳۳ هزار درجه کلوین می‌رسد یعنی گرمای فراوان و از آنجایی که گرما صورتی از انرژی است. فعل و انفعالات زیادی در فضا هستند که انرژی آزاد می‌کند با توجه به بحران‌های انرژی حال حاضر جهان، بشر نمی‌تواند نسبت به این مقدار انرژی موجود در فضا بی تفاوت باشد. این قضیه می‌تواند موجب کاهش هزینه‌های تمام شده برای انرژی شود. از طرفی در شرایط حال حاضر انرژی ارزش بسیاری دارد و می‌تواند موجب تولید ثروت شود.

انرژی تجدیدپذیر (به انگلیسی: Renewable energy)، که انرژی برگشت‌پذیر نیز نامیده می‌شود، به انواعی از انرژی می‌گویند که منبع تولید آن نوع انرژی، بر خلاف انرژی‌های تجدیدناپذیر (فسیلی)، قابلیت آن را دارد که توسط طبیعت در یک بازه زمانی کوتاه مجدداً به وجود آمده یا به عبارتی تجدید شود.

استفاده از انرژی بادی با رشدی سالانه حدود ۳۰٪ با ظرفیت نصب شده ۱۵۷۹۰۰ مگاوات در سال ۲۰۰۹، به صورت وسیعی در اروپا، آسیا و ایالات متحده به چشم می‌خورد. درپایان سال ۲۰۰۹ میلادی مجموع انرژی تولیدی به وسیله فتوولتاییک به بیش از ۲۱۰۰۰ مگاوات رسید. ایستگاهای انرژی گرما-خورشیدی در آمریکا و اسپانیا مشغول به کار می باشندکه بزرگترین آنها با ظرفیت ۳۵۴ مگاوات در بیابان موهاوی در حال کار است

بزرگترین نیروگاه زمین گرمایی دنیا در کالیفرنیا با نام نیروگاه گیسرز با ظرفیت ۷۵۰ مگاوات در حال فعالیت می‌باشد. برزیل یکی از کشورهایی است که پروژه‌های بزرگی برای استفاده از انرژی‌های نو (انرژی‌های تجدیدپذیر) انجام می‌دهد. ۱۸٪ از کل مصرف سوخت اتوموبیل‌های برزیل از طریق سوخت اتانولیکه از ساقهٔ نیشکر به‌دست می‌آید تأمین می‌شود. سوخت اتانولی به‌صورت گسترده در ایالات متحده مورد استفاده قرار می‌گیرد.

بیشترین پروژه‌ها و محصولات انرژی‌های نو در مقیاس بزرگ موجود می‌باشند، ولی انرژی‌های نو را می‌توان در مقیاس‌های کوچک (نیروگاه کوچک خارج مدار یانیروگاه کوچک مدار بسته) هم استفاده کرد. به این دلیل که منابع انرژی‌های تجدیدپذیر در تمام نقاط کرهٔ زمین در دسترس می‌باشند، در حواشی و در جاهای دور افتاده، نقش انرژی‌های نو به‌خوبی نمایان می‌شود، در حالی که منابع سوخت‌های فسیلی (نفت، گاز، و زغال‌سنگ) فقط در کشورهای خاصی یافت می‌شود. کنیا دارای بالاترین نرخ سالانه فروش سیستم‌های کوچک خورشیدی (۲۰-۱۰۰ وات) به میزان ۳۰۰۰۰ سیستم در سال می‌باشد.

نگرانی دربارهٔ تغییرات زیست محیطی در کنار افزایش قیمت روزافزان نفت و اوج تولید نفت و حمایت دولت‌ها، باعث رشد روزافزون وضع قوانینی می‌شود که بهره‌برداری و تجاری سازی این منابع سرشار تجدیدپذیر را تشویق می‌کنند.

انواع انرژی‌های تجدید پذیر عبارتند از:

انرژی آبی (نیروی برق‌آبی)انرژی بادیانرژی خورشیدیانرژی زمین‌گرماییانرژی زیست توده (زیست‌سوخت)انرژی امواج و جزر و مددر ایران

قانون عضویت دولت ایران در آژانس بین‌المللی انرژی‌های تجدیدپذیر پس از تصویب مجلس و تأیید شورای نگهبان در ۱۴ خرداد ۱۳۹۱ از سوی رییس جمهور ابلاغ شد. بر اساس این قانون، دولت اجازه خواهد داشت در آژانس بین‌المللی انرژی‌های تجدیدپذیر عضویت یابد و نسبت به پرداخت حق عضویت مربوط اقدام کند.

آژانس بین‌المللی انرژی‌های تجدیدپذیر (ایرِنا - IRENA) در سال ۲۰۰۹ برای ترویج استفاده و افزایش استفاده پایدار از همه اشکال انرژی تجدیدپذیر تاسیس شد. آسان کردن دسترسی به تمام اطلاعات مربوط به انرژی‌های تجدیدپذیر، از جمله اطلاعات فنی از دیگر وظایف ایرنا می‌باشد. اساسنامه این آژانس در تاریخ ۸ ژوئیه ۲۰۱۰ به تصویب رسید. در ژوئن ۲۰۰۹، در جلسه کمیسیون مقدماتی، ابوظبی به عنوان مقر آژانس به طور موقت انتخاب شد

تاریخچه

ایرنا را می‌توان زاییده افکار هرمان شیر، نماینده مبارز آلمانی و از رهبران طرفداران انرژی‌های تجدیدپذیر دانست. وی تا زمان مرگش (۱۴ اکتبر ۲۰۱۰ میلادی) رئیس یوروسولار (EUROSOLAR)، انجمن اروپایی انرژی‌های تجدیدپذیر، واقع در آلمان و رئیس مجلس جهانی انرژی‌های تجدیدپذیر بود. شیر، این ایده را در سال ۱۹۹۰ مطرح کرد و از آن زمان برای محقق کردن این ایده تلاش کرده.

در سال ۲۰۰۲، این ایده او را به سالن‌های مجلس آلمان کشاند. در آن زمان، حزب سوسیال دموکرات و حزب سبز، ایرنا را به‌عنوان بخشی از اهداف سیاسی خود منظور کردند. این امر تا سال ۲۰۰۷ ادامه داشت، زمانی‌که دولت آلمان این ایده را پذیرفت و شروع به مذاکرات دوجانبه با کشورهای مختلف کرد تا بتواند آن را با موفقیت اجرا کند. [۲] اساسنامه تاسیس آژانس بین‌المللی انرژی‌های تجدیدپذیر در تاریخ ۱۲ آبان ۱۳۸۷ (۲۳ اکتبر ۲۰۰۸ میلادی) در شهر مادرید اسپانیا توسط ۵۱ کشور طی کنفرانس مقدماتی نهایی گردید. این اساسنامه در اولین نشست مقدماتی اعضا در شهر بنآلمان به امضای ۵۷ کشور از جمله ایران رسید.

در دومین نشست مقدماتی این آژانس که در شرم الشیخ مصر برگزار شد، شهر مصدر در ابوظبی به عنوان مقر اصلی آژانس تعیین شد. مرکز فناوری و نوآوری در کشور آلمان و دفتر رابط آژانس با دیگر سازمان‌های فعال در زمینه انرژی‌های تجدیدپذیر نیز در اتریش مستقر خواهندشد.

در نشست پنجم کمیسیون مقدماتی در آوریل ۲۰۱۱ کلیه قوانین و مقررات مورد بررسی و تصویب کشورهای عضو قرارگرفت و نهایتاً با برگزاری اولین نشست مجمع، کلیه فعالیت‌های کمیسیون به آژانس واگذار گردید و با موافقت اکثریت کشورهای عضو عدنان امین به عنوان مدیرکل آژانس معرفی گردید. 

اهداف

براساس این اساسنامه هدف اصلی تشکیل آژانس توسعه گسترده و پذیرش استفاده از انواع انرژی‌های تجدیدپذیر در سراسر جهان می‌باشد و در این زمینه موارد زیر از اهمیت خاصی برخوردار است:

اولویت دادن به منافع حاصل از انرژی‌های تجدیدپذیر نسبت به سایر انرژی‌ها و افزایش بهره وری انرژی در کشورهای عضوافزایش سهم انرژی‌های تجدیدپذیر در حفظ محیط زیست و کاهش استفاده بیش از حد از منابع طبیعی، کاهش ویرانی جنگل‌ها به ویژه در مناطق گرمسیری، جلوگیری از نابودیتنوع زیستی و دستیابی به امنیت عرضه انرژی در عرصه جهانی

طبق این اساسنامه ایرنا زمینه اصلی فعالیت آژانس کلیه انرژی‌های حاصل از منابع تجدیدپذیر بویژه انرژی‌های زیستی، زمین گرمایی، برق آبی، جزر ومد دریاها و اقیانوس‌ها، خورشیدی و بادیمی‌باشد.

     کشورهایی که اساسنامه آژانس را امضا کرده‌اند.     اساسنامه آژانس در مجلس این کشورها به تصویب رسیده‌است.(تا تاریخ ۱۶ می ۲۰۱۱)

تا تاریخ ۱۶ مارس ۲۰۱۱ ، ۱۴۸ کشور و اتحادیه اروپا اساسنامه ایرنا را امضا کرده‌اند. از این میان ۶۶ کشور اساسنامه آژانس را در مجلس خود به تصویب رسانده‌اند. از زمان برگزاری اولین نشست مجمع آژانس در آوریل ۲۰۱۱ تنها کشورهای عضوی که اساسنامه را به تصویب مجلس کشور متبوع خود رسانده‌اند به عنوان عضو دائم و دارای حق رای شناخته می‌شوند و سایر کشورها تنها به عنوان ناظر و بدون حق رای امکان شرکت در جلسات مجمع را دارند. وزارت نیرو و سا