پایگاه علمی سعید سان دانلود رایگان مقالات علمی کنفرانس و ژورنال
مقدمه
خورشید نه تنها خود منبع عظیم انرژی است، بلکه سرآغاز حیات و منشاء تمام انرژیهای دیگر است. طبق برآوردهای علمی در حدود ۶۰۰۰ میلیون سال از تولد این گوی آتشین می‌گذرد و در هر ثانیه ۲/۴ میلیون تن از جرم خورشید به انرژی تبدیل می‌شود. با توجه به وزن خورشید که حدود ۳۳۳ هزار برابر وزن زمین است. این کره نورانی را می‌توان به‌عنوان منبع عظیم انرژی تا ۵ میلیارد سال آینده به حساب آورد.
قطر خورشید ۶۱۰ × ۳۹/۱ کیلومتر است و از گازهایی نظیر هیدروژن (۸/۸۶ درصد) هلیوم (۳ درصد) و ۶۳ عنصر دیگر که مهم‌ترین آنها اکسیژن – کربن – نئون و نیتروژن است تشکیل شده‌است.
میزان دما در مرکز خورشید حدود ۱۰ تا ۱۴ میلیون درجه سانتیگراد می‌باشد که از سطح آن با حرارتی نزدیک به ۵۶۰۰ درجه و به صورت امواج الکترو مغناطیسی در فضا منتشر می‌شود.
زمین در فاصله ۱۵۰ میلیون کیلومتری خورشید واقع است و ۸ دقیقه و ۱۸ ثانیه طول می‌کشد تا نور خورشید به زمین برسد. بنابراین سهم زمین در دریافت انرژی از خورشید حدود از کل انرژی تابشی آن می‌باشد.
جالب است بدانید که سوختهای فسیلی ذخیره شده در اعماق زمین، انرژیهای باد و آبشار و امواج دریاها و بسیاری موارد دیگر از جمله نتایج همین مقدار انرژی دریافتی زمین از خورشید می‌باشد.
خورشید برای بیلیونها سال انرژی را تولید کرده است . انرژی خورشیدی ، پرتوهای خورشید است که به زمین می رسد.
انرژی خورشید به طور مستقیم یا غیر مستقیم می تواند دیگر اشکال انرژی تبدیل شود ، همانند گرما و الکتریسیته موانع اصلی ( مشکلات ، یا انتشار برای فائق آمدن ) انرژی خورشیدی شامل:
(1) روشها متغیر و متناوب که آن به سطح می رسد.
(2 ) ناحیه بزرگ برای جمع آوری و ذخیره آن در یک سرعت مفید مورد نیاز است.
انرژی خورشید برای حرارت آب، برای استفاده دینامیکی ، حرارت فضایی ساختمانها ، خشک کردن تولیدات کشاورزی و تولید انرژی الکتریسیته مورد استفاده قرار می گیرد.
در سال 1830 شاره شنای انگلین به نام جون هرشل John Herschel یک جعبه جمع آوری خورشیدی را برای پختن غذا در طول یک سفر در آفریقا استفاده کرد. هم اکنون مردم تلاش می‌کنند انرژی خورشیدی را برای چیزهای زیادی استفاده کنند.
کاربردهای الکتریکی فتوولتایک ها را آزمایش می کنند یک فرایند که توسط آن انرژی نور خورشید به طور مستقیم به الکتریسیته تبدیل می شود . الکتریسیته می تواند به طور مستقیم از انرژی خورشید تولید شود و ابزارهای فتوولتایک استفاده کند یا به طور غیر مستقیم از ژنراتورهای بخار ذخایر حرارتی خورشیدی را برای گرما بخشیدن به یک سیال کاربردی مورد استفاده قرار می دهند.
انرژی فتو ولتایک
انرژی فتوولتایک، تبدیل نور خورشید به الکتریسیته از میان یک سلول فتو ولتاتیک (pvs) می باشد، کخ بطور معمول یک سلول خورشیدی نامیده می شود. سلول خورشیدی یک ابزار غیر مکانیکی است که معمولاً از آلیاز سیلیکون ساخته شده است.
نور خورشید از فتو نهی، یا ذرات انرژی خورشیدی ساخته شده است این فتو نهی مغادیر متغیر انرژی را شامل می شود مشابه طول مولد های متفاوت اسپکتروم های نوری هستند.
وقتی فتو نهی به یک سلول فتو ولتاتیک بر خورد می کند، ممکن است منعکس شوند، مستقیم از میان آن عبور کنند، یا جذب شوند. فقط فتو نهی جذب شده انرژی را برای تولید الکتریسیته فراهم می‌کنند. وقتی که نور خورشید کافی یا انرژی توسط جسم نیمه رسانا جذب شود، الکترون از اتم های جسم جابجا می شوند.
رفتار خاصی سطح جسم در طول ساختن باعث می شود سطح جلویی سلول که برای الکترون های آزاد بیشتر پذیرش یابد. بنا براین الکترون ها بطور طبیعی به سطح مهاجرت می کنند.
زمانی که الکترون ها موقعیت n را ترک می کنند و سوراخ هایی شکل می گیرد. تعداد الکترونها زیاد است، هر کدام یک بار منفی را حمل می کنند و به طرف جلو سطح سلول می روند ،در نتیجه عدم توازون بار بین سلولهای جلویی وسطوح عقبی یک پتانسیل ولتاژ. شبیه قطب های مثبت ومنفی یک باطری ایجاد می شود.
وقتی که دو سطح از میان یک راه داخلی مرتبط می شود، الکتریسیته جریان می یابد.
فهرست مطالب
مقدمه 1
انرژی فتو ولتایک 3
تاریخچه 6
کاربردهای نیروگاهی 7
نیروگاههای حرارتی خورشید از نوع سهموی خطی 9
نیروگاههای حرارتی از نوع دریافت کننده مرکزی 11
نیروگاههای حرارتی از نوع بشقابی 12
دودکش‌های خورشیدی 12
مزایای نیروگاههای خورشیدی 12
کاربردهای غیر نیروگاهی 14
سیستمهای فتو ولتاییک 18
مصارف و کاربردهای فتو ولتاییک 19
موقعیت کشور ایران از نظر میزان دریافت انرژی خورشیدی 23
ویژگی‌های استفاده از انرژی خورشیدی 23
انرژی خورشیدی بجای انرژی هسته ای 24
گرما، دما و جریان گرما 26
مقاومت گرمایی 30
جریان گرما از طریق هدایت 31
جریان گرما از طریق همرفت 32
جریان گرما از طریق تابش 32
هدایت و همرفت 32
تابش و انتقال 36
ذخیره سازی گرما 40
تابش خورشیدی 43
سمت‌گیری گیرنده‌ی خورشیدی 45
گیرنده‌ی خورشیدی ساعتی 47
سیستم گرم کننده خورشیدی 47
کاربردهای گرم کننده‌ی خورشیدی 50
استفاده از گرمای ذخیره شده 56
سیستم های خورشیدی گرم کننده با هوا 60
سیستم غیر فعال – بهره برداری مستقیم 64
سیستم غیر فعال خورشیدی: وظیفه دیود 67
سیستم غیر فعال خورشیدی: وظیفه کنترل 70
تابش خورشیدی بازتابی 73
انرژی خورشیدی در آینده 88
پرتوهای انرژی 88