انرژی های پاک و ضرورت توسعه آن
قسمتهایی از متن:
دسترسی کشورهای درحال توسعه به انواع منابع جدید انرژی، برای توسعه اقتصادی آنها اهمیت اساسی دارد و پژوهش های جدید نشان داده که بین سطح توسعه یک کشور و میزان مصرف انرژی آن، رابطه مستقیمی برقرار است. با توجه به ذخایر محدود انرژی فسیلی و افزایش سطح مصرف انرژی در جهان فعلی، دیگر نمی توان به منابع موجود انرژی متکی بود.
درکشورما نیز، با توجه به نیاز روز افزون به منابع انرژی و کم شدن منابع انرژی فسیلی، ضرورت سالم نگه داشتن محیط زیست، کاهش آلودگی هوا، محدودیت های برق رسانی و تأمین سوخت برای نقاط و روستاهای دورافتاده و... استفاده از انرژی های نو مانند: انرژی باد، انرژی خورشید هیدروژن، انرژی های داخل زمین می تواند جایگاه ویژه ای داشته باشد.
امروزه، بحران های سیاسی، اقتصادی و مسائلی نظیر محدودیت دوام ذخایر فسیلی، نگرانی های زیست محیطی، ازدحام جمعیت، رشد اقتصادی و ضریب مصرف، همگی مباحث جهان مشمولی هستند که با گستردگی تمام، فکر اندیشمندان را در یافتن راهکاهای مناسب در حل مناسب معضلات انرژی در جهان، به خصوص بحران های زیست محیطی، به خود مشغول داشته است. بدیهی است امروزی، پشتوانه اقتصادی و سیاسی کشورها، بستگی به میزان بهره وری آنها از منابع فسیلی دارد و تهی گشتن منابع فسیلی، نه تنها تهدیدی است برای اقتصاد کشورهای صادرکننده، بلکه نگرانی عمده ای را برای نظام اقتصادی ملل وارد کننده به وجود آورده است. صاحبان منابع فسیلی بایستی واقع نگرانه بدانند که برداشت امروز ایشان از ذخایر فسیلی، مستلزم بهره وری کمتر فردا و نهایتاً، تهی شدن منابع شان در مدت زمانی کمتر خواهد بود. ...
...
اهمیت توجه به انرژی های پاک
امروزه انرژی های نو به رغم ناشناخته ماندن، به سرعت درحال گسترش و نفوذ است و غفلت از آن، غیرقابل جبران خواهد بود، انرژی خورشیدی، بادی، آبی، بیوماس، بیوگاز وانرژی زمین گرمایی از عمده ترین منابع انرژی های پاک می باشند. وقوع سه عامل در سال 1995 میلادی، سبب ایجاد نقطه عطفی برای انرژی های تجدید پذیر، به خصوص انرژی باد شده است.
- نخست، تغییرات آب وهوایی بر اثر انباشت گازهای گلخانه ای در جو؛
- دوم، افزایش تقاضای مصرف انرژی برق در سراسر جهان؛
- سوم، گشوده شدن چشم انداز نوید بخشی در مورد انرژی های تجدید پذیر بود که با صراحت از سوی کارشناسان اعلام شد.
باید درنظر گرفت که درواقع، در ازاء هر کیلووات ساعت برق تولیدی از انرژی های تجدید پذیر به جای زغال سنگ از انتشار حدود یک کیلوگرم CO2 جلوگیری خواهد شد. بنابراین به عنوان نمونه، برای هر یک درصد انرژی متداول که توسط انرژی باد جانشین شود، حدود 13 درصد انتشار گاز CO2 کاهش می یابد. همچنین، کاهش سولفور و اکسید نیترات ( عوامل باران اسیدی) یکی دیگر از منابع محیط زیستی انرژی باد است. ...
...
اهمیت اکتشاف سوخت جهت تأمین انرژی مورد نیاز
فهرست
فصل اول
1-1- مقدمه2
فصل دوم
2-1- تعریف شمعهای مکشی
2-2- شمعهای مکشی چگونه نصب می شوند و چگونه کار می کنند
2-3- مزایای شمعهای مکشی
2-4-رفتار خاک در حین نصب شمع
2-5- رفتار خاک در زمان بهره برداری
2-6- تاریخچه استفاده از شمعهای مکشی
فصل سوم
3-1- مروری بر مطالعات انجام شده
3-2- مطالعات انجام شده بر روی صندوقه های مکشی در ماسه
3-2-1- نصب
3-2-2- بیرون کشش استاتیکی ماسه
3-2-3- بیرون کشش تناوبی
3-3- مطالعات انجام شده بر روی رس
3-3-1- نصب
3-3-2- بیرون کشش استاتیکی رس
3-3-3- بیرون کشش تناوبی
3-3-4- بیرون کشش تحت بار های مایل
فصل چهارم
4-1- روابط بدست آمده برای ظرفیت باربری
4-2- انواع خرابی
4-2-1- خرابی لغزشی
4-2-2- خرابی مقاومت انتهایی
4-2-3- خرابی ظرفیت باربری معکوس
4-3- پیش بینی ظرفیت
4-5- ظرفیت باربری
4-5-1- Clukey & Morrison (1993)
4-5-2- Deng & Carter (2000)
4-5-3- Rahman et al(2001)
4-5-4- Maeno et al(2001)
4-5-5- Iskander et. Al.(2002)
4-5-6- W.Deng , P.carter.(2000)
4-5-7- Charles Aubney , J Donald Murff(2004)
فصل پنجم
5-1- روابط بدست آمده برای نصب
5-2-نصب در ماسه
5-2-1-آنالیز
5-2-2-محاسبات نصب برای ماسه
5-2-3-نفوذ براثر وزن صندوقه مکشی در ماسه
5-2-4-نفوذ با کمک مکش
5-2-5-محدودیتهای نفوذ بر اساس مکش
5-2-6- تاثیر سخت کننده های داخلی
5-2-7-فاکتور فشار a و محاسبات جریان
5-3-نصب در رس
5 -3-1-نفوذ تحت وزن صندوقه
5-3-2-نفوذ با کمک مکش
5 -3-3-محدودیتهای نفوذ بر اثر مکش
5-3-4-تاثیر سخت کننده های د اخلی
5-3-5-نصب در سایر مصالح
::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::
1-1-مقدمه
از آنجا که هیچ ابزاری تا نیازمند بشر نباشد گسترش پیدا نمی کند واز آنجا که تامین انرژی امروزه حرف اول را می زند اکتشاف سوخت وتهیه آن باعث توجه به آبهای عمیق شده است که بعضی از ابزارهای مورد نیاز برای این اکتشافات سازه های دریایی ومهارهای کششی در عمق بیشتر از 1000 متر است،که نیازمند استفاده از متد های بسیار جدید نسبت به متدهای قدیمی و سنتی است.
سازههای دریایی به طور سنتی برای کاربریهای متنوع استخراج نفت به کار رفته است.این سازها باید دارای کارای موثر با ایمنی بالا واز نظراقتصادی بهینه باشند.
از دیگر سازه ها برای تامین انرژی استفاده از توربین های بادی است امروزه استفاده از توربین بادی مستقر در دریا OFFSHOR WIND TURBIN به منظور تامین انرژی خصوصا برای کشورهایی که باد خیز هستند گسترش یافته است. علت این امر هم از نظر صرفه جویی در مصرف و هم از نظر آلودگی هوا کاملا قابل توجیه است.اولین نوع این توربین ها در سال 1991 در دانمارک نصب شد.
جدا از نظر طراحی سازه ای این سازه ها طراحی پی این گونه سازها بسیر حائز اهمیت است.
استفاده از سازه های دریای در اعماق 3000 تا 6000 متر نگرش وابتکار بالایی را برای طراحی سازه های دریای نسبت به استفاده از شمع های سنتی وسازه های گیردار را می طلبد، که درنتیجه توجه به سازه های معلق مد نظر قرار گرفته است.
این سازه ها معلق مشابه سازه های دیگر نیاز به مهار هایی برای مقاومت در برابر نیروهای بلند کننده هستند همچنین این مهارها باید در برابر بارهای سیکلیک ناشی از نیروی باد و نیروی موج وهمچنین طوفان های احتمالی مقاومت کنند.
در ضمن در آبهای که از شمع های سنتی استفاده می شود نیازمند شمع کوب ها و تجهیزات سنگین در دریا است که اجرای آنها بسیار پر هزینه و وقت گیر هستند.همچنین رفتار این گونه شمع ها وعدم دقت آنها در برابر بارهای افقی بسیا رحائز اهمیت است .
ازدلایل دیگر استفاده از سازه های منعطف آن است که در آبهای عمیق پریود طبیعی مورد قبول برای سازه های گیردار در حدود تغییرات فرکانس موج است که باعث پدیده تشدید خواهد شد و بر اساس نتایج بدست آمده سازه های منعطف دارای پریودی بیشتر از پریود طبیعی موج هستند.در شکل1-1 نمونه ای از سازهای دریایی و توربین های بادی آورده شده است.
...
فصل دوم :
2-1-تعریف شمعهای مکشی:
یکی از متد بسبار جدید که برای پی های سطحی بکار می رود استفاده از ایده یک سطل برعکس به عنوان پی است ، این نوع پی ها با عمل مکش وبه صورت درجا مانند شمعها به کار می رود. این نوع پی ها سبب کاهش در هزینه به علت کاهش مواد مصرفی و همچنین کاهش زمان اجرا خواهند شد.بنا براین برای پی بردن به عملکرد این گونه پی ها شرایط بار گذاری این گونه سازه ها و نوع بارهای آنها برای طراحی حائز اهمیت است .
شمعهای مکشی که با نامهای صندوقۀ مکشی[1]، شالودۀ سطلی[2]، مهار مکشی[3]، شالودۀ دامنی[4] نیز شناخته می شوند. یک نمونه از پی های سطحی هستند که با اینکه پیدایش اولیۀمفهوم آنها به اواخر دهۀ 1960 میلادی(Etter&Turpin ، 1967 ) بر می گردد برای اولین بار در حدود 20 سال پیش معرفی شدند اما تنها پس از تحقیقات زیاد بود که در دهۀ گذشته بطور گسترده ای در لنگرگاه ها و واحدهای شناور بکار رفتند. اکنون تنها پس از کمتر از 10 سال تحقیق، جایگاه خود را در صنعت نفت پیدا کرده اند. ارجحیت آنها در داشتن ظرفیت بالا برای لنگرگاههای محکم و زنجیری ، در اکثر سایتهای سراسر جهان مانند برزیل، آفریقای غربی، دریای شمال، دریای نروژ و خلیج مکزیک بخوبی شناخته شده اند. (شکل 2-1)
شکل2-1: مناطق آبهای عمیق جهان
استفاده از این نوع پی ها به دلیل مزایایی که نسبت به سایر انواع پی ها دارند به سرعت در حال گسترش است وبه وفور جای شمع های معمولی را می گیرند.
2-2-مزایای شمعهای مکشی:
از جمله مزایای مهم اینگونه شمعها بطور خلاصه می توان به موارد زیر اشاره کرد :
شمعهای مکشی چگونه نصب می شوند و چگونه کار می کنند :
شمعهای مکشی برای دامنۀ وسیعی از انواع سازه های دریایی ثابت و شناور کاربرد دارند، و اثبات شده است که قابلیت تطبیق خوبی با شرایط مختلف خاک، نیازهای سازه ها و نوع و بزرگی نیرو دارند.
صندوقه مکشی استوانۀ فلزی ( بعضا بتنی) تو خالی با قطر زیاد که از انتها باز واز بالا بسته می باشد. صندوقه که معمولاً از شناور مخصوص نصب به آب انداخته می شود، باید به آرامی بر روی بستر دریا قرار گیرد. طریقۀ پایین بردن صندوقه در آب به این صورت است که شیرهای مخصوص موجود در بالای آن باز می شود و هوای محصور در آن به سرعت تخلیه می شود و بدین ترتیب در آب پایین می رود. برای نصب صندوقه آنرا از نوک که باز است، بر روی بستر دریا قرار می دهند. در این حالت در حالیکه شیر تخلیه آب باز است، شمع تحت وزن خود در داخل بستر فرو می رود با اتمام نفوذ صندوقه بر اثر وزن شیرهای مذکور بسته می شوند که باعث آب بندی صندوقه در برابر خلا که ایجاد خواهد شد نیزمی گردد. سپس آب موجود در قسمت محصور بین بستر و کلاهک فوقان شمع توسط پمپ خارج می شود، این امر باعث کاهش فشار درون صندوقه می شود. اختلاف فشار موجود بین داخل و خارج آن باعث رانده شدن صندوقه به داخل خاک می شود. بعد بسته به نوع طراحی کلاهک روی آن برداشته می شود؛ یا در محل باقی می ماند و کاملاً آب بندی می شود. بدین ترتیب وقتی شمع بخاطر نیروهای آنی و ضربه ای مانند نیروی موج یا ضربه های کشتی ها تحت کشش قرار گیرد در آن مکش ایجاد می شود و از خروجش جلوگیری می شود. در این حالت وزن قطعه ای از خاک که درون شمع است نیز جزء نیروهای مقاوم محسوب می شود که این نیروها باید با نیروی اصطکاک جداره جمع شوند. در صورتیکه نیروها بلند مدت باشند حالت زهکشی شده داریم و نوع خرابی متفاوت است که بعد به تفصیل در مورد انوع خرابی بحث خواهد شد.(شکل 2-2 و2-3و2-4 )
[1] Suction Caissom
[2] Bucket Foundation
[3] Suction Anchor
[4] Skirted Foundation
توسعه کامل سازی باد از طریق پیش بینی انرژی باد
همانطور که سطوح نفوذ باد از لحاظ جهانی افزایش می یابد، نیاز به پیش بینی صحیح تغییرات در تولید انرژی باد- در انواع متفاوت پیش بینی افق های زمان- برای پایداری شبکة نیرو و همچنین کارآیی تولید روز به روز مهم می شود. پیش بینی های صحیح انرژی باد، از جمله اجزاء مهم و حیاتی برای بسیاری از چالش های عملیاتی و برنامه ریزی هستند که متغیر از پیگیری بار تا برنامه ریزی انتقال و اختصاص دادن سرمایه، تا بازاریابی سطح استراژی و برنامه ریزی عملیات است. وقتی برای تصمیم گیری بکار می رود، پیش بینی های صحیح انرژی باد، هزینه های فرعی خدمات را کاهش می دهند، قابلیت اعتبار شبکه از طریق برنامه ریزی مؤثرتر افزایش می یابد و اپراتورهای پروژه و شرکت های برق می توانند تصمیمات استراژی مهمی بگیرند که باعث افزایش کارآیی می گردد. پیش بینی هایی که تا سالها بعد امتداد می یابد ، به شناسایی صحیح تر مشخصات نسل بلند مدت کمک می کند و باعث فرمولاسیون های صحیح تر فاکتور ظرفیت و انتخاب پروژه های مؤثرتر می گردد. این مقاله طرح می کند که چگونه و چرا پیش بینی انرژی باد می پردازد. دومین بخش استراژی هایی را برای پیش بینی در افق های زمانی متفاوت طرح می کند. بخش3 نتایج حاصل از پیش بینی در موقعیت های متفاوت را در عرض ایالات متحده بررسی می کند. بخش آخر، خلاصه ای را فراهم کرده و مروری دارد بر آیندة پیش بینی.
همانطور که همه ما می دانیم، باد، سوختی برای انرژی باد است. مادامیکه دشواری بسیار زیاد ساده کردن باد، اساساً نتیجة اختلاف های در فشارها در فواصل افقی است، با این اختلاف، گرادیان فشار مطرح می شود. در ساده ترین سطح، حاصل عدم تعادل های گرمایی هستند و در اساسی ترین سطح، حرارت غیر یکنواخت زمین، باد را به حرکت در می آور. در مقیاس های دقیقه، ساعت و روزانه، تغییرات در شرایطهای جوی در توپوسفر- پائین ترین سطح جو – آب و هوا نامیده می شوند . از سوی دیگر، شرایط آب وهوایی یا آب و هوا بر اساس یک مقیاس زمانی فرق می کند: شرایط آب و هوا، الزاماً توده و تراکم آب و هوا روی یک قسمت طولانی زمانی است و بنابراین ایده ای دربارة مشخصات متوسط آب و هوا فراهم می کند ( در مورد خاص ما، باد است) آب و هوا در تعدادی از مقیاس های هوایی فرق می کند از مقیاس های روزمره گرفته تا سال به سال و دامنة این تغییرات از لحاظ جغرافیایی وابسته است.
یک استراژی کامل و جامع پیش بینی باید به این نکته توجه داشته باشد که تاکتیک های متفاوت باید برای فلق پیش بینی هایی به کار روند که از ساعت ها گرفته تا ماهها در آینده امتداد می یابند.
...
چرا از یک مدل استفاده می شود؟
نمونه برداری، مکانیسمی ساختار بندی شده و قطعی از سنجش ارائه می دهد. تنها راه حل ، قضاوت فردی است. یک قضاوت آگاهانه ممکن است پیش بینی هایی را فراهم نماید که درست به معتبری پیشگویی های تولید شده با یک مدل است، بنابراین استفاده از مدل، برتری های فراوانی دارد، از جمله:
· فراهم کردن یک میانگین ساختار بندی شده که با آن مشخص می شود چه اتفاقی ممکن است بیفتد و یا فرضیه های شناخته شده دربارة آنچه که ممکن است رخ دهد، مطرح می شوند.
· همه ورودی ها صریح هستند و بنابراین می توانند به راحتی در معرض انتقاد قرار بگیرند، تا از لحاظ درستی تست بررسی شود و می توانند رونوشت شوند، و
· ماهیت صریح همة پارامترها و ارزش های ورودی به راحتی پیشرفت های بالایی را امکانپذیر می سازد و تصفیه نمونه برداری را مهیا می سازد و داده ها جمع شده و یا اطلاعات جدید میسر می شوند.
در چنین موردی، که گونه های منقرض شده، جمعیت کمی دارند و هیچ دادة تجربی دربارة استفاده از سایت آن به دست نیامده، نمونه برداری صحنه های آگاهانه، تنها وسایلی را برای به دست آوردن سنجش های قابل شناسایی خطر بالقوه فراهم می سازد.
نمونه برداری صحنه
در موقعیتی که پرندگان با مزارع باد واکنش می دهند، برخی از پارامترها ثابت خواهند بود، درحالیکه برخی دیگر بطور اتفاقی رخ می دهند و یا بصورت متغیرهای نامطمئن هستند. نمونه برداری اتفاقی از یک روش قطعی متفاوت است و فرق آن در این است که آن، امکان بهم پیوستن متغیرها را میسر می سازد. بعنوان مثال، سایز یک جمعیت پرنده ممکن است سال به سال متفاوت باشد و تناسب جمعیتی که ممکن است از داخل مزرعة باد پرواز کنند نیز متفاوت است. نتیجة نمونه برداری اتفاقی آن است که نتایج بعنوان رنجی از خطرات پیش بینی شده ای ارائه می شوند که نمایش واقعی از تغییر عمر واقعی را عرضه می دارند.
...
مقاله تولید انرژی تجدید پذیر خورشیدی در 163 صفحه ورد قابل ویرایش
فهرست مطالب
فصل اول ۱
انرژی تجدید پذیر چیست؟ ۱
فایده های کلیدی آن عبارتند از: ۴
۱- فایده های محیطی: ۴
۲- انرژی برای نسل های آینده ما: ۶
۳- شغل ها و اقتصاد: ۸
انرژی نو: ۱۱
جایگاه انرژی خورشیدی در تأمین الکتریسیته ۱۱
ماژول های خورشیدی ۱۶
باطری ۱۷
شارژ کنترولر ۱۷
برآورد هزینه تأمین الکتریسیته خورشیدی (فتوولتائیک) ۱۸
طبقه بندی سیستم های خورشیدی ۲۱
سیستم های فتوبیولوژی ۲۱
سیستم های شیمیایی خورشیدی ۲۲
سیستم های فتوولتائیک ۲۲
عملکرد سلول های خورشیدی ۲۳
سیستم های حرارتی ۲۶
گردآورنده های خورشیدی تخت ۲۶
بررسی اقتصادی سیستم های گرمایش خورشیدی ۲۸
سرمایه گذاری: ۲۹
هزینه اولیه: ۳۰
سیاست توسعه سیستم های گرما خورشیدی ۳۹
کمک های اقتصادی: ۳۹
تحقیق، توسعه و نمایش کارکرد سیستم ها: ۴۰
فنی: ۴۲
اقتصادی: ۴۲
آموزش/ اجتماعی – فرهنگی: ۴۲
فصل دوم ۴۳
موقعیت فعلی و آینده انرژی طبیعی ۴۳
۱- علوم نجومی: ۴۴
۲- علوم محیطی: ۴۵
۳- علوم شیمیایی: ۴۶
فصل سوم: ۴۸
ثابت خورشیدی ۴۸
مدل خورشیدی: ۴۹
ترکیب طیفی ثابت خورشیدی: ۶۵
فصل چهارم: ۶۹
سیستم های حرارتی خورشید ۶۹
سمت گیری رشته پانل ها: ۷۰
اندازه رشته پانل ها: ۷۲
رشته های سری و موازی: ۷۳
تلفات لوله: ۷۵
مبدل های حرارتی: ۷۶
ذخیره سازی: ۸۰
سرد کننده های تابشی: ۹۳
فصل پنجم: ۹۶
آفتاب گیری در سطح زمین ۹۶
یک مدل جوی: ۹۸
جذب و پراکندگی تابش خورشیدی توسط اجزای سازنده جو: ۹۹
تابش مستقیم خورشید: ۱۰۱
شار پخشی: ۱۰۸
معادلات تقریبی برای شار خورشیدی کل: ۱۱۲
اندازه گیری آفتاب گیری در سطح زمین: ۱۱۵
شار حرارتی جو: ۱۱۸
فصل ششم: ۱۲۳
تبدیل مستقیم انرژی خورشیدی به کار – دستگاه های فتوولتایی ۱۲۳
نیمه هادیهای ذاتی ( خالص) : ۱۲۹
نیمه هادیهای غیر ذاتی ( نا خالص شده ): ۱۳۵
پیوند p-n : ۱۳۷
دستگاههای فتوولتایی پیوندی : ۱۳۸
پاسخ دهی طیفی جریان فوتونی: ۱۴۲
ساخت وسایل فتوو لتایی سیلسیومی : ۱۴۸
برآورد هزینه تولید برق: ۱۵۰
نتیجه گیری : ۱۵۳
مقدمه:
در حال حاضرتولید انرژی الکتریکی در دنیا به مقدار زیادی بر ذغال سنگ، نفت و گاز طبیعی تکیه دارد. سوخت های فسیلی تجدید ناپذیرند، آنها بر منابع محدودی که رفته رفته به پایان می رسند ، بنا شده اند.
در مقابل انرژیهای تجدید پذیر 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، گرم کن های خورشیدی و انواع کاربردهای اقتصادی و صنعتی مستقیماً استفاده می شود.
همچنین گرمای خوشید موجب وزش باد می شود؛ همان انرژی ای 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 زمین 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.
فصل اول
چرا انرژی تجدید پذیر مهم است؟
چرا انرژی تجدید پذیر مهم است؟
اهمیت انرژی تجدید پذیر به خاطر فواید آن است.
فایده های کلیدی آن عبارتند از:
فایده های محیطی: فن آوری های انرژی تجدید پذیر، منابعی پاک از انرژیهایی هستند که از صنایع انرژی های مرسوم، تماس و آلودگی محیطی بسیار کمتری دارند.
انرژی برای نسل های آینده ما: انرژی تجدید پذیر پایان نخواهد پذیرفت، هرگز. اما منابع دیگر انرژی محدودند و همین روزها ته می کشند.
مشاغل و اقتصاد: سرمایه گذاری ها بر روی انرژی تجدید پذیر اغلب صرف تهیه مواد خام (لوازم و کالا) و مصرفی و ساختاری برای ساخت و نگهداری وسایل می شود، تا سرمایه گذاری بر روی واردات پر خرج انرژی. این بدان معناست که پولی که شما بابت انرژی می پردازید، به جای اینکه وارد اقتصاد کشوری بیگانه شود، در کشور خودمان باقی مانده، اشتغال زایی کرده و موجب صرفه جویی اقتصادی در مصرف سوخت می شود.
1- فایده های محیطی:
فن آوری های انرژی قابل تجدید از صنایع انرژی مرسوم که بر سوخت فسیلی تکیه دارد، با محیط اطرافش بسیار دوستانه تر عمل می کند.
سوخت های فسیلی در بسیاری از مشکلات زیست محیطی که ما امروزه با آنها مواجه هستیم، سهم قابل توجهی دارند- گازهای گلخانه ای، آلودگی هوا و آلودگی آب و خاک- در صورتیکه متابع انرژی تجدید پذیر در این امر سهم بسیار اندکی داشته یا هیچ نقشی ندارند.
گازهای گلخانه ای، دی اکسید کربن، متان، اکسید نیتروژن، هیدروکربن ها و کلروفلوئورکربن ها، جو زمین را مثل یک پتوی گرم و شفاف احاطه کرده اند، به اشعه های گرم خورشید اجازه داخل شدن می دهند و گرما را در نزدیک سطح زمین به دام می اندازند (نگه می دارند).
اثرات این گلخانه طبیعی، دمای متوسط سطح زمین را حدود 60 درجه فارنهایت
(33 درجه سانتیگراد) نگه می دارد. اما افزایش مصرف سوخت های فسیلی، بطور قابل توجهی انتشار (تولید) گازهای گلخانه ای را زیاد کرده است، مخصوصاً دی اکسید کربن، به وجود آورنده افزایش اثر گازهای گلخانه ای که به عنوان گرمای محسوس و یکپارچه زمین شناخته می شود. مطابق نظر آژانس حفاظت محیط زیست ایالات متحده، سهم دی اکسید کربن عهده دار 2/1 تا 3/2 افزایش عمومی دماست.
با این وجود، فن آوری های انرژی قابل تجدیدپذیر، گرما و الکتریسیته را با انتشار (تولید) مقدار ناچیز یا صفر دی اکسید کربن، تولید می کند. هم چنین استفاده از انرژی سوخت های فسیلی، منبع مهمی برای آلودگی هوا، آب و خاک می باشد.
آلاینده ها نظیر منوکسید کربن، دی اکسید گوگرد، دی اکسید نیتروژن، ذرات معلق و سرب- باج غم انگیزی از محیط گرداگرد ما می گیرند!
به عبارت دیگر، اغلب فن آوری های انرژی قابل تجدید، آلودگی ناچیز یا صفر تولید می کنند.
آلودگی و گرمای زمین هر دو، احتمال حتمی خطر بزرگ سلامتی نسل بشر را مطرح می کنند.
مطابق با رای انجمن ریه (آمریکا) آلودگی هوا در امراض ریه، نظیر: تنگی نفس، سرطان ریه و عفونت های نواحی تنفسی، سهیم است و سالانه قریب به 335000 نفر در آمریکا به این علل فوت می کنند.
ضمناً ممکن است اثرات طولانی مدت مرتبط با گرمای زمین، مخرب تر نیز باشد. عوارض مرگ و میر با هوای بسیار گرم امکان دارد و هنگامی که دما بالا
می رود، امراض می توانند انرژی نهان قوی تری برای پیشرفت داشته باشند.
نهایتاً، فن آوری های انرژی قابل تجدید، می توانند به ما برای تغییر الگوهای مرسوم مصرف انرژی، برای ارتقاء کیفیت محیط پیرامون مان، کمک کنند.
2- انرژی برای نسل های آینده ما:
مصرف انرژی جهان، در آینده به کدام انرژی متمایل خواهد بود؟
بله، ما به خوبی می توانیم ثابت کنیم که مصرف الکتریسیته، رشدی جهانی خواهد داشت. آژانس بین المللی انرژی مطرح می کند که ظرفیت تولید الکتریسیته جهان تا سال 2020، تقریباً به 8/5 میلیون مگاوات، افزایش خواهد یافت. که حدود 3/3 میلیون مگاوات، بیش از سال 2000 است.
در این حال، ذخایر سوخت های فسیلی کره زمین منبع اصلی کنونی انرژی مان، طبق نظر بهترین تجزیه و تحلیل گران صنعت نفت، از سال ها 2020 الی 2060 شروع به اتمام رسیدن خواهند کرد.
ما چگونه احتیاجمان به آن مقدار انرژی را بر طرف خواهیم کرد؟
انرژی تجدید پذیر می تواند بهترین پاسخ ما باشد.
کمپانی بین المللی شل، پیش بینی می کند که در سال 2060، انرژی تجدید پذیر، 60% انرژی جهان را تأمین خواهد کرد.
بانک جهانی تضمین میکند که نرخ داد و ستد برای انرژی خورشیدی (الکتریسیته) طی 30 سال، به طور مقطوع به چهار تریلیون دلار خواهد رسید.
همچنین سوخت های بیومس (زیست توده ای) می توانند جانشین گازوئیل شوند. و بر عکس سوخت های فسیلی، منابع انرژی تجدید پذیر، قابل نگهداری می باشند و هیچ وقت تمام نمی شوند عملکرد امروز ما برای مرسوم نمودن فن آوری های انرژی قابل تجدید، نه تنها به نفع حال ماست، بلکه موجب تولید منافع زیادی نیز خواهد شد.
3- شغل ها و اقتصاد:
و) سیستم های تولید الکتریسیته
گردآورنده های خورشیدی تخت
عنصر اصلی گردآورنده های تخت خورشیدی یک ورق است که بوسیله تابش کلی خورشید حرارت می یابد و حرارت خود را به یک سیال جذب کننده حرارت که در حال جریان است منتقل می کند. این سیال معمولاً آب یا هوا است. رنگ ورق همیشه تیره است و ممکن است که دارای پوشش خاصی نیز باشد که ضریب جذب انرژی خورشیدی را به حداکثر برساند از ورق های لاستیکی، پلاستیکی و فلزی برای خروجی های با دمای بالا استفاده می شود. سیستم معمولاً دارای یک بخش ذخیره است تا حرارت خورشید را برای استفاده در شب ممکن نماید. اگر سیال سیستم یک مایع باشد بخش ذخیره یک عایق دار است و اگر سیال سیستم هوا باشد از مقداری سنگ یا بتن استفاده می شود این راه حل جاگیر است ولی در مواردی که تغییر فاز می دهند راه حل بهتری است. اما حتی با این مواد پیشرفته هنوز ذخیره
کردن حرارت برای مدت های طولانی عملی نیست و در نتیجه بیشتر سیستم های حرارتی خورشیدی از سیستم های ثانویه ای که با انرژی فسیلی کار می کنند به عنوان مکمل سیستم استفاده می شود. شکل (1) شیماتیک یک سیستم استاندارد گرمایشی که سیال انتقال گرمای آن مایع می باشد را نشان می دهد در مدار گردآورنده این سیستم معمولاً از محلول آب و گلکول استفاده می گردد. برای انتقال گرما از تانک ذخیره به ساختمان از یک مبدل گرمایی آب- به- آب استفاده به عمل آمده است. یک گرمکن کمکی برای تهیه انرژی جهت تامین بار گرمایی فضا هنگامی که نتواندآن را تانک تامین کند پیش بینی شده است.
آموزش/ اجتماعی – فرهنگی:
- مرتبط ساختن برنامه ها با ابتکارهای صرفه جویی
- آموزش و اطلاعات برای مصرف کننده/ عموم
- پیشنهاد، خدمات ارزیابی رایگان به مصرف کنندگان توسط متخصصین دوره دیده.
چنداستفاده ازانرژی خورشیدی:
همچنانکه گفته شد انرژی خورشیدی کل انرژی موجود برروی کره زمین را تشکیل می دهد برای شناخت موضوع و انرژی خورشید را از جهات علوم نجومی، بررسی قرار داده و نحوه بهره گیری از هر یک از آنها در زیر آمده است.
1- علوم نجومی:
انرژی خورشیدی از نقطه نظر علوم نجومی به دو صورت انرژی تابشی و انرژی حرارتی تقسیم می گردد.
مقاله بررسی کشف و گسترش انرژی هستهای در 27 صفحه ورد قابل ویرایش
مقدمة تاریخی
داستان کشف و گسترش انرژی هستهای، که در مفهوم این پژوهش انرژیای است که در اثر شکافت اوارنیم و احتمالاً عناصر سنگین دیگر آزاد میشود، به سال 1311/1932، که چادویک در آزمایشگاه کاوندیش، واقع در کمبریج، نوترون را شناسایی کرد، بر میگردد.
این کشف از چند نظر دارای اهمیت بود. اولاً، تشریح ساختار اتم به شکل قابل قبولتری امکان پذیر شد و نشان داده شد که هر عنصر بخصوص ممکن است چندین ایزوتوپ مختلف، یعنی گونههای مختلفی که تعداد نوترونهای آنها فرق میکند، داشته باشد. ثانیاً، نوترون ذرة جدیدی بود که برای بمباران هستة اتم و ایجاد واکنشهای مصنوعی در اختیار دانشمندان فیزیک اتمی قرار میگرفت. در سالهای قبل از آن، دانشمندان برای این منظور از ذرات پروتون و آلفا (هستة عنصر هلیم) استفاده میکردند، اما بلافاصله بعد از کشف نوترون این دانشمندان، بخصوص دانشمند ایتالیایی فرمی که در رم کار میکرد، دریافتند که این ذره به علت بیبار بودن (برخلاف پروتون و ذرة آلفا) آسانتر به درون سد پتاسیل هستة اتم نفوذ کرده با آن برهم کنش میکند.
چند سال بعد، فرمی و همکارانش در رم عناصر طبیعی زیادی را با نوترون بمباران کردند و فرآوردههای واکنشهای حاصل را مورد مطالعه قرار دادند. در بسیاری موارد فرمی دریافت که ایزوتوپهای پرتوازی عنصر اصلی تولید میشدند، و وقتی این ایزوتوپها وا میپاشیدند عناصر دیگری، کمی سنگینتر از عناصر اصلی است، تولید میشدند. با این روش اورانیم، سنگینترین عنصر طبیعی، در اثر بمباران با نوترون به عناصر سنگینتر فرا اوارنیم، که به صورت طبیعی روی زمین یافت نمیشدند، تبدیل شد. در این برهه، فرمی دو کشف بزرگ دیگر هم صورت داد، یکی اینکه نوترونهای کم انرژی بطور کلی برای تولید واکنشهای هستهای مؤثرند از نوترونهای پر انرژی هستند، و دیگر
اینکه مؤثرترین راه کند کردن نوترونهای پر انرژی پراکندگیهای متوالی آنها از عناصر سبک مثل هیدروژن در ترکیباتی مثل آب و پارافین است. نقش مهم این دو کشف در گسترش انرژی هستهای در سالهای بعد به ثبوت رسید.
آزمایشهای فرمی روی اورانیم توسط دو شیمیدان آلمانی به نامهای هان و استراسمن تکرار شد. این دو نفر در سال 1317/1938 کشف کردند که یکی از فراوردههای برهم کنش نوترون با اورانیم، باریم است که عنصری است در میانة جدول تناوبی. ظاهراً واکنشی رخ داده بود که در آن هستة سنگین اورانیوم، در اثر بمباران با نوترون، به دو هستة با جرم متوسط تقسیم شده بود. دو فیزیکدان، به نامهای مایتنر و فریش، با شنیدن خبر این کشف و بر مبنی مدل قطره ـ مایعی هستة اتم توضیحی برای این فرایند پیدا و محاسبه کردند که انرژی بسیار زیادی (خیلی بیش از آنچه که در فرایندهای شناخته شدة پیش از آن دیده شده بود) از این فرایند که نام شکافت بر آن گذاشته شد آزاد میشود.
جلوههای مهم دیگری از شکافت در ماههای بعد کشف شد. ژولیو و همکاران او در فرانسه نشان دادند که در فرایند شکافت چند نوترون هم گسیل میشود، و بعداً معلوم شد که این نوترونها انرژی خیلی بالایی دارند. به این ترتیب این امکان وجود داشت که فرایند شکافت، که با یک نوترون آغاز میشد و دو یا سه نوترون تولید میکرد، در صورت بروز شکافت دیگری توسط این نوترونهای جدید، ادامه پیدا کند. زنجیره ـ واکنش خود ـ نگهداری که به این ترتیب ایجاد میشد قادر بود مقدار فوقالعاده زیادی انرژی ایجاد کند.
دو نوع واکنش زنجیرهیا شکافت متمایز در پیش رو بود: یکی آنکه فرایند شکافت با آهنگ پایا و کنترل شدهای انجام میشد و به صورت پایا و پیوستهای انرژی آزاد میکرد؛ و دیگر اینکه آهنگ شکافت به حدی سریع و کنترل نشده میبود که، واقعاً، یک انفجار هستهای با توان تخریب خیلی زیاد تولید میکرد. با این همه، پیش از اینکه این ایدهها میتوانستند به واقعیت حتی نزدیک بشوند، مجهولات و مشکلات زیادی باید حل میشد. در میان این مجهولات، سطح مقطع شکافت اوارنیم 235 (میزان احتمال انجام این نوع واکنش) بود، و تا این کمیت مشخص نمیشد هیچ راهی وجود نداشت که بگوییم آیا واکنش زنجیرهای ممکن هست یا خیر، و اگر امکان داشت جرم بحرانی اورانیم لازم چه مقدار بود. همچنین معلوم شده بود که برای دستیابی به یک واکنش زنجیرهای در انواع مشخصی از سیستمهایی که برای تولید پایا و پیوستة انرژی طراحی میشدند لازم بود انرژی نوترونهایی که توسط شکافت تولید میشدند به مشخص نمیشد هیچ راهی وجود نداشت که بگوییم آیا واکنش زنجیرهای ممکن هست یا خیر، و اگر امکان داشت جرم بحرانی اورانیم لازم چه مقدار بود. همچنین معلوم شده بود که برای دستیابی به یک واکنش زنجیرهای در انواع مشخصی از سیستمهایی که برای تولید پایا و پیوستة انرژی طراحی میشدند لازم بود انرژی نوترونهایی که توسط شکافت تولید میشدند به انرژیهای خیلی پایینتری کاهش مییافتند تا، همان طور که فرمی نشان داده بود، شکافتهای بیشتر را آسانتر باعث میشدند. مادهای که برای حصول این فرایند کند شدگی لازم بود کند کننده نام گرفت، و یکی از کند کنندههای اولیهای که در آزمایشها مورد استفاده قرار گرفت آب سنگین بود، که در زمان مورد بحث در اروپا فقط در یک جا پیدا میشد – شرکت هیدرو الکتریک (برق ـ آب= برقاب) نروژ، و تمام موجودی آن را در 1319/1940 فرانسه خریداری کرد.
شکل 2-5 واپاشی برم 87- یک فراوردة شکافت
لذا این چشمة، اگر چه کوچک، دیگری است از نوترونهایی که گسیل آنها حدود 80 ثانیه (عمر متوسط ) نسبت به رویداد شکافت، که منشأ اصلی آنها است، تأخیر دارد. تعداد نسبی نوترونهای تأخیری ( در مورد ) فقط حدود 65ر0 درصد بهرة کل نوترون است، اما، همان طور که بعداً خواهیم دید، این نوترونها در کنترل رآکتورها نقشی اساسی ایفا میکند.
اگر در یک وضعیت محتملتر نوترونها دارای طیفی از مقادیر سرعت باشند به طوری که n(v)dv تعداد نوترونهایی بر واحد حجم باشد که مقدار سرعت آنها در گسترة v تا v+dv است، در آن صورت:
برای موردی که نوترونها در تمام جهات حرکت میکنند شار نوترون را میتوان به صورت طول رد کل تمام نوترونها در واحد حجم بر واحد زمان تعریف کرد. این تعریف با تعریفی که قبلاً برای باریکة موازی نوترون کردیم سازگار است، اما به آن شرط بستگی ندارد. قابل اعمال بودن شار نوترون بر همة نوترونهایی که به طور کترهای در تمام جهات حرکت میکنند، صرفنظر از جهت حرکت آنها، تأکیدی است بر طبیعت اسکالر (در تقابل با بردار) بودن آن.
به تجربه ثابت شده است که آهنگ بر هم کنش یک باریکة نوترون با هستههای موجود در مادة هدف متناسب است با (الف) شار نوترون، و (ب) تعداد اتمهای موجود در هدف، که فرض میشود از یک ایزوتوپ تشکیل شده است.
یک باریکه از نوترونهایی را در نظر بگیرید، همه با مقدار سرعت v cm/s و چگالی / نوترون n، که بر هدفی به سطح A و ضخامت dx cm که شامل / هسته N است فرود میآید، رک شکل 2-7.
شکل 2-7 آهنگ برهم کنش نوترونها
اکنون با استفاده از عبارت پیش میتوان آهنگ برهم کنش F را در مادة هدف به صورت زیر بیان کرد:
یا:
(2-14)
که درآن V=A dx، حجم هدف، و NV تعداد کل اتمهای ایزوتوپ داخل هدف است که برهم کنش در آن انجام میشود.
ثابت در معادلة (2-14) سطح مقطع میکروسکوپی ایزوتوپ مورد نظر است. یکای این پارامتر برهسته است، و میتوان آن را برابر مساحتی که هر هسته در مقابل نوترونها، برای ایجاد یک واکنش، «علم» میکند تلقی نمود. ( این مساحت برابر اندازة سطح واقعی هسته نیست، در بعضی موارد ممکن است بزرگتر از آن باشد، حال آنکه در مواردی دیگر کوچکتر از آن است.) مقدار برای اغلب ایزوتوپها بین تا است، و واحد متداول آن بارن است:
بارن1
سطح مقطع کل همة هستههای موجود در واحد حجم ماده را سطح مقطع ماکروسکوپی، ، مینامیم و واحد آن /یا است،
مقاله بررسی انرژی خورشیدی در 28 صفحه ورد قابل ویرایش
آبگرمکن خورشیدی
مقدمه:
سیستم های حرارتی خورشیدی نقش مهمی در انرژی خورشیدی دارد، استفاده از دستگاه های خورشیدی سابقه طولانی دارد، گفته شده است ارشمیدس تقریباً در سال 214 قبل از میلاد از آینه مقعر برای داغ کردن آب استفاده کرده است. سیستم های حرارتی امروزی نیز کم هزینه ترین کاربرد انرژی خورشیدی را دارد.
حرارت خورشید استفاده از حرارت انرژی خورشید را توجیح می کند. بنابراین تعداد متفاوتی از دستگاه های فنی وجود دارد که اضافه بر گرم کردن فضا، داغ کردن آب یا فرآیندهای صنعتی سیستم های انرژی خورشیدی را می توان برای سرمایش یا تولید برق با کارخانه های تولید برق خورشیدی مورد استفاده قرار داد. قسمت های عملیاتی اصلی عبارتند از:
چون این حیطه های عملیاتی خیلی دور از دسترس هستند، این بخش فقط جنبه های مهم آبگرمکن های خانگی خورشیدی و استخرهای خورشیدی را با سیستم های دارای صفحات خورشیدی بسته و باز مورد بحث قرار می دهیم. بخش های زیر به کاربرد بعضی کمیت های ترمودینامیک در توضیح اصول نیاز دارد. جدول 1-3 مهمترین پارامترها، علائم آنها و واحدهایشان را نشان می دهد.
جدول 1-3: کمیت های ترمودینامیک را برای محاسبات حرارتی نشان می دهد.
نام | نشانه | واحد |
حرارت، انرژی جریان حرارت درجه حرارت درجه حرارت ترمودینامیک ظرفیت حرارتی خاص رسانایی حرارتی ضریب همبستگی انتقال حرارت ضریب همبستگی انتقال حرارت ضریب همبستگی سطحی انتقال حرارت |
|
|
انرژی به شکل حرارت Q با جریان گرماQo مرتبط می باشد.
1-3
هر تغییر درجه حرارت نیز باعث تغییر حرارت می شود تغییر در حرارت را می توان با ظرفیت خاص c و جرم m ماده تحت تأثیر قرار گرفته محاسبه کرد.
2-3
ممکن است بعضی ابهامات رخ دهد که به استفاده از معیارهای متفاوت دما مرتبط باشد، مقیاس فارنهایت معمولاً برای کار عملی استفاده نمی شود. ولی همزیستی درجه حرارت در مقیاس سلسیوس و درجه حرارت مطلقT به کلوین مسئله سازی می باشد. تبدیل سلسیوس به کلوین از فرمول زیر استفاده می شود.
3-3
فرمول تبدیل فارنهایت به سلسیوس و کلوین را می توان در ضمیمه دید. مقدار عددی تفاوت درجه حرارت به درجه سلسیوس مانند تفاوت دما در کلوین (k) می باشد. برای تعادل صحیح واحدها تفاوت دما در فرمول بالا برای تغییر حرارت باید به کلوین باشد. همین مورد به معادلاتی مربوط می شود که در بخش بعد ارائه خواهند شد. ولی چون مقیاس سلسیوس نسبت به کلوین رایج تر است، مقیاس سلسیوس برای اکثر تفاوت های درجه حرارتی ومعادلات این بخش مورد استفاده قرار داده می شود. جریان حرارتQo که باعث تغییر حرارت با ظرفیت حرارتی ثابتc می شود به صورت زیر است:
4-3
برای ظرفیت حرارت مواد متفاوت به جدول 2-3 مراجعه شود.
شکل 1-3 ساخت لایه های n با حیطه سطحی را نشان می دهد. از یک طرف درجه حرارت و از طرف دیگر وجود دارد. گردیان دما، جریان دما از طریق لایه ها با فرمول زیر را به دست می آورد.
5-3
این جریان دما Qoباعث می شود دما در سمت دارای درجه حرارت کمتر افزایش یابد و در سمت دیگر کاهش داشته باشد تا اینکه هر دو طرف از همان دما برخوردار شوند. اگر میزان دما یک طرف بیشتر از طرف دیگر باشد تغییردرجه حرارت در سمتی که از دمای بالاتری برخوردار است را می توان نادیده گرفت. برای مثال میزان دمای محیط اطراف یک ساختمان خیلی بالاتر از داخل ساختمان است. جریان گرما از طریق دیوارهای ساختمان درجه حرارت هوای خارج را تغییر نمی دهد و این مصداق دارد خواه درجه حرارت محیط نسبت به درجه حرارت ساختمان کمتر باشد یا بیشتر باشد.
جدول 2-3: ظرفیت گرمایی (c) برای بعضی مواد در را نشان می دهد.
نام
شکل 1-3 انتقال حرارت از طریق لایه هایn با همان حیطه سطحی A
شکل
ضریب همبستگی انتقال حرارت به صورت فرمول زیر است:
6-3
که می توان با ضریب همبستگی سطح انتقال حرارت a2,a1 هر دو طرف، رسانایی حرارتی و ضخامت لایه SI، تمام لایه های n محاسبه کرد. جدول 3-3 رسانایی حرارتی مواد متعدد را نشان می دهد.
سیستم های حرارتی خورشیدی برای آبگرمکن
گرمکن خورشیدی استخر شنا
این بخش ابتدا گرمکن استخر شنا را مورد بحث قرار می دهد، به این دلیل نیست که استخرهای شنای آب گرم مزایای اکولوژیکی ندارد- آنها همیشه نیاز زیادی در ارتباط با آب پاکیزه و انرژی دارد. ولی تقاضا برای دمای پایین برای گرم کردن استخر باعث میشود که از سیستم های انرژی خورشیدی ساده و اقتصادی استفاده شود که در این بخش کاربرد گسترده ای دارد.
·محفظه کلکتور
·جذب کننده (سلول خورشیدی)
جذب کننده در داخل محفظه کلکتور صفحه ای مسطح قرار دارد. این جذب کننده نور خورشید را به حرارت تبدیل می سازد و آن را به آب موجود در لوله هایی انتقال مید هد که از درون سیستم عبور می کنند.
محفظه کلکتوردر قسمت پشت آن و اطراف آن کاملاً عایق بندی می شود تا اتلاف حرارتی به حداقل ممکن برسد. ولی هنوز بعضی اتلاف های حرراتی کلکتوری که عمدتاً به تفاوت درجه حرارت بین جذب کننده و هوای محیط بستگی دارد. این اتلافهای حرارتی به انتقال گرما (همرفت) و اتلاف های پرتویی مربوط می شود. جابجایی هوا باعث اتلاف های انتقال گرمایی (همرفتی) می شود.
قاب شیشه ای روی کلکتورها را می پوشاند و باعث جلوگیری از اکثر اتلاف های حرارتی ناشی از انتقال گارما می شود. اضافه بر این آن منتشر شدن حرارت از جذب کننده به محیط را به همین روش مانند وضعیت گلخانه ای کاهش می دهد. ولی شیشه نیز قسمت کمی از نور خورشید را منعکس می سازد.
که نمی تواند به جذب کننده (سلول خورشیدی) برسد. شکل 6-3 و 7-3 مکانیزم و جریان انرژی در کلکتورهای صفحه ای مسطح را نشان می دهد.
پوشش شیشه ای جلویی قسمت اندکی از نیروی تابش خورشید همانطور که در شکل 8-3 نشان داده شده است منعکس و جذب می کند اکثر پرتو خورشیدی از شیشه عبور می کند.
انعکاس P، جذبa، مقدار عبورT را می توان در این فرایندها توضیح داد. جمع این مقدار باید همیشه مساوی با 1 باشد.
(7-3) P+P+T=1
نیروهای تابشی هماهنگ به صورت فرمول ذیل می باشد.
8-3
شکل 6-3 فرایند در کلکتور صفحه ای مسطح را نشان می دهد.
جذب پرتوهای خورشیدی باعث بالارفتن حرارت قاب شیشه ای می شود. اگر شیشه دارای تعادل حرارتی برخوردار باشد، آن باید پرتو جدا شده را ساطع نماید. پس برق ناشی از پرتو ساطع شده مساوی با برق پرتو جذب شده می باشد در غیر اینصورت شیشه به طور نامحدودی گرم می شود. بنابراین شدت انتشار با میزان جذب a برابر است:
(9-3) a=E
از یک طرف پوشش جلویی باید در اکثر پرتوهای خورشیدی قابل نفوذ باشد. از طرف دیگر آن همینطور باید پرتو حرراتی جذب کنند (سلول خورشید) را در عقب نگه دارد و اتلاف های انتقال حررات به محیط را کاهش دهد. اکثر کلکتورها از شیشه تک لایه ساخته شده و از شیشه خورشیدی به طور حرارتی با آهن کم عمل آوری شده استفاده می کنند. این شیشه دارای شدت انتشار بالا (t-1) است و مقاومت خوبی در مقابل تأثیرات محیطی دارد.
پوشش های جلویی ساخته شد و از شیشه نسبت به نمونه های ساخته شده از پلاستیک برتری دارند و به این دلیل است که طول عمر پلاستیک به خاطر مقاومت کمتر در مقابل تابش ماوراء بنفش و تأثیرات آب و هوایی کمتر است.
لعاب دادن دوگانه می تواند باعث کاهش اتلاف های حرارتی شود همین طور قدرت پرتو تابشی خورشید را کاهش می دهد و هزینه ها را افزایش می دهد.
شکل 7-3 تبدیل انرژی در کلکتور خورشیدی و اتلاف های حرارتی را نشان می دهد.
1
استفاده از مواد خالص برای پوشش دهی جلویی می تواند کارآیی کلکتور را افزایش دهد.
تحقیق بررسی مفهوم جذب انرژی در 30 صفحه ورد قابل ویرایش
تعریف جذب
مفهوم جذب [1]در آکوستیک اتلاف انرژی به هنگام برخورد موج صدا به یک سطح و سپس انعکاس آن است. کلمة «جذب» رااغلب اشخاص عادی برای بیان عمل یک اسفنج هنگامی که آب را به خود می کشد، به کار می گیرند، که این معنا شامل آکوستیک نمی شود. آب جذب شده توسط اسفنج دوباره در دسترس خواهد بود، اما نوفه «جذب» شده توسط آکوستیک تایل را نمی توان دوباره به دست آورد. زیرا به صورت حرارت تلف شده است. مفهوم جذب آکوستیکی در درجه نخست شامل فضاهای داخلی می شود. اگر دیواری وجود نداشته باشد، صدا فقط در اثر افزایش فاصله منبع کاهش می یابد.
اگر فرض کنیم که یک موج با انرژی تابشی معینی با زاویه ای تصادفی به سطحی برخورد کند، مقداری از انرژی تابشی به طرف محیطی که سرچشمه شعاع تابشی در آن قرار گرفته است، منعکس می شود و بقیه انرژی تابشی به داخل مادة سطح مزبور نفوذ و غالباً از میان آن عبور می کند. با استفاده از روش شعاعی ضریب جذب به صورت زیر تعریف می شود
انرژی باز تابشی-1 |
|
انرژی تابشی |
بنابراین ضریب جذب نمایانگر نسبتی از انرژی صوتی تلف شده به انرژی سرچشمه صداست که مقدار آن از صفر تا یک متغیر است( یعنی از صفر تا صددرصد) بنابراین اگر ضریب جذب مساوی صفر باشد، به این معناست که انرژی تلف شده و تمام صدا در فضایی که سرچشمه در آن است باقی می ماند. این بدان معنی است که تمام دیوارهایاز نظر آکوستیکی «سخت» هستند و انرژی باتابیده شده با انرژی تابشی برابر است. همان طور که این ضریب به سمت 1.0 میل می کند، یعنی انرژی بیشتر و بیشتر تلف شده است و انرژی بازتابشی رفته رفته جزء کوچکتری از انرژی تابیده شده خوهد شد. از نظر آکوستیکی به چنین سطحی «نرم» گفته می شود.
به طریق مشابه ضریب عبوری را می توان به صورت زیر تعریف کرد:
انرژی عبور کرده - 1 |
|
انرژی تابشی |
انرژی کلی از جمع ضریب جذب و ضریب عبوری به صورت زیر به دست می آید.
از اتلافی که به علت اصطحکاک به وجود می آید (تبدیل به حرارت) صرفنظر شده است. این اتلاف بر اثر اصطحکاک، بسیار اتلاف ناچیزی است، حتی در بالاتری مقدارش. بعداً خواهیم دید.
مقدار عددی ضریب جذب همان طور که قبلاً گفته شد، برای تمام موارد شناخته شده مقداری معین بین 1% (یک درصد) برای سطوح بسیار سخت مثل فولاد صیقلی یا بتن فشرده تا 99% برای مواد بسیار جاذب است. ضریب جذب یک پنجره باز 100 درصد در نظر گرفته می شود.
بعضی ازکارخانه ها مواد جاذب آکوستیکی با ضریب جذب بالاتر از یک (یعنی جذب بهتر از 100 درصد) را هم در فهرستهای خود گنجانیده اند که البته این کار، سود بردن از فقدان دانش پایه ای در مورد مفهوم جذب است.
در مورد تولیداتی که معمولاً با نام « یونیت جاذب » مشخص می شوند، ماده جاذب مثل جعبه کوچکی که روی دیوار نصب شده باشد، نسبت به سطح دیواره برآمده است. سطح بیرون آمده از دیوار تماماً با مواد جاذب پوشیده شده است، ولی جعبه به اندازة یک وجه خود از سطح دیورار را اشغال می کند. بنابراین، در این حالت در هر فوت مربع دیوار جذب بیشتری نسبت به حالتی که سطح دیوار به طور عادی پوشیده شده باشد، خوهیم داشت. بنابراین سازندگان ضریب جذب این تولیدات را بیشتر از صد درصد ذکر می کنند. حال اگر این یونیتها متصل به هم نصب شوند، به طوری که صدا ب وجه های کناری برخورد نداشته باشد، ادعاهای سازندگان تحقق نخواهد یافت. برای اینکه یونیتهای جاذب موثر باشند، باید با فاصله از یکدیگر قرار بگیرند. در غیر اینصورت جذب در هر فوت مربع سطح دیوار به کمتر از صد درصد نزول می کند.
ضریب جذب همچنین تابعی از فرکانس امواج صداست. طول موجهای کوتاهتر (فرکانسهای بالا) نسبت به طول موجهای بزرگتر ( فرکانسهای کمتر) خاصیت نفوذ بیشتری در دیوارها دارند و آسانتر به انرژی حرارتی تبدیل می شود. درفرکانسهای بالاتر نسبت به فرکانسهای پایین عموماً ضریب جذب بالاتری داریم.
یکی از خواص عمومی برای اینکه مواد جاذب موثر واقع شوند، داشتن سطح شفاف یا غیر حایل برای امواج صداست. همان طور که شیشه برای نور شفاف محسوب می شود، مواردی هم برای عبور صدا شفاف هستند. دیگر اینکه مواد جاذب صدا باید دارای مکانیز می باشند که امواج صوتی، هنگام عبور از آنها در اثر اصطحکاک به انرژی حرارتی تبدیل بشوند.
آکوستیک تایل
در سال 1922 برای اولنی بار در آمریکا و سپس در سایر کشورها اختراعی به ثبت رسید که برای آرامش غوغا در مکانهای پرهیاهو از قبیل رستورانها – مغازه ها – ادارات بانکها – کارخانجات – سالن ورزش – کریدرهای ادارات – کلاسهای درس – سربازخانه ها – بیمارستانها – هتل ها و نظایر آن میتوان برای پوشش سقف آنها از تایلهای مقوائی باشیارها یا حفره هائی در سطح آن استفاده نمود تأثیر حفره ها و شیارها را در منحنی آبسورپسیون میتوان در شکل c51 مورد بررسی قرار داد.
بموجب این اختراع ابتدا یک کارخانه آمریکائی و اینک کارخانه های دیگری در دیگر کشورها تایل های مقوائی با:
میلیمتر 15= d میلیمتر 3 و 5 a=
که عبارت از 4410 حفره در متر مربع می باشد می سازند که بنام آکوستیک تایل در کلیه موارد نامبرده در فوق مورد استفاده قرار می گیرند. بدیهی است که اعداد داده شده بطور تجربی تعیین گردیده اند و برخی از سازندگان دستورالعمل های خاص خود را که مغایر با دستور فوق می باشد بکار می برند. (بجای حفره شیار نیز جایز است).
بدیهی است که مشخصات فنی و منحنی تغییرات ضریب آبسورپسیون برای آکوستیک تایلها کاملاً متفاوت و در هر مورد بایستی به کاتالک کارخانه سازنده مراجعه گردد.
آبسوربنت های پوسته ای (پانل)
چنانچه صفحات نازکی را که دارای مقاومت نشت بسیار بزرگی نیز می باشند (نظیر تخته سه لائی و نئوپان و فیبر) بوسیله یک داربست چوبی بر روی دیوار نصب نمایند.
ملاحظه می شود که این صفحات همانند آنچه که در ابتدای بخش مصالح آبسوربنت (شکل 51) مورد بررسی قرار گرفت میتوانند در فرکانسهای کم، ضریب آبسورپسیون نسبتاً زیادی بوجود آورند که فرکانس روزنانس fo (فرکانسی که در آن ضریب آبسورپسیون ماکزیمم می شود ) طبق رابطه تجربی.
تعیین می گردد که در آن M جرم صفحه برحسب کیلوگرم در هر متر مربع و d فاصله هوائی پشت صفحه (ضخامت چوبهای داربست) برحسب سانتیمتر می باشند.
مثلاً برای یک صفحه نئوپان بوزن 10 کیلوگرم در متر مربع ؟؟ بستگی به تقسیمات داربست دارد و با بکار بردن مواد پوروز در پشت پوسته ها می توان ضریب آبسورپسیون را تا 50% الی 70% رسانید.
بدین سان با وجود صرفه جوئی در مصرف مواد آبسوربنت، میتوان ضریب آبسورپسیون قابل ملاحظه ای که با مواد پوروز فقط با ضخامت خیلی زیاد میسر می گردید، بدست آورد.
خورشید کرهای بهقطرتقریبی 1.39*106 کیلومترویباشدکه درفاصله متوسط 1.49*108 کیلومتری زمین قرارگرفته است.این کره که عمدتا از هیدروژن تشکیل شده است ویک راکتور طبیعی هسته ای بزرگ میباشدکه روزانه حدود 350 میلیارد تن از جرمش براثرگداخت هسته ای به انرژی تبدیل میشود.بیرونی ترین لایه خورشید که ازآن انرژی ساطع میشوددارای دمای 576کلوین میباشد در حالی که دمای قسمت های داخلی آن حدود 8*106تا 40*106کلوین تخمین زده میشود.میزان انرژی ساطع شده ازخورشید حدود 3.8*1023 کیلووات است که ازاین مقدارفقط یک بخش بسیاراندک آن معادل با 1.7*1014 کیلووات به جوزمین میرسد. حدود %34ازاین انرژی براثر انعکاس مستقیم به فضا باز میگردد حدود%42 ازآن پس از رسیدن به سطح زمین بطور مستقیم در دریاها وخشکی ها تبدیل به گرما و حدود %24 از آن صرف چرخه تبخیر وباران کره زمین و ایجاد بادهاجریان های در یایی وامواج وپدیده فتوسنتز میشود. تابش خورشیدمنشا اغلب انرژی های موجوددر زمین نظیر انرژی بادانرژی نهفته در سوختهای فسیلی وغیره میباشد. تنها انرژی هسته ای انرژی زمین گرمایی وانرژی جزرومدازاین قاعده مستثنی میباشند.
چگالی توان حاصل ازانرژی خورشیددرخارج ازجوزمین مطابق اندازه گیریهای انجام شده توسط ماهواره هاحدود1353 وات برمتر مربع میباشد که ازمیزان آن درهنگام گذشتن ازاتمسفرزمین به دلایلی نظیر جذب تشعشع خورشید توسط گازها بخارهای آب وذرات معلق موجود در جو به مقدارنسبتا زیادی کاسته میشود حداکثرچگای توان حاصل از تابش خورشیددر سطح زمین 1000 وات بر متر مربع میباشد ..
فهرست مطالب
چکیده:1
صفحات فوتوولتاییک:2
نیروگاه خورشیدی:3
فصل اول:4
انرژی خورشیدی.. 4
1- 1مقدمه:5
1- 2 تاریخچه. 8
3-1 تعاریف.. 8
1-3-1 ا نرژی جنبشی:9
2-3-1انرژِی پتا نسیل:10
3-3-1اصل بقای جرم وانرژی:12
1-4 منبع انرژی خورشیدی.. 15
7-1 کاربرد های ا نرژی خورشیدی.. 18
1-7-1 سیستمهای فتوبیولوژیک :20
2-7-1 سیستمهای فتوشیمیایی :20
3-7-1 سیستمهای فتوولتائیک :20
4-7-1سیستم های حرارتی و برودتی :20
1) سیستمهای فتوبیولوژی :21
2) سیستمهای شیمی خورشیدی:21
3) سیستمهای فتوولتائیک:22
8-1موقعیت کشورایران ازنظرمیزان دریافت انرژی خورشیدی.. 25
فصل دوم:26
صفحات فوتوولتائیک... 26
1-2مقدمه. 27
1-1-2استفاده ازالکتریسیته PV درکشورهای درحال توسعه. 27
2-1-2 طبیعت ومهیابودن تابش خورشیدی:28
3-1-2سلول PV ، ماژولها وآرایه ها:28
2-2سلول خورشیدی.. 30
3-2مبانی فیزیکی سلول های خورشیدی.. 32
4-2موادتشکیل دهنده سلول های خورشیدی.. 35
2- 5 استفادهاز نانو لوله های کربنی در ساختپیلهایخورشیدی.. 36
6-2 پدیده فتوولتائیک... 37
7-2 سیستم فتوولتائیک. 39
2) قسمت واسطه یابخش توان مطلوب.. 43
11-2انواع روشهای استفاده ازسیستمهای فتوولتائیک... 53
12-2کاربردصفحات فتوولتائیک... 55
19-2برآورد هزینه سیستمهای برق خورشیدی.. 75
20-2 کم شدن نگرانی هادرباره ی آلودگی ناشی ازساخت سلول های خورشیدی.. 77
23-2 دودکش خورشیدی.. 78
کلکتور. 83
8-22-2نتیجهگیری:87
فصل سوم:89
نیروگاه های خورشیدی.. 89
1-3 ا نواع نیروگاه های خورشیدی.. 90
3-3 کوره خورشیدی.. 100
4-3طول عمر مولدهای برق خورشیدی.. 100
5-3مزیت نسبی سیستم های مولد خورشیدی.. 101
6-3سیستم های ( پکیج ) مستقل تامین برق خورشیدی.. 102
8-3منابع ومآخذ:103
در این تحقیق سعی شده تا با بررسی ممیزی انرژی در صنایع گچ بهخصوص در کارخانه گچ جبل مورد بررسی قرار گرفته است. باتوجه به نیاز کنونی کشور به صرفهجویی در مصرف انرژی و از آنجا که صنایع گچ جز صنایع و معادن پرمصرف کشور محسوب میگردد، لذا یک کارخانه را انتخاب نموده و سعی شده است عملیات ممیزی انرژی در آن مورد تحقیق قرار بگیرد و راهکارهای لازم برای کاهش مصرف سوخت و کاهش گازهای گلخانهای مشخص گردید و در نهایت طی یک جمعبندی فرصتهای صرفهجویی از دیدگاه کارخانه و از دیدگاه ملی بههمراه دوره بازگشت سرمایه در این واحد صنفی محاسبه شد.
فهرست مطالب
چکیده:1
مقدمه:2
منابع تهیه گچ:3
استخراج سنگ معدنی گچ. 5
عوامل اصلی در انتخاب سنگ معدن گچ. 5
عوامل اصلی انتخاب سنگ معدن. 7
چگونگی انتخاب روش استخراج و طراحی معادن سنگ تزئینی.. 7
نقدی بر معادن سنگ گچ ایران. 10
منابع و مآخذ 21
مقاله مدیریت و برنامه ریزی انرژی
بخشهایی از متن:
عناوین موضوعی این تحقیق در 15 محور جداگانه می باشد. این محورها عبارتند از:
مقدمه
مؤسسه پژوهش در مدیریت و برنامه ریزی انرژی با هدف کلی توسعه فعالیتهای پژوهشی در زمینه های مختلف مدیریت سیستم های انرژی، اقدام به انجام دادن اولین تحقیق بین المللی مدیریت و برنامه ریزی انرژی کرده است. امید است با انجام دادن این چنین تحقیق هایی که منجر به ایجاد ارتباط هر چه بیشتر با سایر مؤسسات دانشگاهی و پژوهشی ملی و جهانی می شود، اهداف اصلی مؤسسه که اساسی ترین آنها، ارتقاء سطح علمی - پژوهشی کشور است محقق گردد . شایان ذکر است که تحقیق از دانشمندان برجسته دنیا به عنوان سخنران کلیدی دعوت نموده است.
ارتقاء بهره وری در بخش انرژی
بحث ارتقاء بهره وری و انتقاد مؤثر و کار از منابع انرژی را می توان از دو محور مورد توجه قرار داد، محور اول: ارتقاء بهره وری در استفاده از منابع تولید و انتقال و توزیع انرژی مطرح است و در محور دوم ارتقاء بهره وری در مصرف انرژی مورد مطالعه محققین قرار میگیرد.
در محور اول یعنی ارتقاء بهره وری در استفاده از منابع می توان به نقش کاهش تلفات شناخت وبکارگیری تکنولوژی های جدید تولید انرژی با حداقل کار کردن مصرف مواد اولیه و منابع طبیعی و نیز حداقل کردن خسارت وارده به محیط زیست اشاره نمود.
...
مدیریت و کنترل پروژه در بخش انرژی
هدف بررسی چالشها، معرفی تجارب و ارائه ، راهکارهای مدیریت پروژه ها در بخش انرژی کشور و استفاده از مستغلات و استانداردهای جهانی در زمینه مدیریت پروژه در بخش انرژی و آشنایی با تکنیکها و ابزارهای ارائه شده در این بخش
از جمله اهداف در این بخش عبارتند از: