up
Search      menu
علم و تکنولوژی :: مقاله انرژيهاي نو PDF
QR code - انرژيهاي نو

انرژيهاي نو

انرژيهاي نو در کشورهاي دنيا و در ايران

● انرژي خورشيدي
انرژي خورشيدي وسيعترين منبع انرژي در جهان است. انرژي نوري که از جانب خورشيد در هر ساعت به زمين مي تابد، بيش از کل انرژي است که ساکنان زمين در طول يک سال مصرف مي کنند. براي بهره گيري از اين منبع بايد راهي جست تا انرژي پراکنده آن با راندمان بالا و هزينه کم به انرژي قابل مصرف الکتريکي تبديل شود.
۱) روش هاي تبديل انرژي خورشيدي به انرژي الکتريکي
با استفاده از تکنولوژي هاي خاص، انرژي حاصل از نور خورشيد را به انرژي الکتريکي تبديل مي کنند. اين تکنولوژي ها را به دو دسته مي توان تقسيم کرد:
_ سيستم فتوولتاييک( PV ): که عموما تجهيزاتي جامد وبي حرکت هستند(جزدرمورد انواع مجهزبه سيستم رديابي خورشيدي)
_ سيستم هاي گرمايي خورشيدي که از نور متمرکز شده خورشيد براي گرم کردن مايعي که بخار آن يک توربين را به حرکت در مي آورد، استفاده مي کند.
در اين ميان استفاده از سيستم هاي ولتاييک براي استفاده از نور خورشيد به عنوان منبع انرژي بسياررايج تراست. استفاده از پنل هاي فتوولتاييک در کشورهاي پيشرفته به سرعت روبه گسترش است. استفاده از انرژي خورشيدي که يکي از اشکال انرژي موسوم به سبز است از سوي طرفداران محيط زيست پشتيباني مي شود. علت اين استقبال را بايد در ويژگيهاي انرژي خورشيدي جست.
۲) ويژگيهاي انرژي خورشيدي
انرژي خورشيدي تمام نشدني است.
انرژي تميزي است و هيچ آسيبي به محيط زيست نمي رساند.
بدليل عدم وجود قسمت هاي متحرک، نگهداري و اتوماسيون آن آسان است. ظرفيت آن را متناسب با نياز مي توان طراحي کرد.
۳) سيستم ولتاييک چيست؟
بخش اصلي يک سيستم فتوولتاييک، پنل فتوولتاييک مي باشد. پنل هاي فتوولتاييک که درمعرض خورشيد قرار مي گيرند، متشکل از سلولهاي فتوولتاييک هستند. اين سلول ها از مواد نيمه هادي سيليکوني ساخته شده اند و بصورت پنل هايي به روي بام خانه ها و بطورمثال درچندين خانه درلس آنجلس(ايالات متحده آمريکا) نصب شده است. ضمن اينکه سيستم فتوولتاييک شامل تجهيزاتي ازجمله مبدل هايي براي تبديل جريان مستقيم به جريان متناوب مي باشد.
۴) اصول کار يک پنل فتوولتاييک
پنل هاي فتوولتاييک از نيمه هاديها ساخته شده. وقتي نورخورشيدبه يک سلول فتوولتاييک مي تابد، به الکترون ها در آن انرژي بيشتري مي بخشد.با تابش نور خورشيد الکترونها در نيمه هادي پلاريزه شده.
بدين ترتيب بين دو الکترود منفي و مثبت اختلاف پتانسيل بروز کرده و اين امر موجب جاري شدن جريان بين آنها مي گردد.
۵) ميزان توليد انرژي الکتريکي بوسيله يک سيستم فتوولتاييک
ميزان توليد برق بوسيله يک سيستم فتوولتاييک معمولا از ۲ تا ۵۰ کيلووات مي باشد. يک سيستم فتوولتاييک که براي نصب روي بام ساختمان ها در شهر لس آنجلس ساخته شده است با ظرفيت توان ۲ کيلو وات،۳۶۰۰کيلو وات ساعت انرژي در سال توليدمي کند. اين ميزان توليد انرژي باعث ۳ ۴ تن صرفه جويي درسوخت زغال سنگ براي توليد برق شده و همچنين مانع ورود گاز به اتمسفرمي گردد.
ديگر که با ظرفيت ۱۰ کيلو وات در دره تنسي در ايالات متحده امريکا نصب شده ، بطورمتوسط يک سيستم pv در حدود ۱۶۵۰۰ کيلو وات ساعت انرژي در سال توليد مي کند.اين ميزان انرژي کمي بيش از نيازمصرف برق يک خانه متوسط در ايالت متحده است.
۶) انتخاب سايت هاي خورشيدي جهت نصب پنل هاي فتوولتاييک
سايت ها بايد با معيارهاي لازم فيزيکي همخواني داشته باشند ، ازجمله اينکه آنها رو به جنوب باشد ،به خوبي در معرض آفتاب قرار داشته باشند ( آفتاب گير باشند ) و فضاي لازم و همچنين ساختار مناسبي براي نصب پنل هاي فتوولتاييک داشته باشند.
۷) ويژگيهاي سيستم هاي PV
به فصول بستگي ندارند ، اما در طول شبانه روز از ساعت اوليه صبح تا غروب مي توانند توليد برق بوسيله سيستم هاي PV برق توليد کنند. پيک توليد آنها در ساعات ظهر مي باشد.
واحدهاي فتوولتاييک در صورت ابري بودن هوا نيز مي توانند برق توليد کنند، هر چند خروجي آنها کاهش مي يابد. در يک روز بسيار ابري کم نور ، يک سيستم فتوولتاييک ممکن است ۵ تا ۱۰ درصد نور خورشيد در روزهاي عادي را دريافت دارد، به طبع خروجي آن نيز به همان ميزان کم خواهد شد.
پنل هاي خورشيدي در دماي پايين تر ، برق بيشتري توليد مي کنند . اين تجهيزات همچون ساير دستگاههاي الکتريکي در صورتي که هوا خنک باشد، بهتر کار مي کنند. البته سيستم هايPV در روزهاي زمستاني کمتر از روزهاي تابستاني انرژي توليد مي کنند که علت آن نه برودت هوا ، بلکه کاهش ساعات روز و پايين بودن زاويه تابش خورشيد است.
۸) آسيب پذيري دستگاه هاي PV
پنل هاي خورشيدي طوري ساخته شده اند که در برابر همه سختي هاي محيط مانند سرماي شديد قطبي ، گرماي بيابان ، رطوبت استوايي و بادهاي با سرعت بيش از ۱۲۵ مايل در ساعت مقاومت مي کنند. با اين حال جنس اين وسايل از شيشه بوده و در اثر ضربات سنگين ممکن بشکنند.
۹) بهره برداري از سيستم هاي فتوولتايي براي استفاده از انرژي خورشيدي در سطح جهان
استفاده از انرژي خورشيدي به عنوان يک منبع به دليل ويژگي هايي که در آغاز اين مقاله ذکر شد، کاملا فراگير شده است. شرکت هاي متعددي در کشورهاي مختلف نسبت به نصب اين سيستم ها اقدام کرده اند و کار بهينه سازي اين سيستم ها ، همچنان ادامه دارد.
شرکت آب و برق لس آنجلس در نظر دارد برنامه ايي را براي نصب سيستم هاي برق خورشيدي شرکت آب و برق لس آنجلس روي سقف ساختمان هاي اين شهر به مورد اجرا گذارد. به موجب اين طرح تا سال ۲۰۱۰ ،۰۰۰ ۱۰ سيستم فتوولتاييک روي سقف ساختمان ها اعم از مسکوني و تجاري نصب خواهند شد. اين سيستم ها در اتصال با شبکه کار مي کنند. طبق اين برنامه، هر ساختماني برق خويش را تامين خواهد کرد. در صورتي که ميزان توليد برق ساختماني کمتراز نياز مصرف آن باشد و همينطور در شب، کمبود برق ازسوي شبکه سراسري جبران مي شود و برعکس اگرساختماني بيش ازمصرف خود برق توليد کند، اين انرژي اضافي به شبکه برق جاري خواهد شد.
اداره آب و برق لس آنجلس براي نصب سيستم هاي خورشيدي روي بام ساختمانها شرايطي به قرارزير وضع کرده است:
▪ ساختمان يک طبقه و سقف آن تخته کوبي شده باشد.
▪ عمر ساختمان کمتر از ۱۰ سال باشد.
▪ فضاي آزاد آن حداقل ۳۰۰ متر مربع و شيب آن بين ۱۰تا ۲۵ درجه باشد.
▪ ترجيحا سوي شيب بام ساختمان به سمت جنوب يا جنوب غربي بوده و در ساعات بين ۱۱ قبل از ظهرتا ۴ بعد از ظهر سايه نخورد.
شرکت TVAدر ايالت تنسي آمريکا نيز اقدام به استفاده از انرژي خورشيدي به عنوان يک منبع انرژي سبز کرده است. اين شرکت براي نمايش توليد برق خورشيدي و به منظور تشويق مشترکين خود به استفاده از آن دو سايت انرژي خورشيدي ، يکي درموزه علوم کامبرلند و ديگري دريک گردشگاه توريستي درداليورد دايرکرده است.
تحقيق در زمينه کاربرد عملي سيستم برق با استفاده از پنل هاي فتوولتاييک بصورت متصل در شبکه برق اکيناواي ژاپن نيز ادامه دارد. اين تحقيقات شامل بررسي ويژگيهاي عملکرد سيستم و تاثير باتري ها بر شبکه و همينطور راندمان و تداوم برق رساني شبکه مي باشد. در مياکو ، مصرف برق به هنگام شب ، تقريبا با پيک روز برابر است. بنا براين از انرژي خورشيدي براي تامين بخشي از نياز برق روزانه بطورمستقيم و برق شبانه از طريق باطري ها استفاده مي شود.
● انرژي خورشيدي در ايران فراوان اما گران
بيشترمناطق مرکزي و کويري ايران سرشارازمنابع انرژي خورشيدي هستند. در کوير از يک و نيم هکتار زمين ، در هر ساعت ، مي شود يک مگاوات انرژي برداشت کرد.اما هزينه تبديل انرژي خورشيدي به برق ، خيلي بالا است.( ۲۵۰ تا ۴۵۰ هزار تومان )که اين رقم بايد به ۶۰ تا ۷۰ هزار به ازاي هر کيلو وات برسد.
وزارت نيرو ۱۰۳۳ آبگرمکن خورشيدي در شهرهاي بوشهر، طبس، يزد، بجنورد، زاهدان و اصفهان نصب کرده است.
در خراسان نيز جهت تامين برق مورد نياز پاسگاه مرکزي گزيک صفحه فتوولتايي نصب شده است که بايد هر چندساعت يک بار رو به خورشيد چرخانده شوند.( درست مانند گلهاي آفتابگردان ).
با اين وجود برنامه چهارم توسعه سهم چنداني براي انرژي خورشيدي درنظرنگرفته است و حالا همه توجهات معطوف به باد است چون فن آوري هاي استفاده ازباد بسيار مقرون به صرفه تر است. با امکانات موجود هر کيلووات انرژي را مي شود با ۸۵ هزار تومان به برق تبديل کرد.
● استفاده از انرژي باد در ايران :
وزش باد در بخشهايي از خراسان و گيلان وضعيت مطلوبي دارد. تا کنون ۱۵ مگاوات نيروگاه بادي درمنطقه منجيل گيلان نصب شده که درحال افزايش به ۶۰ مگاوات مي باشد.
در اين ميان يکي ديگر ازراههايي که هم اکنون درايران به آن انديشيده مي شود استفاده اززباله ها است.هنوز دو پنجم (۴۰%) ساکنان زمين براي تامين نيازهاي اوليه خود به انرژي از هيزم ، فضولات حيواني و ضايعات زراعي استفاده مي کنند.
● استفاده از گاز متان :
در ايران طرحهايي براي استفاده ازگازهاي متصاعد اززباله هاي متراکم شهري شروع شده است. در صورت استفاده درست از فن آوري استخراج گازمتان اززباله ها که به آن آتشکاف گفته مي شود ، مي توان ۷۰% تا ۸۰% انرژي مفيد زباله ها را بازيافت کرد.يکي از اين طرحها در اطراف مشهد اجرا خواهد شد.
در حال حاضر تهران بيشترين حجم زباله شهري را توليد مي کند. خراسان که در مقام دوم قرار دارد يک سوم اين مقدار يعني حدود يک ميليون تن زباله مي سازد. کارشناسان دفتر انرژي هاي نو در ايران اميدوارند با ايجاد تاسيسات جمع آوري و تمرکز گازهاي ناشي از انباشت زباله هاي شهري ، گرماي زيادي براي توليد برق بدست آوردند.
● راه آينده :
با اين همه اوصاف ، آژانس بين المللي انرژي در آخرين گزارش خود پيش بيني کرده است که تا سي سال آينده سوختهاي فسيلي همچنان مهمترين منابع تامين انرژي خواهند بودو سهم انرژي هاي تجديد پذير از ۳% فراتر نخواهد رفت و تقاضاي جهاني انرژي ظرف اين سه سال دو سوم افزايش خواهد يافت و البته در ايران نيز هر سال به دو تا سه هزار مگاوات انرژي جديد نياز است که سهم منابع تجديدنيازاست که سهم منابع تجديد پذير در تامين آن بسيارناچيزاست .
اما به هر حال حرکت بسوي انواع انرژي هاي نو يا تجديدپذير ما را از فاجعه تمام شدن نفت و ساير منابع تجديد ناپذيرانرژي مي رهاند . ضمن آنکه چشم اندازرشد فن آوري ها نيز بسيارروشن است. با پيشرفت نانو فن آوري اميدهايي براي جهش در شيوه هاي توليد انرژي و مقرون به صرفه شدن آن به وجود آمده است که مي تواند در تغيير پيش بيني هاي مراکزي چون آژانس بين المللي انرژي تاثير بگذارد.

ماهيت ذر‌ه‌اي اسحاق نيوتن (Isaac Newton) در کتاب خود در رساله‌اي درباره نور نوشت پرتوهاي نور ذرات کوچکي هستند که از يک جسم نوراني نشر مي‌شوند. احتمالا ...

شايد بتوان گفت که مفصل زانو، مظلوم ترين مفصل بدن است که بيشترين فشار را در طول زندگي تحمل مي کند و وزن بدن را در طول عمر تاب مي آورد. اين مفصل، يک مفص ...

در فرهنگ زبان انگليسي، ققنوس Phoenix پرنده اي است افسانه اي و بسيار زيبا و منحصر به فرد در نوع خود كه بنا بر افسانه ها 500 يا 600 سال در صحاري عرب عمر ...

امروزه علم پزشکي کمک بسياري به انسان کرده و پزشکان سعي کرده اند براي بيماري ها درماني پيدا کنند. هر روز تعداد بيشتري از بيماري ها قابل درمان مي شوند . ...

● تاريخچه: از آنجا که اتمها از نظر الکتريکي خنثي هستند، تعداد الکترونها و پروتونها در هر اتم بايستي برابر باشند. براي توجيه جرم کل اتمها ، ارنست رادرف ...

● فناوري نانو در بسته بندي موادغذايي درصنايع و شرکت ها: در حال حاضر شرکت هاي زيادي مانند Unilever, keystone,Hershey,food,nestle مشغول کار روي نانو غذا ...

امروزه ماشين ها، دستگاه ها و کامپيوترها اطراف ما را احاطه کرده اند و زندگي ما کاملا وابسته به عملکرد آنهاست. نظم امروزين زندگي ما بدون اين ماشين ها قا ...

زمان ظهور نانوسراميک ها را مي توان دهه ۹۰ ميلادي دانست. در اين زمان بود که با توجه به خواص بسيار مطلوب پودرهاي نانوسراميکي، توجهاتي به سمت آنها جلب شد ...

دانلود نسخه PDF - انرژيهاي نو