انرژي

پايان نامه انرژي تجديد پذير

پايان نامه انرژي تجديد پذير

بخشي از متن :

انرژي نو

در اين جا انرژي هاي تجديد پذير را به منظور بررسي، به عنوان هاي زير دسته بندي نموده و در صفحات بعد بطور مختصر با توجه به فراواني آنها در ايران عزيز، به شرح برخي آنها مي پردازيم:

— انرژي زنده يا انرژي زيست توده

— سوخت زنده

— انرژي باد

— انرژي خورشيد

— انرژي زمين گرمايي

— انرژي هيدروالكتريك

— انرژي هيدروژين

— انرژي اقيانوسي

جايگاه انرژي خورشيدي در تأمين الكتريسيته

از جمله سؤال هاي كه در رابطه با انرژي با آن موجه هستيم اين است كه وضعيت انرژي در چند دهه آينده چگونه خواهد شد اقتصادي ترين منبع انرژي كدام است و آيا خورشيد مي توان به عنوان منبع انرژي با حرفه اقتصادي مطرح شود. نياز به انرژي بوضوح بر همگان آشكار است و اين نياز به مرور با افزايش پيشرفت هاي تكنولوژيكي و جمعيت جهان بيشتر مشهود است آمارهاي موجود نشان دهنده اين ايست كه مصرف انرژي در دنيا به نحوي است كه به ازاي هر 14 سال ميزان تقاضا  دو برابر مي گردد و تا كنون فقط براي انرژي الكتريكي در هر 10 سال تقريباً تقاضا دو برابر شده و اين رشد ميزان تقاضا در كشورهاي در حال توسعه با شتاب بيشتري همراه بوده و تقريباً به ازاي هر 7 سال دو برابر شده است. به طور مثال در اواخر دهه 1980 واردات نفت كشور آمريكا به حدود 7 ميليون بشكه در روز رسيد كه تقريباً دو برابر (3/1 ميليون بشكه در روز) واردات آنها در سال 1980 بود اين در حالي است كه مقدار نفت مصرفي براي توليد الكتريسيته در آمريكا حدود 4% اكثريت مصرفي در آمريكا را در بر مي گيرد و 52% انرژي الكتريكي در آمريكا از ذغال سنگ توليد مي شود. با اينكه اكثريت منابع تأمين الكتريسيته در آمريكا از ذغال سنگ استفاده مي گردد اما قوانين مصوب در رابطه با محيط زيست به جهت ريزش باران هاي اسيدي ناشي از آلودگي سوزاندن ذغال سنگ و گرم شدن سطح زمين، آلودگي آب هاي سطح زمين و ... مشكلاتي را در صنعت ذغال سنگ آمريكا به وجود اورده است و به همين سبب انتظار مي رود كه مصرف نفت و گاز طبيعي كه نسبت به ذغال سنگ نسبتاً تميزتري‌باشد افزايش يابد ولي سوزاندن اين مواد نيز سبب ايجاد آلودگي‌هاي كربني سولفوري مي گردد افزايش روز افزود جمعيت و پيشرفت هاي تكنولوژي كه سبب ارتقاء سطح زندگي گرديده است عاملي است كه سبب افزايش تقاضا براي الكتريسيته خواهد شد. اگر نگاهي به ميزان تقاضاي تأمين الكتريسيته از منابع موجود در دنيا از سال 1960تا 1990 مورد بهره برداري قرار گرفته است بياندازيم مشاهده مي كنيم كه مورد بهره برداري از منابع مختلف در تأمين انرژي الكتريكي در جهتي است كه بيشتر از منافع فسيلي استفاده شده است.

جدول نشان دهنده در زير بعد اين مطلب است كه نفت و گاز سهم بسزايي در ت/دمين الكتريسيته دارند و آمارهاي موجود از سال 1974 مقدار انرژي حاصل از منابع فسيلي گشف شده و به ثبت رسيده اعم از زغال سنگ، نفت و گاز را ¹⁵ 10×1/7 كيلو وات ساعت برآورده نموده است.

جدول 1-1- بهره برداري از منابع انرژي مختلف براي تأمين انرژي الكتريكي در سال هاي مختلف (واحد 1. B. BTV)

اگر نرخ اثر تقاضاي الكتريكي را با توجه به جدول فوق 5 درصد در نظر بگيريم مقدار نياز به انرژي كه در سال 1987 تقريباً ¹⁴ 10×2/1 كيلو وات ساعت بود در سال 2001 ميلادي به دو برابر يعني ¹⁴ 10×4/2 رسيده است.

بديهي است كه با توجه به اين كارها به اين منابع چندان هم نمي توان متكي بود و از طرف ديگر از نظر اقتصادي هماستفاده از آنها به صرفه نخواهد بود در حاليكه در همين آمار گيري مقدار انرژي تشعشعي قابل جذب خورشيد را تقريباً 100 برابر انرژي حاصل از منافع فسيلي موجود برآورد نموده است. بنابراين بايد توجه بيشتري به انرژي خورشيدي در تأمين الكتريسيته شود حال با توجه به اين نيازها منابع انرژي و مشكلات محيطي ناشي از سوخت هاي فسيل جديت بيشتري براي يافتن منابع انرژي كم خطرتر را مي طلبند هم اكنوندر دنيا مراكز تحقيقاتي بزرگي جهت دسترسي به انرژي هاي مطلوب تر در حال تحقيق و بررسي مي باشد مطالعات و بررسي هاي انجام شده منجر به استراتژي هاي كوتاه مدت و بلند مدت براي تأمين الكتريسيته شده است كه در اين استراتژي ها انرژي خورشيدي نقش بسيار مهمي را ايفا مي كند زيرا انرژي خورشيدي عملاً بدون محدوديت و آلودگي قابل دسترسي است و سطح زمين به مقدار ²⁷ 10×7 كيلو وات ساعت از انرژي خورشيدي را در سال دريافت اين مطلب است كه مصرف سوخت هاي فسيلي جهت تأمين انرژي الكتريكي كاهش و منابع تأمين انرژي الكتريكي با استفاده از انرژي خورشيدي افزايش مي يابد كه اين منابع عبارتند از:انرژي حرارتي خورشيد، فتوولتائيك (نورولتي)، ژئوترمال (زمين گرمايي) انرژيو بيوگاز و ... .

در اين سيستم هاي نورولتي يكي از بهترين روش ها انرژي تجديد شونده است كه در هم نقاط با شرايط اب و هوايي مختلف قابل استفاده هستند. اين سيستم ها قابل استفاده در بيابان جنگل هاي باراني و در كشورهاي توسعه يافته و در حال توسعه
مي باشد سيستم هاي نورولتي به سيستم هايي اطلاق مي شود كه نور را مستقيماً به الكتريسيته تبديل مي كنند. اين سيستم ها هم اكنون اكثراً به صورت مستقل از شبكه برق سراسري مورد استفاده قرار مي گيرند ولي براي كاربردهايي كه دور از منابع برق مي باشند و به سبب نياز و حداقل نگهداري توانايي بالا، عدم نياز به سوخت و عدم ايجاد آلودگي قابل گسترش و نصب در هر نقطه كارآيي بسيار بالايي دارند و تقريباً 97% از سيستم هاي نورولتي كه در سال 1990 به فروش رفته است براي كاربردهاي خارج از شبكه تهيه شده اند. يك سيستم نورلتي عبارتند از:

1- ماژول هاي خورشيدي

2- باطري

3- شارژ الكترولر

4- مصرف كننده ها

ماژول هاي خورشيدي

ماژول ها يا صفحات خورشيدي كه اصلي ترين قدرت يك سيستم نورلتي را تشكيل مي دهند وظيفه تبديل نور به الكتريسيته را دارند صفحات خورشيدي از اتصال يك سري سلول خورشيدي كه به صورت موازي و سري به هم متصل مي شوند شكل
مي گيرد. سلول هاي خورشيدي كه وظيفه تبديل نور به الكتريسيته را به عهده دارند.

كه مواد نيمه هادي ساخته مي شوند و انواع مختلف ان عبارتند از:

1- سلول خورشيدي از مواد سيليسكوني تك كريستال

2- سلول خورشيدي از مواد سيليسكوني چند كريستال

3- سلول خورشيدي از مواد سيليسكوني بي شكل

4- سلول خورشيدي از مواد سيليسكوني

در اينجا سلول خورشيدي از مواد سيليسكوني چند كريستال مورد نظر مي باشد.

يك صفحه خورشيدي از نوع MA 36/45 كه در آن 36 سلول خورشيدي با هم سري شده اند و داراي مشخصات زير مي باشند نشان داده شده است.

پايان نامه انرژي هاي تجديد پذير

پايان نامه انرژي هاي تجديد پذير

اين پايان نامه با فونت نازنين سايز 14 تنظيم شده است، شما ميتوانيد بدلخواه تغيير دهيد.

فصل اول : چرا انرژي تجديد پذير مهم است؟

فصل دوم : موقعيت فعلي و آينده انرژي طبيعي

فصل سوم : ثابت خورشيدي

فصل چهارم : سيستم هاي حرارتي خورشيد

فصل پنجم : آفتاب گيري در سطح زمين

فصل ششم : تبديل مستقيم انرژي خورشيدي به كار – دستگاه هاي فتوولتايي

بخشي از متن پايان نامه

فايده هاي كليدي آن عبارتند از:

فايده هاي محيطي: فن آوري هاي انرژي تجديد پذير، منابعي پاك از انرژيهايي هستند كه از صنايع انرژي هاي مرسوم، تماس و آلودگي محيطي بسيار كمتري دارند.

انرژي براي نسل هاي آينده ما: انرژي تجديد پذير پايان نخواهد پذيرفت، هرگز. اما منابع ديگر انرژي محدودند و همين روزها ته مي كشند.

مشاغل و اقتصاد: سرمايه گذاري ها بر روي انرژي تجديد پذير اغلب صرف تهيه مواد خام (لوازم و كالا) و مصرفي و ساختاري براي ساخت و نگهداري وسايل مي شود، تا سرمايه گذاري بر روي واردات پر خرج انرژي. اين بدان معناست كه پولي كه شما بابت انرژي مي پردازيد، به جاي اينكه وارد اقتصاد كشوري بيگانه شود، در كشور خودمان باقي مانده، اشتغال زايي كرده و موجب صرفه جويي اقتصادي در مصرف سوخت مي شود.

1- فايده هاي محيطي:

فن آوري هاي انرژي قابل تجديد از صنايع انرژي مرسوم كه بر سوخت فسيلي تكيه دارد، با محيط اطرافش بسيار دوستانه تر عمل مي كند.سوخت هاي فسيلي در بسياري از مشكلات زيست محيطي كه ما امروزه با آنها مواجه هستيم، سهم قابل توجهي دارند- گازهاي گلخانه اي، آلودگي هوا و آلودگي آب و خاك- در صورتيكه متابع انرژي تجديد پذير در اين امر سهم بسيار اندكي داشته يا هيچ نقشي ندارند.گازهاي گلخانه اي، دي اكسيد كربن، متان، اكسيد نيتروژن، هيدروكربن ها و كلروفلوئوركربن ها، جو زمين را مثل يك پتوي گرم و شفاف احاطه كرده اند، به اشعه هاي گرم خورشيد اجازه داخل شدن مي دهند و گرما را در نزديك سطح زمين به دام مي اندازند (نگه مي دارند).

اثرات اين گلخانه طبيعي، دماي متوسط سطح زمين را حدود 60 درجه فارنهايت (33 درجه سانتيگراد) نگه مي دارد. اما افزايش مصرف سوخت هاي فسيلي، بطور قابل توجهي انتشار (توليد) گازهاي گلخانه اي را زياد كرده است، مخصوصاً دي اكسيد كربن، به وجود آورنده افزايش اثر گازهاي گلخانه اي كه به عنوان گرماي محسوس و يكپارچه زمين شناخته مي شود. مطابق نظر آژانس حفاظت محيط زيست ايالات متحده، سهم دي اكسيد كربن عهده دار 2/1 تا 3/2 افزايش عمومي دماست.

با اين وجود، فن آوري هاي انرژي قابل تجديدپذير، گرما و الكتريسيته را با انتشار (توليد) مقدار ناچيز يا صفر دي اكسيد كربن، توليد مي كند. هم چنين استفاده از انرژي سوخت هاي فسيلي، منبع مهمي براي آلودگي هوا، آب و خاك مي باشد.آلاينده ها نظير منوكسيد كربن، دي اكسيد گوگرد، دي اكسيد نيتروژن، ذرات معلق و سرب- باج غم انگيزي از محيط گرداگرد ما مي گيرند!به عبارت ديگر، اغلب فن آوري هاي انرژي قابل تجديد، آلودگي ناچيز يا صفر توليد مي كنند.

آلودگي و گرماي زمين هر دو، احتمال حتمي خطر بزرگ سلامتي نسل بشر را مطرح مي كنند.مطابق با راي انجمن ريه (آمريكا) آلودگي هوا در امراض ريه، نظير: تنگي نفس، سرطان ريه و عفونت هاي نواحي تنفسي، سهيم است و سالانه قريب به 335000 نفر در آمريكا به اين علل فوت مي كنند.

ضمناً ممكن است اثرات طولاني مدت مرتبط با گرماي زمين، مخرب تر نيز باشد. عوارض مرگ و مير با هواي بسيار گرم امكان دارد و هنگامي كه دما بالا مي رود، امراض مي توانند انرژي نهان قوي تري براي پيشرفت داشته باشند.نهايتاً، فن آوري هاي انرژي قابل تجديد، مي توانند به ما براي تغيير الگوهاي مرسوم مصرف انرژي، براي ارتقاء كيفيت محيط پيرامون مان، كمك كنند.

2- انرژي براي نسل هاي آينده ما:

مصرف انرژي جهان، در آينده به كدام انرژي متمايل خواهد بود؟

بله، ما به خوبي مي توانيم ثابت كنيم كه مصرف الكتريسيته، رشدي جهاني خواهد داشت. آژانس بين المللي انرژي مطرح مي كند كه ظرفيت توليد الكتريسيته جهان تا سال 2020، تقريباً به 8/5 ميليون مگاوات، افزايش خواهد يافت. كه حدود 3/3 ميليون مگاوات، بيش از سال 2000 است.

در اين حال، ذخاير سوخت هاي فسيلي كره زمين منبع اصلي كنوني انرژي مان، طبق نظر بهترين تجزيه و تحليل گران صنعت نفت، از سال ها 2020 الي 2060 شروع به اتمام رسيدن  خواهند كرد.ما چگونه احتياجمان به آن مقدار انرژي را بر طرف خواهيم كرد؟رانرژي تجديد پذير مي تواند بهترين پاسخ ما باشد.

كمپاني بين المللي شل، پيش بيني مي كند كه در سال 2060، انرژي تجديد پذير، 60% انرژي جهان را تأمين خواهد كرد.بانك جهاني تضمين ميكند كه نرخ داد و ستد براي انرژي خورشيدي (الكتريسيته) طي 30 سال، به طور مقطوع به چهار تريليون دلار خواهد رسيد.همچنين سوخت هاي بيومس (زيست توده اي) مي توانند جانشين گازوئيل شوند. و بر عكس سوخت هاي فسيلي، منابع انرژي تجديد پذير، قابل نگهداري مي باشند و هيچ وقت تمام نمي شوند عملكرد امروز ما براي مرسوم نمودن فن آوري هاي انرژي قابل تجديد، نه تنها به نفع حال ماست، بلكه موجب توليد منافع زيادي نيز خواهد شد.

3- شغل ها و اقتصاد:

قشر گسترده اي از ايالات متحده مجبور به واردات سوخت هاي فسيلي مانند نفت و گاز طبيعي، براي توليد برق، گرما و سوخت، هستند. هزينه اين سوخت هاي فسيلي مي تواند بالغ بر ميليون ها دلار شود و هر دلاري كه صرف واردات انرژي شود، يك دلار از اقتصاد محلي كسر مي شود.

در اين حال، منابع انرژي تجديد پذير، بطور موضعي (محلي) گسترش يافته، هزينه صرف شده براي انرژي از كشور خارج نمي شود، اشتغال زايي نموده و موجب تقويت اقتصاد مي شود. كسر فن آوري هاي انرژي قابل تجديد، زحمتي سخت مي طلبد.شغل ها به زودي از ساخت و ساز، طراحي، نصب، سرويس و فروش محصولات انرژي تجديد پذير، به پايان مي رسند.اشتغال هم چنين بطور غير مستقيم از شغل هايي كه كمپاني هاي انرژي تجديد پذير را با مواد خام، حمل و نقل، اسباب و لوازم و خدمات تخصصي نظير محاسبات و خدمات اداري تغذيه مي كنند، فراهم خواهد شد.

در نتيجه، دستمزد و حقوق حاصل از شغل هابر درآمد افزوده در اقتصاد محل را موجب مي شود. از اين گذشته درآمد حاصل از انرژي تجديد پذير، چيزي بيشتر ازاين اقتصاد محلي را رشد مي دهد، يعني مزايايي براي كل كشور.بطور مثال در سال 2001، ايالات متحده حدود 103 بيليون دلار صرف واردات نفت از خارج كرده است. اما به عنوان يكي از سازندگان بزرگ سيستم هاي انرژي قابل تجديد جهان، مي تواند با افزايش مصرف انرژي تجديد پذير در سراسر دنيا، سرمايه بيشتري را به كشورش وارد كند. در حال حاضر سازندگان سيستم هاي فتوولتايي ايالات متحده حدود 3/2 كل سازندگان جهان هستند. و حدود 10% صادرات اين سيستم هاي PV بيشتر صرف توسعه شده كه منجر به فروش ساليانه بيش از 300 ميليون دلار مي شود.