جایگاه انرژی خورشیدی

جایگاه انرژی خورشیدی

جایگاه انرژی خورشیدی 560 420 ملیکا حسینی

جایگاه انرژی خورشیدی در بین انرژی های تجدید پذیر 

انرژی خورشیدی منحصر به ‌فردترین منبع انرژی تجدیدپذیر و منبع اصلی تمامی انرژی‌های موجود در زمین است، چراکه می تواند به صورت مستقیم و یا غیرمستقیم به اشکال دیگر انرژی تبدیل شود. اهمیت این نوع انرژی تا جایی افزایش یافته است که بسیاری از کشورها نسبت به سرمایه گذاری های سنگین در این حوزه اقدام کرده اند. به طور مثال عربستان سعودی با اختصاص بودجه ١٠٩ میلیارد دلاری در حوزه انرژی خورشیدی، برای تامین ٣٠ درصد انرژی الکتریکی مورد نیاز کشورش از نور خورشید تا سال ٢٠٣٢ برنامه ریزی کرده است. امارات متحده عربی نیز در این راستا برنامه های زیربنایی متعددی را تدارک دیده است. یکی دیگر از کاربرد های انرژی خورشیدی استفاده این انرژی در آبگرمکن های خورشیدی است.

پیش بینی میزان رشد انرژی های تجدیدپذیر در جهان تا سال 2030

جایگاه انرژی خورشیدی آبگرمکن های خورشیدی 01

 


ویژگی های استفاده از انرژی خورشیدی، می توان به موارد زیر اشاره کرد:

پاک و بدون آلودگی
بی پایان
رایگان و در دسترس
کاهش مصرف سوخت های فسیلی
امن و بی خطر


انرژی حرارتی خورشیدی از نظر نوع استفاده و بهره‌برداری که از آن می‌شود، به سه دسته تقسیم می‌گردد، که عبارتست از:

1- کاربردهای صنعتی ( تولید الکتریسیه)

2- کاربردهای نیمه صنعتی

3- کاربردهای خانگی


کاربرد انواع کاربری زمینه فعالیت
کاربرد های صنعتی 1- نوع سهموی خطی 1-تولید الکتریسیته به کمک انرژی گرمایی
2-نوع دریافت کننده مرکزی
3-نوع پشقابی
4-دودکش های خورشیدی
5-نوع عدسی های فرزنل
کاربرد نیمه صنعتی 1-کوره خورشیدی 1-کوره های ذوب
2- خشک‌کن خورشیدی 2-خشک کردن مواد غذایی جهت نگهداری
3-خانه خورشیدی 3- گرم کردن خانه ها (ایران باستان)
کاربرد های خانگی 1- آبگرمکن‌های خورشیدی 1-تولید آبگرم
2-تهویه مطبوع خورشیدی 2- گرمایش و سرمایش محیطی
3-آب شیرین کن خورشیدی 3-تولید آب شیرین
4-اجاق خورشیدی 4-پخت غذا

جایگاه انرژی خورشیدی آبگرمکن های خورشیدی 02

عوامل موثر در استفاده انرژی خورشید در آبگرمکن های خورشیدی
1- شدت تابش
2- تابش در جو
3- عرض جغرافیایی

4-فصل های سال


1-شدت تابش انرژی خورشید برای کاربری های مختلف به خصوص آبگرمکن های خورشیدی
جایگاه انرژی خورشیدی آبگرمکن های خورشیدی 03
 شدت تابش یعنی توان تابش لحظه ای در هر متر مربع   (واحد شدت تابش: W/m2)

میزان تابش کل انرژی خورشیدی در نقاط مختلف جهان

جایگاه انرژی خورشیدی آبگرمکن های خورشیدی 04

مقدار کل تابش یعنی مقدار انرژی تابشی در مدت مشخص در هر متر مربع
واحد تابش کل: kWh/m2 یا MJ/m2


میانگین تابش انرژی خورشید در ایران و مستعد بودن برای استفاده از آبگرمکن های خورشیدی

جایگاه انرژی خورشیدی آبگرمکن های خورشیدی 05

مقایسه تابش کل انرژی خورشیدی در ایران،ترکیه و آلمان

جایگاه انرژی خورشیدی آبگرمکن های خورشیدی 06

2-تابش در جو (پوشش ابر) و تاثیر آن بر کارکرد آبگرمکن خورشیدی :

جایگاه انرژی خورشیدی آبگرمکن های خورشیدی 07جایگاه انرژی خورشیدی آبگرمکن های خورشیدی 08


شدت تابش در یک روز ابری و نصب آبگرمکن خورشیدی

07

جایگاه انرژی خورشیدی آبگرمکن های خورشیدی 09


مثال جهت نصب آبگرمکن خورشیدی :

جایگاه انرژی خورشیدی آبگرمکن های خورشیدی 10

در نقطه ای که تابش سالانه 2000 kWh/m2 است:

یعنی در هر متر مربع 2000 کیلو وات ساعت انرژی از خورشید دریافت می شود.

مثال: اگر راندمان یک کلکتور خورشیدی به طور متوسط 50 درصد باشد یعنی از هر متر مربع از این کلکتور در سال می توان 1000کیلو وات ساعت انرژی گرفت.


عرض جغرافیایی (Latitude)

تاثیر عرض جغرافیایی بر زاویه کلکتور در آبگرمکن های خورشیدی

جایگاه انرژی خورشیدی آبگرمکن های خورشیدی 11 جایگاه انرژی خورشیدی آبگرمکن های خورشیدی 12

طول جغرافیایی (λ)
در نقشه بالا طول جغرافیایی،‌ به صورت خطوطی عمودی و خمیده نشان داده‌اند. ولی هر کدام در واقع نیمی از یک دایره بزرگ هستند، با شعاع‌های برابر.
عرض جغرافیایی (φ)
خطوط عرض جغرافیایی، به صورت خطوطی صاف و افقی نشان‌داده‌شده‌اند. ولی در واقع دایره‌هایی هستند به شعاع‌های متفاوت.


عرض جغرافیایی منطقه نصب آبگرمکن خورشیدی و سیستم خورشیدی

جایگاه انرژی خورشیدی آبگرمکن های خورشیدی 13


3- فصل های سال 

تاثیر فصول در آبگرمکن های خورشیدی و زاویه و شدت تابش خورشید

جایگاه انرژی خورشیدی آبگرمکن های خورشیدی 14

جایگاه انرژی خورشیدی آبگرمکن های خورشیدی 15  جایگاه انرژی خورشیدی آبگرمکن های خورشیدی 16

هر چقدر ارتفاع خورشيد در آسمان بيشتر باشد شدت آفتاب افزايش مي يابد. زيرا مطابق شکل هر چقدر نور خورشيد عمودی تر بتابد مسير کوتاهتری را درون جو زمين طی می کند و کمتر ضعيف می شود.


مسیر حرکت خورشید در فصول مختلف

جایگاه انرژی خورشیدی آبگرمکن های خورشیدی 17 جایگاه انرژی خورشیدی آبگرمکن های خورشیدی 18

زاویه نصب کلکتور در آبگرمکن خورشیدی و صفحات خورشیدی با توجه به مختصات جغرافیایی مکان نصب

جایگاه انرژی خورشیدی آبگرمکن های خورشیدی 19


تغییر زاویه کلکتور خورشیدی در آبگرمکن های خورشیدی

جایگاه انرژی خورشیدی آبگرمکن های خورشیدی 20 جایگاه انرژی خورشیدی آبگرمکن های خورشیدی 21