تحقیق انرژی خورشیدی

فصل اول

مقدمه

محدود بودن سوخت های فسیلی بر روی زمین و همچنین اثرات سوئی كه در ارتباط با استفاده از انرژی هسته ای وجود دارد بشر را بر آن داشت تا بدنبال یك منبع انرژی دیگر برای ادامه حیات خود در روی زمین باشد برای ادامه حیات بشر می تواند دو راه را در پیش گیرد اول اینكه به دنبال راهی برای كنترل همجوشی هسته ای باشد و دوم اینكه بتواند از انرژی خورشید كه سرچشمه تمام انرژی های روی زمین است استفاده كند.

استفاده از انرژی خورشید سابقه تاریخی زیادی دارد البته این استفاده بیشتر محدود به انرژی گرمایی خورشید بوده است. در فصل دوم به طور مختصر در این رابطه مطالبی ارائه شده است.

در فصل سوم به طور مختصر در مورد ساختار ملكولی موادی بحث شده است كه در مبحث فتوولتائیك استفاده می شوند.

در فصل چهارم كاربردهای انرژی خورشیدی در دنیای امروز آورده شده است. مبحث های این فصل در مورد فعالیت هایی است كه در آنها از انرژی گرمایی خورشید استفاده
می شود.

در فصل پنجم مواردی كه در عملكرد یك سیستم خورشیدی مؤثر می باشند مثل تشعشع خورشید، درجه حرارت، رطوبت و حركت هوا اشاره و توضیح مختصری در رابطه با آنها آورده شده است.

فصل های ششم، هفتم، هشتم و نهم بیشتر به معرفی سلول های خورشیدی پرداخته شده است. اینكه سلول های خورشیدی چیست نیازهای یك سلول خورشیدی، این سلول ها چگونه ساخته می شوند و این كه سلول های خورشیدی چگونه كار می كنند در فصل دهم اجزای یك مدار فتوولتائیك روش انتخاب آنها و توضیحاتی در مورد آنها آورده شده است. صفحه های خورشیدی، باتری، تبدیل كننده، شارژ كنترلر، اجزای اصلی این مدار هستند در فصل یازدهم و دوازدهم دسته بندی سلول های PV و انواع مختلف این سیستم ها ارائه شده است در فصل سیزدهم عملكرد این اعضاء در شرایط متغییر توضیح داده شده است شرایط محیط و تابش خورشید بر روی عملكرد این سلول ها تأثیر زیادی دارد. در فصل بعدی در مورد متمركز كننده های نور خورشید و تأثیر استفاده از آنها بر روی صفحات خورشیدی آورده شده است.

در فصل های پانزدهم و شانزدهم در مورد صنعت PV و مطالعاتی كه در حال حاضر در روی این صفحات در حال انجام است اشاره شده است در فصل نوزدهم مثال هایی از كاربرد فتوولتائیك ها در دنیای امروز آورده شده است. بیشتر این فعالیت ها منحصر به مكان هایی می شود كه از شبكه برق دور هستند و آوردن شبكه برق محلی به این نقاط مقرون به صرفه نیست در فصل بیستم مقاله ای در مورد تحلیل استفاده از انرژی خورشیدی فتوولتائیك در یكی از شهرهای آمریكا آورده شده است كه مقرون به صرفه بودن این سیستم را برای استفاده بررسی می كند.

فصل آخر در مورد طراحی و ساخت یك سیستم PV برای تولید برق DC و AC است در این فصل محاسبات لازم برای طراحی با مشخصات دقیق اجزای مدار آورده شده است این كه این سیستم برای استفاده مقرون به صرفه است یا نه در فصل نتیجه گیری آورده شده است.

      فصل دوم

              نیروی خورشیدی در تاریخ

امروزه می‌دانیم كه سرچشمه غالب گوناگون شكل‌های گوناگون انرژی مورد استفاده ما انرژی خورشیدی است . منشأ سوخت‌های فسیلی ، جریان آب ، باد ، جزر و مد همگی از انرژی خورشیدی مایه می‌گیرند . سوخت‌های فسیلی روبه پایانند . استفاده از انرژی جریان‌اب و باد و مانند آنها نمی‌توانند تمام انرژی مصرفی جهان را تامین كنند . استفاده ازسوخت‌های هسته‌ای از طریق واكنش‌های شكافت مواد رادیواكتیو موجود در طبیعت مخاطراتی را در بردارد كه ادامه روز افزون آن به مصلحت انسان نیست و مهار واكنش همجوشی هسته‌ای هنوز امكان پذیر نشده است . انرژی پایان ناپذیری كه در اختیار داریم انرژی خورشیدی است . اما وسایلی كه تاكنون برای جمع‌اوری و استفاده از انرژی خورشیدی ساخته شه است هنوز برای ایجاد انرژی مصرفی ما كافی نیست و از طرف دیگر بسیار گران تمام می‌شود . با این وجود دانشمندان دو راه در پیش رو دارند : یكی كنترل واكنش‌های همجوشی هسته‌ای و دیگر یافتن راه های بهتر و ارزان‌تر از انرژی خورشیدی  .

 آن مقدار انرژی كه از خورشید به زمین می رسد بسیار زیاد است ، مقدار كل این انرژی كه در هر سال به صورت نور خورشید به زمین می‌رشد حدود 130 مرتبه بیشتر از مقدارانرژی موجود در زغال سنگ ، نفت ، و گاز همه دنیاست .

 رومی‌ها خانه‌های كوچك شیشه‌ای ساخته بودند كه می‌توانستند در درون آنها گیاهان را پرورش دهند . ممكن است هوای بیرون برای رشد گیاهان بسیار سرد باشد . اما اگر گرمای خورشید در درون این خانه‌های شیشه‌ای گیر بیفتد گیاهان به خوبی درون آنها رشد خواهند كرد . این ساختمان‌های شیشه‌ای خانه‌های سبز یا گل خانه می‌نامند . فرایندی كه در اثر آن شیشه یا ماده‌ای دیگر گرما را به صورت گفته شده گیر می‌اندازد اثر گلخانه‌ای نامیده می‌شود .

 یونانیان و چینیان باستان كشف كرده بودند كه پرتوهای بازتابیده نور خورشید از یك قطعه فلز صیقلی كاو متمركز می‌شوند و همه آنها در مركز یا كانون به هم می‌رسند. اولین آینه‌های خمیده‌ای كه  برای  این منظور مورد استفاده قرار گرفتند به شكل نیمكره بودند ، در حدود 230 سال پیش از میلاد ، ریاضی دان یونانی به نام دوسیتئوس نشان داد كه آینه‌ای به شكل سهموی برای بازتاباندن پرتوها به یك نقطه بهتر عمل می‌كند . نورخورشید بازتابیده از سطح درونی یك سهموری در یك كانون به هم می رسند و دما در این نقطه بسیار زیاد خواهد بود . چنین آینه هایی كوره‌های خورشیدی نامیده می‌شوند .