تحقیق در مورد سلول خورشیدی یا سلول فوتوولتاییک

اختصاصی از فایلکو تحقیق در مورد سلول خورشیدی یا سلول فوتوولتاییک دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*

فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)

تعداد صفحه93

فهرست مطالب

1. 1 مقدمه :
2. 3 مواد تشکیل دهنده سلول خورشیدی :‌
3. 4 مدل مداری سلول خورشیدی :
4. 6 توان تولیدی پنل فتو ولتاییک:
5. 9 جریان بر پایه ماکزیمم توان به دست آمده : (CMPPT)

1. 2 کلیاتی درباره انرژی باد:
2. 3تاریخچه استفاده از انرژی باد:
3. 4 منشا باد:
4. 5 بهره‌ برداری از برق بادی :
5. 9 زیر سیستم تبدیل انرژی بادی WECS)) :
6. 11 کنترلر زوایه گام :[1]
7. پیل سوختی :
8. 1 مقدمه:
9. 2 مزایای پیل سوختی :
10. 3 معایب پیل سوختی
11. پیل سوختی کربنات مذاب (MCFC):
12. پیل سوختی الکالاین (AFC):
13. 5 واکنشهاِی شیمیایی یک پیل سوختی PEM
14. 6 مشکلات موجود در راه توسعه پیلهاِی سوختی:

انرژی که از طریق خورشید به زمین می‌رسد ۱۰۰۰۰ بار بیشتر از انرژی مورد نیاز انسان است ..مصرف انرژی در سال ۲۰۵۰ یعنی سال ۱۴۲۹ ه. شی (۴۰ سال دیگر) ۵۰ تا ۳۰۰ درصد بیشتر از مصرف امروزی آن خواهد بود. با اینحال اگر فقط ۰٫۱ درصد از سطح زمین با مبدلهای انرژی خورشیدی پوشیده شوند و تنها ۱۰ ٪ بازده داشته باشند برای تأمین انرژی مورد نیاز بشر کافی است .

در مرکز خورشید هر ثانیه ۷۰۰ تن هیدروژن به انرژی تبدیل می‌شود ( به صورت فوتون یا نوترینو) و دمای خورشید در مرکز آن ۱۵ میلیون و در سطح آن ۶ میلیون درجه سانتیگراد است. انرژی تولید شده در سطح خورشید بعد از ۸ دقیقه به سطح زمین می‌رسد. نور خورشید که به زمین می‌رسد شامل طول موجهای زیر است:۴۷ درصد زیر قرمز  ,۴۶ درصدنور مرئی , ۷ درصد فرا بنفش.از این رو سلولهای خورشیدی در ناحیه زیر قرمز  و نور مرئی کار می کنند.

سلول خورشیدی یا سلول فوتوولتاییک ابزاری است که انرژی خورشید را تحت اثر فتو ولتاییک به الکتریسیته مبدل می‌کند. فن آوری فتو ولتاییک شاخه‌ای از فن‌آوری است که به کاربرد سلول‌های خورشیدی می‌پردازد. گاهی اصطلاح «سلول خورشیدی» تنها برای ابزارهایی به کار می‌رود که مختص تبدیل انرژی نور خورشید هستند، در حالی که عبارت «سلول فوتوولتاییک» به صورتی عام‌تر به کار می‌رود. سازه‌ای که از کنار هم چیدن سلول‌های خورشیدی به دست می‌آید را واحد خورشیدی گویند که خود این سازه‌ها را می‌توان به هم متصل ساخت تا آرایه فتو ولتاییک به دست آید.

سلول‌های خورشیدی کاربرد بسیاری دارند. سلول‌های تکی برای فراهم کردن توان لازم دستگاه‌های کوچک‌تر مانند ماشن حساب الکترونیکی به کار می‌روند. آرایه‌های فوتوولتاییک الکتریسیتهٔ بازیافت‌شدنی‌ای را تولید می‌کنند که عمدتاً در موارد عدم وجود سیستم انتقال و توزیع الکتریکی کاربرد دارد. برای مثال می‌توان به محل‌های دور از دسترس، ماهواره های مدار گرد، کاوشگر فضایی و ساختمان‌های مخابرات دور از دسترس اشاره کرد. علاوه بر این استفاده از این نوع انرژی امروزه در محل‌هایی که شبکهٔ توزیع هم موجود است مرسوم شده‌است.

امروزه انسان با پیشرفت‌هایی که در زمینه‌های مختلف کرده، نیازی روز افزون به انرژی پیدا کرده و این امر او را بر آن داشت تا با روشهای گوناگون انرژی مورد نیاز خود را کسب کند. یکی از این روش‌ها که طی ۲۰ سال اخیر، انسان از آن استفاده می‌کند، استفاده از باتری‌های خورشیدی است. خورشید در هر ثانیه حدود ۱۰۰۰ ژول انرژی به هر متر مربع از سطح زمین منتقل می‌کند که با جمع‌آوری کردن آن می‌توان انرژی مورد نیاز برای کارهای مختلفی را تأمین کرد.

1. 2 ساختار سلول خورشیدی :

سلول خورشیدی عبارت است از قطعات نیمه رسانایی که انرژی تابشی خورشید را به انرژی الکتریکی تبدیل میکند.رسانندگی این مواد به طور کلی به دما , روشنایی , میدان مغناطیسی و مقدار دقیق ناخالصی های موجود در نیمه رسانا بستگی دارد.

با اتصال یک نیمه هادی  نوع p به یک نیمه هادی نوع  n، الکترون  از ناحیه n به ناحیه  p  و حفره از ناحیه p به ناحیه n منتقل می‌شوند. با انتقال هر الکترون به ناحیه  p، یک یون مثبت در ناحیه n و با انتقال هر حفره به ناحیه  n ، یک یون منفی در ناحیه p باقی می ماند. یون‌های مثبت ومنفی میدان الکتریکی داخلی ایجاد می‌کنند که جهت آن از ناحیه n به ناحیه p است. این میدان با انتقال بیشتر بارها (الکترون‌ها و حفره‌ها)، قوی تر و قوی تر شده تا جایی که انتقال خالص باربرها به صفر می‌رسد. در این شرایط ترازهای انرژی این  دو ناحیه با یکدیگر هم سطح شده‌اند و تشکیل یک میدان الکتریکی داخلی را میدهند. اگر در چنین شرایطی، نور خورشید به این پیوند بتابد، فوتون‌هایی که انرژی آنها از انرژی شکاف نیمه هادی بیشتر است، زوج الکترون-حفره تولید کرده و زوج‌هایی که در ناحیه تهی یا حوالی آن تولید شده‌اند شانس زیادی دارند که قبل از بازترکیب، توسط میدان داخلی پیوند از هم جدا شوند. میدان الکتریکی، الکترون‌ها را به ناحیه n و حفره‌ها را به ناحیه p سوق می‌دهد. به این ترتیب تراکم بار منفی در ناحیه n و تراکم بار مثبت در ناحیه p زیاد می‌شود. این تراکم بار، به شکل ولتاژی در دو سر پیوند قابل اندازه گیری است. اگر دو سر پیوند با یک سیم، به یکدیگر اتصال کوتاه شود، الکترون‌های اضافی ناحیه n، از

[1] .pitch angle controller

انرژی خورشیدی ،صفحات فوتوولتاییک و نیروگاه خورشیدی

اختصاصی از فایلکو انرژی خورشیدی ،صفحات فوتوولتاییک و نیروگاه خورشیدی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

خورشید کره ای به قطرتقریبی 1.39*106 کیلومترویباشدکه درفاصله متوسط 1.49*108 کیلومتری زمین قرارگرفته است.این کره که عمدتاازهیدروژن تشکیل شده است و یک 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    576 کلوین میباشد در حالی که دمای قسمت های داخلی آن حدود 8*106       تا  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 فضاباز میگردد حدود%42 ازآن پس ازرسیدن به سطح زمین بطور مستقیم دردریاها وخشکی هاتبدیل به گرما وحدود %24از آن صرف چرخه تبخیر وباران کره زمین وایجاد 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 .چگالی توان خورشیدی درسطح زمین به عواملی نظیر عرض جغرافیایی محل ارتفاع محل از سطح در یا فصل واوقات مختلف روز،ابری یاغیرابری بودن آسمان بستگی دارد وبسیار متغیر است.

صفحات فوتوولتاییک:

سلول خورشیدی عبارت از قطعات نیمه رسانایی هستندکه انرژی تابشی خورشید رابه انرژی الکتریکی تبدیل میکنند.رسانندگی این موادبه طور کلی به دما،روشنایی ,میدان مغناطیسی و مقدار دقیق ناخالصی موجود در نیمه رسانابستگی دارد.یک سلول خورشیدی از جنس سیلیکن ،ولتاژی بین 5.0 تا 6.0 ولت تولید میکندو به همین دلیل تعدادزیادی از سلول هارادر یک ماژول خورشیدی به صورت سری متصل می کنند تاسطح ولتاژ بیشتری حاصل شود.

سلول خورشیدی که عنصر اصلی تشکیل دهنده یک آرایه فتوولتائیک است از یک پیوند نیمه هادی n-p از جنس سیلیکن ساخته می شود. برخورد فوتون های نور خورشید به سلول خورشیدی سبب تولید الکترون در نیمه هادی گشته و با اتصال بار الکتریکی ، جریان الکتریکی جاری می شود.

نیروگاه خورشیدی:

تأسیساتی که بااستفاده ازآنهاانرژی جذب شده حرارتی خورشید به الکتریسیته تبدیل می‌شود نیروگاه حرارتی خورشیدی نامیده می‌شوداین تأسیسات بر اساس انواع متمرکز کننده‌های موجود و بر حسب اشکال هندسی متمرکز کننده‌ها به سه دسته تقسیم می‌شوند:

• نیروگاههایی که گیرنده آنهاآینه‌های سهموی ناودانی هستند.
• نیروگاه‌هایی که گیرنده آنها در یک برج قرار داردو نور خورشید توسط آینه‌های بزرگی به نام هلیوستات به آن منعکس می‌شود.(دریافت کننده مرکزی)
• نیروگاه‌هایی که گیرنده آنها بشقابی سهموی (دیش) می‌باشد.

فهرستها

فهرست مطالب:

عنوان                                          صفحه                                                                   

فصل اول:انرژی خورشیدی                                                                                                            

1-1 مقدمه..............................................14

1-2 تاریخچه.............................................17

1- 3 تعاریف.............................................18

1-3-1 انرژی جنبشی..............................................19

2-3-2 انرژِی پتانسیل............................................21

3-3-1اصل بقای جرم وانرژی.............................................23

1-4 منبع انرژی خورشیدی............................................26

1-5 ویژگی انرزی خورشیدی............................................26

1-6 نیازهاومحدودیت های انرژی خورشیدی............................................27

1-7 کاربردهای انرژی خورشیدی............................................30

1-7-1 سیستم‌های فتوبیولوژیک........................................32

2-7-1   سیستمهای فتوشیمیایی.........................................32

3-7-1 سیستم‌های فتوولتائیک.........................................32

4-7-1 سیستمهای حرارتی وبرودتی............................................32

1-8 موقعیت ایران ازنظردریافت انرژی خورشیدی............................................37

فصل دوم:صفحات فوتوولتاییک

2- 1  مقدمه..............................................39

1-1-2 استفاده از الکتریسیته PV در کشورهای در حال توسعه..............................................40

2-1-2 طبیعت و مهیا بودن تابش خورشیدی............................................40

3-1-2 سلول PV ، ماژولهاوآرایه‌ها.....................................41

4-1-2 سیستمهای PV خورشیدی............................................41

2-2 سلول خورشیدی............................................43

2-3  مبانی فیزیکی سلول خورشیدی............................................46

2-4 مواد تشکیل دهنده سلول های خورشیدی............................................50

2-5 استفاده ازنانولوله‌های کربنی درساخت پیل‌های خورشیدی............................................51

2-6 پدیده فوتوولتایک.........................................52

2-7 سیستم فوتوولتاییک........................................56

2-8 اصول کار پنل های فوتوولتایک..........................................60

2-9 مراحل طراحی سیستمهای فوتوولتاییک........................................62

2-10 مشخصات الکتریکی صفحات فوتوولتاییک درشرایط استاندارد......................................... .62

1-10-2 مشخصه توان دوآرایه متحرک و ثابت درطول روز................................................63

2-11 روش های استفاده از سیستم های فوتوولتاییک........................................70

2-11-1  سیستم های متصل به شبکه سراسری (GridConnected)........................................70    

2-11-2  سیستم های مستقل ازشبکهStand Alone ))..................................................71

12-2کاربردصفحات فوتوولتایک.........................................72

1-12-2 فتوولتاییک های یکپارچه ساختمان............................................72

2-12-2  صفحات نمای ساختمان............................................74

3-12-2 نماهای نیمه شفاف...............................................77

4-12-2 سیستمهای سایبان.............................................78

5-12-2 مصالح بام................................................79

6-12-2  نورگیرها...........................................81

2- 13 میزان تولید انرژی الکتریکی توسط سیستم فوتوولتاییک........................................82

   1-13-2بهره برداری ازسیستم های فتوولتائی برای استفاده ازانرژی

خورشیدی درسطح جهان...............................................83

2-14 افزایش توان خروجی پنل های خورشیدی............................................87

2-   15تاثیرزاویه تابش برمیزان تولیدانرژی.........................................88

2-16 تاثیرزاویه کلکتور برمیزان جذب انرژی..............................................90

2-17 آسیب پذیری پنل های خورشیدی............................................94

2-18 دلایل توجه به سیستمهای فوتوولتاییک........................................95

2- 19 برآورد هزینه سیستمهای خورشیدی............................................95

2-20 آلودگی ناشی ازساخت سلول خورشیدی............................................97

2-21 مجموعه ای ازپرسش وپا سخ های متداول درمورد

صفحات فوتوولتاییک........................................99

2- 22 باد بان خورشیدی...........................................130

1-22-2 اجزای باد بان خورشیدی...........................................131

2-22-2 سفرفضایی با به کار گیری ازنورخورشید.......................................132

2- 23 دودکش خورشیدی...........................................134

1-23-2اصول کار...............................................136

2-22-2 توان خروجی.............................................137

3-23-2 ذخیره‌سازی..........................................140

   4-23-2 برج...............................................141

5-23-2 توربین‌ها...........................................141

6-22-2 مدل آزمایشی ..................................................142

7-22-2 تحولات آینده ..................................................144

   8-22-2 نتیجه‌گیری..........................................145

فصل سوم : نیروگاه های خورشیدی

3-1 انواع نیروگا ههای خورشیدی...........................................148

3-2 محاسبه ابعاد نیروگاههای فتوولتایی.........................................149

3-3 کوره خورشیدی...........................................158

3-4    طول عمرمولد های خورشیدی...........................................159

5-3   مزیت نسبی سیستم های مولد خورشیدی.......................................... 160

6-3 سیستم های( پکیج ) مستقل تامین برق خورشیدی...........................................161

7-3لیست شرکتهای تولیدکننده آبگرمکن وحمام خورشیدی...........................................162    

3-8 منابع ومآخذوسایت های مرتبط.............................................164