تولید پراکنده (DG)

کنترل ولتاژ در شبکه های توزیع با حضور منابع تولید پراکنده (DG)                                                         DOWNLOAD


تاثیر تولید پراکنده بر پایداری ولتاژ                                                         DOWNLOAD


تاثیر تولید پراکنده در بهبود شبکه برق                                                         DOWNLOAD


تولید پراکنده                                                         DOWNLOAD


برسی سیستمهای تولید پراکنده                                                         DOWNLOAD

ولید پراکنده، تولید نامتمرکز، انرژی نامتمرکز یا انرژی پراکنده که در زبان انگلیسی به اختصار (DG) نامیده می‌شود که مخفف (Distributed Generation) است به تولید برق از منابع کوچک انرژی گفته می‌شود.

تولید پراکنده به مواردی اطلاق می‌شود که برق در همان محل مصرف یا در نزدیکی محل مصرف تولید می‌شود. تولید پراکنده نیروگاههای مقیاس کوچکی هستند که ظرفیت حداکثری تولید آنها ۲۵ مگاوات می‌باشد. تولید پراکنده به آن دلیل به وجود آمد که در برخی از نقاط افت جریان و ولتاژ مشاهده می‌شد. این طرح جهت پرکردن این نقایص مطرح شد.

تولید پراکنده به دو دسته تولید همزمان برق و حرارت و نیز برق، سرما و حرارت (CCHP) که مخفف Combined Cooling Heat and Power تقسیم می‌شود. منظور از تولید همزمان، تولید برق در کنار صور دیگر انرژی و استفاده از همه موارد به طور همزمان است.

مولد تولید همزمان مولدی است که اتلاف حرارت آن مستقیما مورد استفاده قرار گرفته یا برای تولید آب گرم، بخار یا کاربردهای دیگر بازیافت می‌شود.

از مزایای مهم تولید همزمان این است که بازده الکتریکی مؤثر آن بیش از ۱٫۵ برابر بازده نیروگاه‌های حرارتی است.^[۱]

در حال حاضر، کشورهای صنعتی بیشتر برق خود را در تاسیسات بزرگ متمرکز مثل سوخت فسیلی (زغال سنگ، گاز)، هسته‌ای یا برق‌آبی تولید می‌کنند. این نیروگاه‌ها هزینه‌ها را به خوبی کاهش می‌دهند، اما برق را معمولاً به مسافت‌های دور منتقل می‌کنند و محیط زیست را تحت تاثیر قرار می‌دهند.

تولید پراکنده روش دیگر است. این روش حجم تلفات انرژی در برق منتقل شده را کم می‌کند زیرا برق بسیار نزدیک جایی که در آن مصرف می‌شود، یا حتی در همان ساختمان، تولید می‌شود. این کار اندازه و تعداد خطوط قدرتی که باید ساخته شوند را کم می‌کند.

تاریخچه

تولید پراکنده اگرچه مفهومی نوین در ادبیات اقتصادی صنعت برق است ولی ماهیت واقعی آن چندان جدید نیست. در روزهای نخستین تولید برق، تولید پراکنده یک اصل فراگیر بود، به این گونه که اولین نیروگاه‌های برق تنها مشترکان نزدیک و همسایه خود را تغذیه می‌کردند. با توجه به این‌که شبکه‌های جریان مستقیم اولین شبکه‌های برق بودند به منظور ایجاد تعادل بین تولید و مصرف از منابع ذخیره موجود در محل مانند باتری‌ها استفاده می‌شد. بعدها و بر اثر پیشرفت فناوری (مانند به وجود آمدن شبکه‌های جریان متناوب) این امکان پیدا شد که برق در مسافت‌های طولانی انتقال پیدا کند.^[۲]

اندک اندک سیستم‌های عظیم الکتریکی شامل نیروگاه هاو شبکه‌های بزرگ انتقال و توزیع به وجود آمد. تعادل بین تولید و مصرف از طریق میانگین اثر تعداد زیادی از بارهای لحظه‌ای انجام شد و امنیت این شبکه‌های بزرگ افزایش پیدا کرد به این صورت که در صورت وقوع خطا و از مدار خارج شدن یکی از منابع، دیگر منابع موجود به شبکه وظیفه جبران تولید را بر عهده می‌گرفتند.^[۲]

در دهه‌های اخیر، پیشرفت‌های فناوری، تغییرات اقتصادی و مقررات زیست‌محیطی سبب شده که نسبت به مفهوم تولید پراکنده علاقه‌مندیهای فراوانی به وجود آید. آژانس بین‌المللی انرژی در سال ۲۰۰۲ اعلام کرد که این ۵ عامل اساسی در فراگیر شدن مفهوم تولید پراکنده نقش داشته است: توسعه فناوریهای تولید پراکنده، محدودیت در ساخت خطوط انتقال، افزایش تقاضای انرژی پایدار از سوی مشترکان، خصوصی سازی بازار برق و نگرانی‌های تغییرات آب‌وهوا^[۲]

تاثیر انرژی خورشیدی در کاهش هزینه

Reduce energy costs with efficient solar power                                      DOWNLOAD


Future renewable energy costs solar photovoltaic                                  DOWNLOAD

انرژی خورشیدی وسیع‌ترین منبع انرژی در جهان است. انرژی که از جانب خورشید در هر ساعت به زمین می‌تابد، بیش از کل انرژی است که ساکنان زمین در طول یک سال مصرف می‌کنند.

برای بهره‌گیری از این منبع باید راهی جست تا انرژی پراکنده آن با بازده بالا و هزینه کم به انرژی قابل مصرف الکتریکی تبدیل شود. با توجه به محدودیت منابع سوخت فسیلی و زیانبار بودن استفاده غیراصولی اینگونه سوخت‌ها برای سلامت محیط‌زیست، پژوهش‌ها و کاربردهای انرژی‌های تجدیدپذیر در مجامع صنعتی و علمی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار شده است. در این میان انرژی خورشید با توجه به اینکه کاملا پاک و عاری از هرگونه آلودگی بوده و به عنوان منبع انرژی ارزان شناخته شده، اهمیت بیشتری پیدا می‌کند. ایران در بین مدارهای ۲۵ تا ۴۰ درجه عرض شمالی قرار گرفته و در منطقه‌ای واقع شده که به لحاظ دریافت انرژی خورشیدی در بین نقاط جهان در بالاترین رده‌ها قرار دارد. میزان تابش انرژی خورشیدی در ایران بین ۱۸۰۰ تا ۲۲۰۰ کیلووات ساعت بر مترمربع در سال تخمین‌زده شده که البته بالاتر از میزان متوسط جهانی است. در ایران به‌طور متوسط سالانه بیش از ۲۸۰ روز آفتابی گزارش شده که بسیار قابل توجه است. هزینه احداث ۱۶۰۰ مگاوات نیروگاه سیکل ترکیبی و شبکه مورد نیاز آن افزون‌بر ۶۴۵۰میلیارد تومان است که سالانه ۸۵۰میلیارد تومان آن متعلق به هزینه سوخت بدون احتساب هزینه راهبری است در صورتی که هزینه احداث نیروگاه خورشیدی با همان توان ۶۰۰۰میلیارد تومان است. مقایسه دو عدد ۶۰۰۰ و ۶۴۵۰میلیارد تومان حاکی از آن است که از نظر اقتصاد ملی، مولد خورشیدی در همان سال نخست ارزان‌تر از نیروگاه حرارتی متمرکز است.

درحال حاضر بسیاری از خانه هایی که از انرژی خورشیدی استفاده می کنند وسائل خود را تلفیقی از انرژی سنتی و انرژی خورشیدی تهیه می کنند اما تا چندسال آینده انرژی خورشیدی به عنوان پاکترین انرژی دنیا به منبع گریزناپذیر انرژی تبدیل می شود.

به گزارش خبرگزاری مهر، وقتی اکثر مردم خانه های مجهز به انرژی خورشیدی را مدنظر قرار می دهند اکثرا تصور می کنند که این خانه ها کابینهای چوبی هستند که بدون انرژی برق و الکتریسیته به سر می برند، یا به صفحات بزرگ و زشتی روی سقف خانه ها و وسایل الکتریکی کم مصرف فکر می کنند و حتی برخی تصور می کنند که این ساکنان خانه ها بدون صفحات نمایش بزرگ و یخچال زندگی می کنند اما هیچ کدام از این تصاویر انعکاس دهنده قابلیتهای انرژی خورشیدی امروز نیست. امروز حتی می توان با اتکا به چنین انرژی در دورافتاده ترین روستاها مجهزترین خانه ها را داشت.

فناوری انرژی خورشیدی امروزه موثرتر و کم هزینه تر شده است. اما هنوز هم از نظر اقتصادی گرانقیمت تر از انرژی سنتی است اما در یک نقطه سرانجام هزینه های این دو جا به جا می شوند و انرژی خورشیدی به صرفه تر خواهد بود و در آن زمان است که این صنعت آماده می شود و تقاضا برای برخورداری از آن به شدت افزایش می یابد.

بسیاری از خانه های امروز با صفحات خورشیدی روی سقف ساخته می شوند، صفحاتی که نسبت به گذشته کمتر به چشم می خوردند، صفحات خورشیدی امروز می توانند انرژی بیشتری را منتقل کرده و فضای کمتری را اشغال کنند و در داخل فضای منزل نیز تمام ابزارهای الکترونیکی سنتی وجود دارد، برخی از صاحبان این خانه ها با تلفیق انرژی سنتی و انرژی خورشیدی می توانند به نحو چشمگیری از هزینه های مصرف برق خود بکاهند بدون اینکه مصرف وسائل خود را محدود کرده باشند. حتی این امکان وجود دارد که صاحبان خانه ها به قدر کافی انرژی خورشیدی تولید کنند که آن را به فروش برسانند.

کشورهایی که از خانه های خورشیدی بیشترین استفاده را می برند

نصب یک صفحه خورشیدی روی سقف خانه چندان هم هزینه بر نیست در ایالات متحده 15 ایالت از صندوق مزایای عمومی استفاده می کنند تا سوبسیدی برای برنامه انرژی قابل تجدید فراهم کنند و 24 ایالت دیگر قسمتی از هزینه های افرادی که این صفحات را سقف خانه های خود نصب می کنند، جبران می کند.

بسیاری از خانه های ایالت گجرات درهندوستان که از نظر اقتصادی و فرهنگی از بسیاری از ایالات این کشور عقب مانده است از انرژی خورشیدی برای روشنایی استفاده می کنند. این ایالت با داشتن 16 هزار خانه ای که از انرژی خورشیدی استفاده می کنند به عنوان قطب انرژی خورشید هندوستان لقب گرفته است.

دولت ژاپن پیشتر اعلام کرده بود که قصد دارد تا سال 2030 به عنوان بخشی از تلاشهای خود برای مبارزه با گرمایش زمین 30 درصد خانه های این کشور را به صفحات خورشیدی مجهز کند. مقامات این کشور همچنین اخیرا اعلام کرده اند که کمکهایی را در اختیار افرادی می گذارند که این صفحات را به منظور استفاده از انرژی خورشیدی روی خانه خود نصب کنند.

در ایران نیز محققان کشور اولین ساختمان خورشیدی مجهز به لامپهای خورشیدی، ایستگاه اکسیژن و سیستمهای گرمایشی و سرمایشی ویژه را ساخته اند. در ساختمان احداث شده سعی شده تا به جای ساخت سازه هایی که مرکز هزینه انرژی هستند، ساختمانهایی برای منبع تامین انرژی طراحی شود، از این رو در طراحی این ساختمان استفاده از نور به صورت موضعی، گرم کردن و سرد کردن ساختمان به صورت موضعی و تغییر رفتار مصرف کننده از جمله عناصر مهم در طراحی این ساختمان بوده است.اما در این میان توجه به نکاتی چون چگونگی کارکرد صفحات خورشید، تأثیر این صفحات و میزان نور خورشید حائز اهمیت است.

 

تأثیرگذاری صفحات خورشیدی

سیستمهای صفحه خورشیدی می تواند تحت شرایط ایده آل به قدری الکتریسیته تولید کند که هم انرژی روشنایی داخل خانه و هم لوازم الکتریکی داخل خانه فعال شده و از سوی دیگر سیستم گرمایشی و سرمایشی آن نیز از همین انرژی بهره ببرد. این درحالی است که میزان تأثیر گذاری صفحات خورشیدی به موقعیت خانه نیز بستگی دارد. صفحات خورشیدی باید در طرفی از خانه نصب شود که در معرض بیشترین میزان تابش باشد. در شرایط جوی جنوبی این صفحات رو به شمال و در آب و هوای شمالی این صفحات رو به جنوب ساخته می شود.

اگرچه موقعیت قرارگیری خانه به شکلی نباشد که شش ساعت در طول روز در معرض تابش خورشید قرار نداشته باشد، این خانه انرژی خورشیدی کافی نخواهد داشت. علاوه بر این، خورشید در برخی مناطق قویتر از مناطق دیگر است. برای مثال یک خانه در شهر ورمونت به تعداد صفحات خورشیدی بیشتری در مقایسه با یک خانه در نوادا یا آریزونا نیاز دارد.

تأثیرات منفی و مثبت انرژی خورشیدی در منازل

انرژی خورشیدی از این ظرفیت بالقوه برخوردار است تا شیوه گرفتن انرژی در جهان را متحول کند. برای مثال انرژی خورشیدی 260 کیلومتر مربع در جنوب غربی آمریکا می تواند برای تأمین انرژی کل این کشور کافی باشد. درحالی که انرژی خورشیدی در میان پاکترین اشکال انرژی محسوب می شود اما با این حال طرحهای توسعه مزارع تولید انرژی خورشید در مقیاسهای وسیع نگرانهایی را درباره تأثیرات بالقوه زیست محیطی برانگیخته است.

سوخت فسیلی منبع شماره یک انتشار دی اکسید کربن است. گاهی از انرژی خورشید به عنوان انتشار صفر یا شکل بدون انتشار انرژی یاد می کند و در حقیقت نیز انتشار گازهای گلخانه ای از انرژی خورشید قابل چشم پوشی است. این درحالی است که ساخت تأسیسات بزرگ تولید انرژی خورشید مستلزم انتشار گازهای گلخانه ای است.

تولید انرژی فرآیندی برای صرفه جویی در مصرف آب است. در آمریکا تولید انرِژی بیش از 40 درصد آب شیرین روزانه را مصرف می کند. سیستمهای فتوولتائیک خورشیدی به هیچگونه آبی برای تولید انرژی نیاز ندارند. برخی از سیستمهای حرارتی خورشیدی از آب استفاده می کنند اما از آن می توان دوباره استفاده کرد.

سیستم تولید انرژی اگر روی ساختارهای موجود یعنی روی سقف خانه ها یا دفاتر اداری قرار گیرد به میزان اندکی فضا نیاز دارد اما نیروگاه های تولید انرژی در میزان گسترده به زمینهای وسیعی نیاز دارند تا بتوان در مقیاس صنعتی و تجاری نیروی الکتریسیته تولید کرد که این امر نگرانهایی را درباره تأثیر بالقوه چنین پروژه هایی روی ساکنان طبیعی می گذارد. سازمان حفظ محیطی زیست آمریکا روی این پروژه کار می کند تا پروژه های این انرژی قابل تجدید را روی زمینهای آلوده و معادن بنا کند.

همچنین صفحات فتوولتائیک ممکن است دربرگیرنده مواد خطرناکی باشد که در صورت رسیدن آسیب به این صفحات آزاد می شوند.

انرژی خورشید برای تجهیزات زندگی

محصولات متنوعی خانگی که می توانند انژری خود را از خورشید تأمین کنند در اختیار افرادی قرار دارد که می خواهند مصرف خود را کاهش دهند. جایگزین وسائل خانه با نسخه های خورشیدی راهی برای درپیش گرفتن زندگی سبزی است که هم هزینه های الکتریسیته را کاهش می دهد و هم اثرات کربنی را به حداقل می رساند. ممکن است ابزارهای انرژی خورشیدی داخل خانه در مرحله خرید قیمتهایی بیشتر از همتایان برقی خود داشته باشند اما کاهش هزینه ها در آینده این هزینه ها را کاهش می دهد.

 

سلول های فتوولتائیک متمرکز CPV (Concentrating PV)

 

PV FAQs                                                                                                          DOWNLOAD


Concentrating photovoltaic (CPV)                                                                        DOWNLOAD


Concentrating Photovoltaic Systems                                                                     DOWNLOAD


CURRENT STATUS OF CONCENTRATOR PHOTOVOLTAIC (CPV) TECHNOLOGY         DOWNLOAD


Utility-Scale Concentrating Solar Power and Photovoltaics Projects ...                       DOWNLOAD

در این تكنولوژی به جای افزودن و گستردن صفحات گران قیمت فتوولتائیك جهت دریافت انرژی بیشتر از تابش  خورشید، انرژی تابشی دریافتی در یك سطح بزرگتر، با استفاده از صفحات متمركز كننده اپتیكی بر روی سلولها متمركز شده و بدین ترتیب میزان تابش بسیار بیشتری بر روی هر سانتیمتر مربع از سطح سلول متمركز می گردد. با توجه به كاهش چشمگیر سطح صفحات فتوولتائیك مورد نیاز در این روش جهت تولید هر یك وات از توان الكتریكی، معمولا از سلولهای فتوولتائیك گرانتر موسوم به Triple Junction   كه دارای راندمان تبدیل انرژی بسیار بالاتری نسبت به سلولهای عادی هستند استفاده بعمل می‌آید. سلولهایTriple Junction دارای تكنولوژی بسیار بالایی بوده و تاكنون صرفا در كاربردهای فضایی مورد استفاده قرار می گرفته اند.

 

مزایا:

1. كاهش نیاز به زمین جهت نصب پانل ها به نحوی كه به ازاء هر 1MWتوان خروجی در حدود تنها 6 هكتار زمین كفایت خواهد كرد.
2. افزایش راندمان مجموع تبدیل نور به انرژی الكتریكی به حدود 30 درصد.
3. آسانی ارتقاء توان خروجی هر یك از دیش‌ها به نسخه با توان بالاتر تنها با تعویض ماژول CPV در صورتی كه در انواع پانلی، كل پانلها باید تعویض گردند .

معایب:

1. گرانتر بودن این نوع از سلولها.
2. فناوری  CPV نویدبخش آینده روشنی در تاسیس نیروگاههای خورشیدی با توان بالا و در مقیاس كوچك خواهد بود.

زمین کردن پنل های خورشیدی

Ground Fault Protection Photovoltaic Systems                                          DOWNLOAD


GROUND-FAULT PROTECTION FOR SOLAR APPLICATIONS                         DOWNLOAD


Grounding and Bonding                                                                         DOWNLOAD


PV Systems.Should They Be Grounded                                                    DOWNLOAD

زمین كردن ازجنبه های گوناگون ایمنی وحفاظتی دارای اهمیت فراوان میباشد. به منظور حفاظت افراد و دستگاهها، استفاده از سیستم ارت و زمین كردن تجهیزات مطابق روش های استاندارد و مورد تائید كارفرما ضروری است. براساس استاندارد،بایدبه گونه ای،طراحی شودكه باعث ایجاداضافه ولتاژی فراترازمقدارنامی تجهیزات متصل شده به شبكه برق نشود و همچنین نباید موجب اختلال درهماهنگی حفاظت خطای زمین درشبكه برق گردد. سیم نول باید AC - برای آرایشی از صفحات فتوولتائیك اگر ماكزیمم ولتاژ سیستم بیشتر از 50 ولت است، در سمت زمین شود. مقاومت سیستم زمین كمتر از 2 اهم باشد و به تائید دستگاه اجرایی برسد.

- تمام سطوح فلزی بی حفاظ كه می تواند برق دار باشد، باید ازطریق هادی و یا ارتباطات مكانیكی كه وظیفه زمین كردن تجهیزات را دارند، زمین شوند.

- هادی زمین در سمت پانلها و در سمت مدار خروجی، باید حداقل ظرفیت عبور جریانی معادل  25/1برابر جریان اتصال كوتاه پانلها را داشته باشد.
- طراحی سیستم زمین مناسب و استاندارد، در هر محل می بایست توسط پیمانكار محاسبه و پس از تائید كارفرما اجرا گردد.
1 - اجزاء موجود در استراكچر باید از لحاظ الكتریكی به هم متصل بوده و در نهایت استراكچر باید به سیستم زمین متصل گردد.
- استراكچر می بایست حداقل از 2 نقطه به شینه اصلی سیستم زمین متصل باشد .
- الكترود ها و یا صفحه سیستم زمین باید به گونه ای باشد تا امكان بازرسی و بازدید از شرایط موجود آن امكان پذیر باشد ( سازه های بتنی كه در بالای چاه ها و الكترودها احداث می گردد). در احداث سیستم زمین نیز می بایست از تجهیزاتی استفاده نمود كه غیر خورنده باشند.

 

 

ایستگاه شارژ خودرو های خورشیدی

Electric Vehicle Charging & Solar                                                               DOWNLOAD


Commercial Electric Vehicle Charging Station Installations                             DOWNLOAD


EV Project - Solar-Assisted Charging Demo                                                DOWNLOAD


electric-vehicle-charging-station-guidebook                                               DOWNLOAD


The Solar Powered, Electric Vehicle Charging Station                               DOWNLOAD


Report-Solar-Assisted Electric Vehicle Charging Stations                            DOWNLOAD

جایگاه شارژ خودروی برقی یکی از عناصر زیرساخت است که انرژی الکتریکی مورد نیاز برای بازشارژ کردن وسائل نقلیه برقی اعم از خودروی برقی و دوگانه‌سوز را تامین می‌کند. با توجه به گسترش روزافزون استفاده از وسائل نقلیه برقی، نیاز به جایگاه‌های شارژ در دسترس همگان و پراکنده در همه جا بیش از پیش احساس می‌شود.
بسیاری از جایگاه‌های شارژ در خیابان‌ها توسط شرکت‌های توزیع تجهیز و راه‌اندازی شده‌اند و جایگاه‌های موجود در مراکز خرید را شرکت‌های خصوصی مدیریت می‌کنند. جایگاه‌های شارژ عمومی عموماً از روش‌های شارژ جریان متناوب نوع دوم یا شارژ سریع جریان مستقیم استفاده می‌کنند.

خودروهای تسلا که از شاخص ترین خودروهای الکتریکی دنیا محسوب می شوند، به عنوان یکی از برترین خودروهای سازگار با محیط زیست نیز محسوب می شوند. این شرکت برنامه دارد که از انرژی های آینده برای محصولات خود استفاده کند.

ما فقط در مورد انرژی الکتریکی صحبت نمی کنیم. ایلان ماسک در توییت اخیر خود اعلام کرد که به زودی تمامی ایستگاه های شارژ خودروهای تسلا برای شارژ شدن، از انرژی خورشیدی استفاده خواهند کرد. حقیقت این اتفاق این است که وابستگی انرژی مصرفی این خودروها حتی بصورت غیرمستقیم نیز از منابع گازی و نفتی بصورت کامل جدا خواهد شد.

در این توییت، که در پاسخ به توییت یکی از کاربران و دنبال کننده های ایلان ماسک داده شد، اشاره شده است که همگی باتری ها برای شارژ شدن از الکتریسیته قطع خواهند شد. باتری های این ایستگاه ها و باتری های خودرو تسلا دیگر وابسته به نفت و سخت های فسیلی نخواهند بود.

مهم بودن این جملات وقتی بیشتر می شود که در گزارش اخیر واشنگتن پست اعلام شده است که آمریکا بیشترین وابستگی به نفت را در سرتاسر دنیا دارد. بیشتر سوخت ها و الکتریسیته تولیدی این کشور از طریق گاز و سوخت فسیلی تولید می شود. تغییر منابع تولید انرژی به انرژی خورشیدی، در صورت موفق بودن، می تواند تاثیر بسیاری در محیط زیست، هزینه ها و سلامت جامعه داشته باشد.

جالب اینکه چندی پیش نیز شرکت معتبر Electrek در گزارشی اعلام کرد که مصرف سوخت متوسط خودروهای الکتریکی تقریبا هیچ تفاوتی با خودروهای عادی ندارد. این خودروها بصورت غیر مستقیم همان انرژی را مصرف می کنند که یک خودرو عادی بصورت مستقیم از سوخت فسیلی استفاده می کند. با این تفاوت که خودروالکتریکی از برقی مصرف می کند که خود ان برای تولید شدن از سوخت گازی استفاده کرده است.

صحبت های ایلان ماسک در جای دیگری اهمیت بسیار زیادی خواهد داشت. با تکنولوژی های تولید برق از طریق پیل های خورشیدی، برای اینکه یک ایستگاه شارژ خودرو تامین برق شود باید به اندازه یک زمین فوتبال، پیل های خورشدی نصب شود. این یعنی این اتفاق فعلا غیر ممکن است. این موضوع نشان می دهد که به زودی باید شاهد اتفاقات جدی در این تکنولوژی و کوچکتر و بهینه تر شدن روش تولید برق از طرق خورشید باشیم.

 

 

باتری خورشیدی

Electric Vehicle Battery Technologies                                                                  DOWNLOAD


On the Subject of Solar Vehicles and the Benefits of the Technology                      DOWNLOAD
                    

Spacecraft Power Systems                                                                                DOWNLOAD

باتری‌های خورشیدی معمولاً از مواد نیمه‌رسانا، مخصوصاً سیلیسیم، تشکیل شده‌است. هر اتم سیلیسیم با چهار اتم دیگر پیوند تشکیل می‌دهد و بدین صورت، شکل کریستالی آن پدید می‌آید.

در باتری‌های خورشیدی به سیلیسیم مقداری جزئی ناخالصی اضافه می‌کنند. اگر اتم ناخالصی ۵ ظرفیتی باشد (اتم سیلیسیم ۴ ظرفیتی است)، آنگاه در ارتباط با چهار اتم سیلیسیم یک لایهٔ آن بدون پیوند باقی می‌ماند (یک تک الکترون). به همین دلیل چون بار نسبی منفی پیدا می‌کند به آن سیلیسیم نوع N) Negative) می‌گویند.

درصورتی که اتم ناخالصی دارای ظرفیت ۳ باشد، آنگاه یک حفرهٔ اضافی ایجاد می‌شود. حفره را به گونه‌ای می‌توان گفت که جای خالی الکترون است، با بار مثبت (به اندازهٔ الکترون) و جرمی برابر با جرم الکترون؛ که این امر هم باعث مثبت شدن نسبی ماده می‌شود و به آن سیلیسیم نوع P) Positive) می‌گویند.

هر باتری خورشیدی از ۶ لایه تشکیل شده که هر لایه را ماده‌ای خاص تشکیل می‌دهد.

با اتصال یک نیمه هادی نوع p به یک نیمه هادی نوع n، الکترون‌ها از ناحیه n به ناحیه p و حفره‌ها 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 می‌ماند. یون‌های مثبت و منفی میدان الکتریکی داخلی ایجاد می‌کنند که جهت آن از ناحیه n به ناحیه p است. این میدان با انتقال بیشتر باربرها (الکترون‌ها و حفره‌ها)، قوی‌تر و قویتر شده تا جایی که انتقال خالص باربرها به صفر می‌رسد. در این شرایط ترازهای فرمی دو ناحیه با یکدیگر هم سطح شده‌اند و یک میدان الکتریکی داخلی نیز شکل گرفته‌است.

اگر در چنین شرایطی، نور خورشید به 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 اندازه‌گیری است. اگر دو سر پیوند با یک سیم، به یکدیگر اتصال کوتاه شود، الکترون‌های اضافی ناحیه n، از طریق سیم به ناحیه p رفته و جریان اتصال کوتاهی را شکل می‌دهند. اگر به جای سیم از یک مصرف کننده استفاده شود، عبور جریان از مصرف کننده، به آن انرژی می‌دهد. به این ترتیب انرژی فوتون‌های نور خورشید به انرژی الکتریکی تبدیل می‌شود.

هر چه میدان الکتریکی درون پیوند قوی‌تر باشد، ولتاژ مدار باز بزرگتری بدست می‌آید. برای دست یافتن به یک میدان الکتریکی بزرگ، باید اختلاف ترازهای فرمی دو ماده p و n از یکدیگر زیاد باشد. برای این منظور باید انرژی شکاف نیمه هادی بزرگ انتخاب شود؛ بنابراین ولتاژ مدار باز یک سلول خورشیدی با انرژی شکاف آن افزایش می‌یابد. اما افزایش انرژی شکاف سبب می‌شود، فوتون‌های کمتری توانایی تولید زوج الکترون-حفره داشته باشند و بنابراین جریان اتصال کوتاه کمتری نیز تولید شود؛ بنابراین افزایش انرژی شکاف، روی ولتاژ مدار باز و جریان اتصال کوتاه سلول دو اثر متفاوت دارد.

 

مقالاتی مفید در رابطه با خودرو خورشیدی solar vehicle

ELECTRICAL DESIGNING OF SOLAR CAR                                                               DOWNLOAD
          

Green Solar Electric Vehicle Changing the Future Lifestyle of Human                         DOWNLOAD


Electric Vehicles                                                                                                DOWNLOAD


Design and construction of a solar powered vehicle                                                DOWNLOAD


Solar vehicle                                                                                                     DOWNLOAD

 

راهنمای سیستم فتوولتائیک Photovoltaic بر اساس استاندارد ایران

photovoltaic                                                              DOWNLOAD

 

راهنمای طراحی سیستم های فتوولتاییك به منظور تامین انرژی الكتریكی به تفكیك اقلیم و كاربری:
با توجه به تقاضای رو به رشد مصرف كنندگان در سطح جهانی، نیاز به تولید برق افزایش یافته است. در عین حال، افزایش بهای گاز طبیعی و تأكید مقررات بر محدود كردن انتشار گازهای گلخانهای، هزینه تولید برق با استفاده از سوخ تهای فسیلی را افزایش داده است. به همین دلیل، رویكرد به استفاده از سایر منابع انرژی برای تولید برق، از جمله تولید برق خورشیدی با استفاده از سیستم های فتوولتاییك، افزایش یافته است. سیستمهای فتوولتاییك به علت مزایای زیادی كه دارند، كاربرد فراوان دارند. اولین نوع آنها در اقمار مصنوعی آزمایش و كارایی خود را به نحو احسن انجام دادند. عمر طولانی (حدود 20 سال)، قابلیت نصب و راهاندازی در شرایط جغرافیایی ویژه مانند مناطق صعبالعبور و كوهستانی، قابلیت استفاده در سیستمهای متحرك، نگهداری آسان، عدم وابستگی به شبكه در نقاط دوردست و قابلیت استفاده به صورت متصل به شبكه همه مزایایی هستند كه آینده درخشانی را برای استفاده از سیستم های فتوولتاییك ترسیم میكنند. میزان تولید برق از طریق سیستمهای فتوولتاییك در جهان در هر پنج سال دو برابر می شود. پیشرفتهای صنعتی و تكامل فناوریهای مورد استفاده در تولید سلولهای فتوولتاییك 1، بهرهوری بالاتر و استفاده وسیعتر از این سیستمها را در پی دارد. بطوریكه در طول دو دهه گذشته، هزینه ساخت و نصب یك سیستم فتوولتاییك در حدود 20 درصد كاهش یافته و توان تولیدی هر واحد نصب شده دو برابر شده است.

 

مقاله در زمینه انرژی خورشیدی

Battery Storage For Renewables Market Status And Technology Outlook 2015.pdf      DOWNLOAD
 
Report-Solar-Assisted Electric Vehicle Charging Stations2011.pdf                               DOWNLOAD

SMART GRIDS AND RENEWABLES 2013.pdf                                                           DOWNLOAD

Future renewable energy costs solar photovoltaics 2015.pdf                                     DOWNLOAD

CURRENT STATUS OF CONCENTRATOR PHOTOVOLTAIC  TECHNOLOGY 2016.pdf      DOWNLOAD

Inspecting pv Systems For Code Compliance.pd                                                      DOWNLOAD

انرژی تجدیدپذیر (به انگلیسی: Renewable energy)، که انرژی برگشت‌پذیر نیز نامیده می‌شود، به انواعی از انرژی می‌گویند که منبع تولید آن نوع انرژی، بر خلاف انرژی‌های تجدیدناپذیر (فسیلی)، قابلیت آن را دارد که توسط طبیعت در یک بازه زمانی کوتاه مجدداً به وجود آمده یا به عبارتی تجدید شود.

در سال‌های اخیر با توجه به این که منابع انرژی تجدید ناپذیر رو به اتمام هستند این منابع مورد توجه قرار گرفته‌اند. در سال ۲۰۰۶ حدود ۱۸٪ از انرژی مصرفی جهانی از راه انرژی‌های تجدید پذیر بدست آمد. سهم زیست‌توده به‌طور سنتی حدود ۱۳٪، که بیشتر جهت حرارت دهی و ۳٪ انرژی آبی بود.۲/۴٪ باقی‌مانده شامل نیروگاهای آبی کوچک، زیست توده مدرن، انرژی بادی، انرژی خورشیدی، انرژی زمین‌گرمایی و سوختهای زیستی می‌باشد که به سرعت در حال گسترش هستند.

استفاده از انرژی بادی با رشدی سالانه حدود ۳۰٪ با ظرفیت نصب شده ۱۵۷۹۰۰ مگاوات در سال ۲۰۰۹، به صورت وسیعی در اروپا، آسیا و ایالات متحده به چشم می‌خورد. درپایان سال ۲۰۰۹ میلادی مجموع انرژی تولیدی به وسیله فتوولتاییک به بیش از ۲۱۰۰۰ مگاوات رسید. ایستگاهای انرژی گرما-خورشیدی در آمریکا و اسپانیا مشغول به کار می باشندکه بزرگترین آنها با ظرفیت ۳۵۴ مگاوات در بیابان موهاوی در حال کار است.

بزرگترین نیروگاه زمین گرمایی دنیا در کالیفرنیا با نام نیروگاه گیسرز با ظرفیت ۷۵۰ مگاوات در حال فعالیت می‌باشد. برزیل یکی از کشورهایی است که پروژه‌های بزرگی برای استفاده از انرژی‌های نو (انرژی‌های تجدیدپذیر) انجام می‌دهد. ۱۸٪ از کل مصرف سوخت اتوموبیل‌های برزیل از طریق سوخت اتانولی که از ساقهٔ نیشکر به‌دست می‌آید تأمین می‌شود. سوخت اتانولی به‌صورت گسترده در ایالات متحده مورد استفاده قرار می‌گیرد.

 

انرژی خورشیدی منحصربه‌فردترین منبع انرژی تجدیدپذیر در جهان است و منبع اصلی تمامی انرژی‌های موجود در زمین است. انرژی خورشیدی به صورت مستقیم و غیرمستقیم می‌تواند به اشکال دیگر انرژی تبدیل گردد. به‌طور کلی انرژی متصاعد شده از خورشیدی در حدود ١.٣ x ١٠^١٨ ژول در ثانیه است.

انرژی خورشید همانند سایر انرژی‌ها بطور مستقیم یا غیر مستقیم می‌تواند به دیگر اشکال انرژی همانند گرما و الکتریسیته و... تبدیل شود. اما موانعی شامل (ضعف علمی و تکنیکی در تبدیل بعلت کمبود دانش و تجربه میدانی - متغیر و متناوب بودن مقدار انرژی به دلیل تغییرات جوی و فصول سال و جهت تابش - محدوده توزیع بسیار وسیع) موجب شده تا استفاده کمی از این انرژی صورت گیرد.

استفاده ازمنابع عظیم انرژی خورشید برای تولید انرژی الکتریسته، استفاده دینامیکی، ایجاد گرمایش محوطه‌ها و ساختمان‌ها، خشک کردن تولیدات کشاورزی و تغییرات شیمیایی و... اخیراً شروع گردیده‌است.

فتو ولتاییک یا به اختصار PV، یکی از انواع سامانه‌های تولید الکتریسیته از نور خورشید است. در این روش با بکارگیری سلول خورشیدی، تولید مستقیم الکتریسیته از تابش خورشید امکان‌پذیر می‌شود. الکتریسیته یا می‌تواند به طور مستقیم از انرژی خورشید تولید شود و ابزارهای فتوولتایک استفاده کند یا به طور غیر مستقیم از ژنراتورهای بخار ذخایر حرارتی خورشیدی را برای گرما بخشیدن به یک سیال کاربردی مورد استفاده قرار می‌دهند.