انرژی خورشیدی و سرمایه گذاری

دانلود پایان نامه
2-11 نحوه ساخت پنل خورشیدی 211 واتی
پنل های خورشیدی عموما از چندین جزء تشکیل می گردند که عبارتند از: شیشه مخصوص پنل، جعبه اتصال، آرایه سلول های سری شده، محافظ پلاستیکی مخصوص، دیود های محافظ، ریبون های مخصوص برای اتصال سلول های خورشیدی، فریم محافظ پنل، کابل های مخصوص خروجی برای ساخت یک پنل خورشیدی 211 واتی نیاز به تهیه 42 سلول خورشیدی 5 واتی داریم. با این حساب هر سلول می تواند تا ده آمپر جریان تولید نماید. در هنگام تهیه سلول ها به کیفیت سلول ها و مقاومت آنها توجه نمایید و در زمان حمل آنها از هرگونه ضربه و تکان خودداری نمایید زیرا که به شدت شکننده می باشند و سلول های آسیب دیده توان کمتری نسبت به سلول های سالم تولید می کنند. اگر در ساخت پنل تجربه ای ندارید از پنل های کوچکتری در رنج 10 وات و پایین تر شروع کنید.
برای شروع ساخت پنل ابتدا سلول ها را به وسیله ی ریبون مخصوص خودش به هم دیگر متصل نمایید و آرایه ی کاملی از سلول ها را بسازید. این کار نیاز به حوصله و دقت فراوانی دارد زیرا که در صورت تکان شدید، سلول ها آسیب خواهند دید. سپس با انتقال آرایه سلول ها به فریم و قرار گرفتن شیشه مخصوص پنل در جلو و محافظ پلاستیکی در پشت آرایه سلول ها، بدنه پنل تکمیل می گردد و در نهایت باید با نصب جعبه اتصال و دیود های محافظ پنل تکمیل می گردد. دیود های محافظ برای جلوگیری از دشارژ باتری روی پنل مورد استفاده قرار می گیرند، به این خاطر که در هنگام شب پنل توانی تولید نمی کند و مثل یک بار مقاومتی معمولی رفتار می کند و در صورت نبود دیود ها باعث خالی شدن باتری می گردد. نکته ای درباره شیشه مخصوص پنل وجود دارد این است که این شیشه نور خورشید با فرکانس معینی را که انرژی ای در اندازه مقدار مورد نیاز بین لایه والانس و لایه الکترون های پر شده دارد را عبور داده و فرکانس های دیگر را بلوکه می کند تا مانع داغ شدن پنل و افت توان گردد.
2-12 روشهای تولید انرژی خورشیدی
امروزه شش شیوه تولید برق از نور خورشید شناخته شده است که عبارتند از:
آیینه خورشیدی
سهمی گون دریافت کننده مرکزی
آیینه های بشقابی- استرینگ
دودکش خورشیدی
استخر خورشیدی
سلولهای نوری(فتوولتائیک)
تولید برق خورشیدی امروزه در حال پیشرفت های نوید بخشی است. فناوریهای مربوط به آن به سرعت در حال توسعه بوده و در نتیجه قیمت برق با این روشها در حال کاهش می باشد. از طرفی توجه روز افزون به مضرات انرژی فسیلی و اینکه این نوع انرژی روزی پایان خواهد یافت مزایای انرژی خورشیدی را بیش از بیش آشکار می سازد. اگر هزینه های خارجی سوختهای فسیلی (که عبارتست از اثر آنها به محیط زیست) به قیمت این گونه انرژی ها اضافه شود، هزینه تولید برق از روشهای حرارتی – خورشیدی کمتراز هزینه تولید برق در نیروگاه سوخت فسیلی خواهد بود.
نیروگاههای خورشیدی کم ترین اثر را بر محیط زیست دارند. این نیروگاهها یا اصلا گاز مخرب تولید نمی کنند یا اینکه مقدار خیلی ناچیزی تولید می کنند. مهمترین اثر زیست محیطی این نوع نیروگاهها نیاز به زمینی با وسعت کمی بیش از 60 هزار متر مربع است.
امروزه فناوری های گوناگونی برای تولید برق خورشیدی در دسترس می باشد. برای مثال نیروگاههای خورشیدی سهمی گون در کالیفرنیای آمریکا با ظرفیت 354 مگاوات در مدت کارکرد 10 ساله پنج هزار گیگاوات ساعت برق به شبکه داده اند. که این معادل 80 درصد کل برق تولیدی در جهان را شامل می شود. همچنین ظرفیت تولید سالانه برق توسط سلولهای نوری(فتوولتائیک) به 80 مگاوات رسیده است. بزرگترین مانع احداث نیروگاههای خورشیدی هزینه ویژه سرمایه گذاری نسبتا بالای آن می باشد. در اینجا ما فقط در مورد سلول های خورشیدی و سیستم های فتوولتائیک صحبت خواهیم کرد.
2-13- سیستم فتوولتائیک (Photovoltaic):
سیستمی که در آن انرژی خورشید بدون بهره گیری از مکانیزم های متحرک و شیمیایی، به انرژی الکتریکی تبدیل شود، اثر آن را فتوولتایی می نامند. عاملی که در این فرایند به کار می رود سلول خورشیدی نام دارد.
سیستم فتوولتایی دارای ویژگیهای منحصر به فردی نسبت به سایر سیستمهای خورشیدی می باشد که در ادامه به آنها اشاره خواهیم نمود و توضیحات لازم در این زمینه داده خواهد شد.
به روشهای متعددی می توان از خورشید جهت دریافت انرژی برای مصارف مختلف استفاده کرد. یکی از روشها دریافت برق ( الکتریسیته ) از نور خورشید می باشد. به کلیه قطعات و تجهیزاتی که در جهت تولید و استفاده از برق تولید شده توسط نور خورشید بکار رفته را یک سیستم فتوولتایی می گویند.
به طور کلی هر جا که نور خورشید باشد می توان از انرژی خورشید ( فوتونها ) الکتریسیته تولید کرد اما نکته قابل توجهی که اینجا مطرح است این است که آیا در تمام مناطق کره زمین یا حتی ایران به طور یکسان می توان از نور خورشید انرژی الکتریسیته تولید کرد؟
جواب این پرسش منفی است. در مناطق مختلف کره زمین تابش خورشید و طول مدت روز با منطقه دیگر فرق دارد. زمانی ما می توانیم بیشترین انرژی الکتریسیته را ازسیستمهای فتوولتایی دریافت کنیم که نور خورشید به صورت عمود به پانلها بتابد تا بیشترین انرژی جذب گردد. حال بدیهی است که اگرنور خورشیده صورت مایل به پانلهای فتوولتایی برخورد کند بازده این سیستمها پایین می آید. از طرفی هم ساعات روز در یک منطقه در تولید انرژی الکتریسیته بسیار موثر است. به عنوان مثال کشوری مانند سوئد و آلمان که طول مدت روز در آنجا کم است در نتیجه انرژی کمتری توسط سیستم فتوولتایی تولید می شود.
و برعکس کشوری مثل ایران به خصوص در مناطق جنوبی آن که طول مدت روز بیشتر است، پانلها برق بیشتری می توانند تولید کنند. بهره برداری در این مناطق از سیستمهای فتوولتایی پر ثمرتر می باشد. همچنین وضعیت جغرافیایی یک منطقه میتواند بر روی بازده و عملکرد این سیستم تاثیر بسزایی داشته باشد. ابری شدن هوا باعث می شود که بازده سیستم فتوولتایی پایین آید یا به عبارتی می توان بدین گونه گفت که در هوای ابری نور کمتری به سیستم فتوولتایی برخورد می کند و در نتیجه برق کمتری تولید می شود. با این تفاسیر به این نتیجه می رسیم که در تمام مناطق می توان از این سیستم استفاده نمود ولی دریافت انرژی الکتریسیته در دو نقطه از کره زمین مانند ایران و سوئد توسط دو سیستم مشابه بکار رفته باهم فرق دارد.
ولی بیشتر وسایل برقی مانند تلویزیون، یخچال، فریزر، کامپیوتر، با برق شهر کار می کنند. برق شهر از نوع برق دی- سی نمی باشد. نوع دیگر برق نوع برق متناوب یا ای-سی می باشد که امروزه برق ای-سی یا متناوب کاربرد بیشتری در زندگی بشر دارد به خاطر ویژگیهای منحصر به فرد خود. خیلی از دستگاههای الکتریکی فقط میتوانند با برق ای-سی کارکنند. ولی اکنون برخی از وسایل برقی به گونه ای طراحی و ساخته می شوند که بتوان در حالت معمول از برق شهر استفاده کرد ( برق متناوب ) و در شرایطی که برق شهر در دسترس نبود ( درهنگام مسافرت یا موارد دیگر ) بتوان با باتری ( برق دی-سی) این وسایل را بکار انداخت. به عنوان نمونه می توان به کامپیوترهای قابل حمل ( لپ تاپ )، رادیوهای کوچک، دوربینهای فیلمبرداری، وسایل جانبی اتومبیل مثل جاروبرقی اتومبیل و… نام برد که هم قابلیت استفاده با برق شهری را دارد و هم می توان باتری این وسایل را شارژ نمود و با برق باتری که همان نوع برق دی-سی است نیز کار کنند.
همانطور که گفته شد برق تولیدی سیستمهای فتوولتایی از نوع برق دی- سی می باشد ولی می توان به وسیله دستگاهی برق دی- سی را به برق شهر یا برق ای- سی تبدیل نمود تا اینگونه وسایل هم بتوانند از برق تولیدی سیستم های فتوولتایی استفاده کنند.
بطور کلی یک سیستم فتوولتایی از 4 عضو اصلی تشکیل یافته است: