خانه / Faez Ehya (برگه 10)

Faez Ehya

می‌خواهم اینجا خانه مجازی من باشد. هر آنچه در زندگی من مهم است اینجا می‌آورم. اما هیچ چیز مهمتر از عشق نیست. آن‌را در قلبم نگهبانی می‌کنم. فائزاحیا

شاه منم

شاه منم،

گردن فرعون شکنم

ملک منم،

بدر و منیر به برم

تنگ شود آسمان،

جامه ابر می‌درم

سخت به درروی ز جا،

من همه جات بشکنم

آن‌من است نور تو

جان من است روح تو

من آمدم، ز جای خیز

وقت شد ست به‌پای خیز

روی آی سوی من دگر

چرخ بخور بار دگر

 

فائز احیا

۲۶ مردادماه ۱۳۹۱

سامانه‌های نیروگاهی تولید انرژی از انرژی خورشیدی و ضرورت‌های آن

سیستمهای انرژی خورشیدی تولید برق

تولید نیروی برق بستگی به قدرت اقتصادی هر کشور دارد به همین علت افزایش تولید الکتریسیته بعنوان ارزش افزوده در دهه اخیر مورد توجه بوده در این رابطه در صورت دست یابی به تکنولوژیهای پیشرفته , بکارگیری و استفاده از انرژیهای پاک و سیستمهای تجدیدپذیر در تامین انرژی مورد نیاز امری اجتناب ناپذیر و رشد قابل ملاحظه ای در کشور خواهد داشت . سهولت دسترسی و کاربرد انرژی خورشیدی حائز اهمیت بوده لذا از جائیکه خورشید بزرگترین و تنها منبع تامین کننده انرژی کره زمین بوده , انرژی صادره از آن به صور مختلف بمنظور تامین انرژی مورد نیاز سوختهای غیرفسیلی مورد استفاده قرار می گیرد .

غالباً در سیستم های تبدیل انرژی زمانی اهمیت بیشتری می یابد که انرژی تابشی خورشید با استفاده از سیستمهای فتوولتائیک بطور مستقیم به انرژی الکتریکی تبدیل شود و لذا سهولت در دسترسی به انرژی الکتریکی حاصل از برق خورشیدی یکی از کاربردهای آن است .

تولید سلول و مدولهای خورشیدی در چند سال اخیر رشد فزاینده ای داشته و در سالهای کنونی به بیش از ۲۵۰۰ مگاوات پیک در سال رسیده است .

دلایل قابل توجه به صنعت انرژی پاک خورشیدی در دهه اخیر و رشد سالانه آن به شرح ذیل می باشد :

  • کاهش مصرف سوخت فسیلی و مشکلات سوخت رسانی بویژه در مناطق صعب العبور که استفاده از انرژی را تسهیل می کند .
  • قابلیت تولید در محل مصرف ، کاهش و صرفه جویی در هزینه های انتقال و توزیع انرژی الکتریکی و عدم نیاز به شبکه سراسری برق
  • تنوع بخشی با منابع تامین کننده انرژی که بسیار قابل توجه می باشد.
  • امکان نصب و راه اندازی اینگونه انرژی در قدرتهای مختلف ؛ متناسب با نیاز مصرف کننده که استفاده را در هر نقطه مناسبی از زمین میسر می سازد .
  • طول عمر مناسب و سهولت در بهره برداری از این انرژی پاک خورشیدی
  • امکان نصب در هر نقطه اعم روی سقف خانه ها و غیره و توانایی ذخیره سازی انرژی در باطری بمنظور استفاده در زمانهای آتی

ضرورت سرمایه گذاری در انرژی خورشیدی

صنعت جهانی ۱۲ میلیارد دلاری انرژی خورشیدی در حال حاضر عمده ترین منبع انرژی تجدیدپذیر در رابطه با استفاده از نیروی تولید انرژی خورشیدی بوده که میزان آن در حال افزایش است .

انرژی خورشیدی در کشورهای در حال توسعه فرصتهای بزرگی در پیش رو داشته لیکن استفاده از این فرصتها و اجرایی نمودن آن با مشکلاتی مواجه شده به این علت که این برنامه ها نیازمند تشکیلات سازمانی محلی از شرکتهایی برای فروش ، نصب و سرویس تجهیزات بوده و در حقیقت محتاج کمکهای مالی دولت می باشد .

به کارگیری انرژی خورشیدی یکی از کاربردی‌ترین و مقرون به صرفه‌ترین روش‌های استفاده از انرژی‌های تجدیدشونده در جهان امروزی است و به همین دلیل اکثر کشورهای پیشرفته و در حال توسعه‌، در حال سرمایه‌گذاری کلان در این راستا می‌باشند. این انرژی عظیم‌ترین منبع انرژی در جهان است. این انرژی، پاک، رایگان و بی‌پایان بوده و در بیشتر مناطق کره زمین قابل استحصال می‌باشد.

نیروگاه انرژی خورشید faezehya.com

محدودیت منابع فسیلی و پیامدهای حاصل از تغییرات زیست‌محیطی و آب و هوای جهانی، فرصت‌های مناسبی را برای رقابت انرژی خورشیدی با انرژی‌های فسیلی خصوصاً در کشورهایی با پتانسیل بالای تابش ایجاد نموده است. با توجه به اینکه کشور ایران ۸ تا ۹ ماه از سال از بارش باران بی‌بهره است و در واقع آسمانی صاف دارد، می‌تواند بخش عظیمی از انرژی مورد نیاز خود را از تابش نور خورشید تأمین کند.

میزان تابش انرژی خورشیدی در نقاط مختلف جهان متغیر بوده و در کمربند خورشیدی زمین بیشترین مقدار را داراست. کشور ایران نیز در نواحی پرتابش واقع است و مطالعات نشان می‌دهد که استفاده از تجهیزات خورشیدی در ایران مناسب بوده و می‌تواند بخشی از انرژی مورد نیاز کشور را تأمین نماید. از طرفی با توجه به اینکه در ایران متوسط سالانه تابش نور خورشید حدود KWH/day 5 بوده و تعداد روزهای ابری پشت سرهم در سراسر کشور کمتر از ۵ روز در سال می‌باشد و همچنین شفافیت هوا در اکثر نقاط ایران بیش از ۶۰ درصد در نظر گرفته می‌شود و علاوه بر این، با توجه به آنکه در نقاط مرتفع میزان تابش خورشید بیشتر بوده و سرزمین ما نیز کوهستانی است و اکثر نقاط آن ارتفاعی بیش از ۱۰۰۰ متر از سطح دریا را داراست؛ فلذا چنان‌چه بکارگیری انرژی خورشیدی در کشورهایی که از امتیازات فوق به مراتب کم بهره‌تر هستند مقرون به صرفه باشد در کشور ما نیز قطعا مقرون به صرفه و کاربردی خواهد بود.

ایران کشوری است که به گفته متخصصان این فن با وجود ۳۰۰ روز آفتابی در بیش از دو سوم آن و متوسط تابش ۵٫۵ – ۴٫۵ کیلووات ساعت بر متر مربع در روز یکی از کشورهای با پتانسیل بالا در زمینه انرژی خورشیدی معرفی شده است. برخی از کارشناسان انرژی خورشیدی گام را فراتر نهاده و در حالتی آرمانی ادعا می‌کنند که ایران در صورت تجهیز مساحت بیابانی خود به سامانه‌های دریافت انرژی تابشی می‌تواند انرژی مورد نیاز بخش‌های گسترده‌ای از منطقه را نیز تأمین و در زمینه‌ صدور انرژی برق گام بردارد.

faezhya.com پتانسیل تابش خورشیدی در ایران

توجه به این نکته حائز اهمیت است که جهت دریافت مجوز و موافقتنامه احداث نیروگاه خورشیدی، سرمایه گذار بایستی ضمن مراجعه به سایت سازمان انرژی‌های نو (سانا) به آدرس الکترونیکی www.suna.org.ir، نسبت به دریافت و تکمیل کاربرگ‌های الف، ب و ج اقدام کرده و سپس این مدارک را به سازمان انرژی‌های نو ارسال نماید.

 

تو شعری خودت

می‌دانی؟
تو شعریتو خودت شعری faezehya.com
وقتی که پلک می‌زنی
و آن دو یاقوت را لحظه‌ای نهان می‌کنی
هزار هزار غزل و ترانه سروده می‌شود
برای تو
میان این که گرم می‌تپد برای تو
تو شعری
وقتی که راه می‌روی
و رقص‌کنان از کنارم می‌گذری
هزار هزار شعر و ترانه سروده می‌شود
برای تو
میان این دیوانه که تند می‌تپد برای تو
تو شعری خودت
می‌دانی؟

فائز احیا
۲۵ مردادماه ۱۳۹۵

پمپ‌های آب خورشیدی و مزایای اقتصادی و زیست‌محیطی آنها

آب مهم‌ترین منبعی است که زندگی انسان وابسته به آن است. دسترسی به آب حاصل از دریاچه‌ها، برکه‌ها، رودخانه‌ها و چاه‌ها جهت مصارفی همچون کشاورزی، دامداری، صنعت و مصارف عمومی همواره یکی از معضلات موجود بر سر راه توسعه جوامع انسانی به‌خصوص جوامع روستایی بوده است.

در بسیاری از مناطق آب در سفره‌های زیرزمینی وجود داشته و خارج‌سازی آن توسط دست یا تلمبه‌های دستی و یا توسط موتورهای دیزلی که از سوخت‌های فسیلی استفاده می‌کنند صورت می‌گیرد. در مناطق کویری یا کوهستانی که مشکلات برق‌رسانی و سوخت‌رسانی وجود دارد و نیز آب در عمق نسبتاً زیادی از سطح زمین قرار دارد خارج‌سازی آب به روش‌های فوق امکان‌پذیر نیست؛ در این مناطق استفاده از پمپ‌های خورشیدی می‌تواند مزایای فراوانی داشته باشد.

به‌طورکلی پمپ‌های خورشیدی پمپ‌هایی هستند که در آن‌ها انرژی خورشیدی به‌وسیله پانل‌های خورشیدی (قطعه مستطیل شکل از سلول‌های خورشیدی) به انرژی الکتریسیته تبدیل می‌شود و این انرژی در راه‌اندازی پمپ آبی مورداستفاده قرار می‌گیرد.

در پمپ‌های خورشیدی تعداد اجزا متحرک کم است. لذا به مراقبت و تعمیرات خیلی کمتری نیاز دارد و همچنین بازدهی آن‌ها مناسب است. آسانی کار با پمپ‌های خورشیدی، سرعت‌بالای یادگیری کار با آن‌ها و حمل‌ونقل آسان‌شان از مزایای بزرگ این‌چنین پمپ‌ها است که باعث می‌شود کار با آن‌ها در مناطق دورافتاده موردتوجه قرار گیرد. همچنین باعث حفظ منابع سوختی کشور و راه‌حلی برای مسئله معضل جایگزینی انرژی است و غالباً زمان نیاز به آب با زمان تابش خورشید هماهنگی دارد لذا استفاده از آن‌ها می‌تواند به‌خوبی پاسخگوی نیازها باشد هرچند با استفاده از مخازن ذخیره‌سازی آب مشکل آب قابل‌دسترسی در شب را نیز می‌توان برطرف نمود.

افزایش روزافزون قابلیت و عملکرد این پمپ‌ها و کاهش مداوم قیمت سلول‌های خورشیدی، مبین آن است که پمپ‌های خورشیدی به‌سرعت برای بسیاری از کاربردها جنبه اقتصادی پیدا می‌کنند.

ارائه پمپ‌های خورشیدی جایگزینی پاک و مناسب نسبت به پمپ‌های دیزلی برای تأمین آب موردنیاز برای مصارف گوناگون هست.

از دههٔ ۹۰ میلادی پمپ‌های خورشیدی توسعه‌یافته و به بلوغ فنی رسیدند. این پمپ‌ها با موفقیت آزمایش و در نقاط مختلف جهان مورداستفاده قرارگرفته‌اند.

به‌رغم هزینهٔ اولیه بالای پمپ‌های خورشیدی استفاده از این پمپ‌ها مقرون‌به‌صرفه‌تر از پمپ‌های دیزلی هست. البته نتیجه این سرمایه‌گذاری عموماً بعد از یک پروسه ۳ الی ۵ ساله قابل توجیه هست.

سامانه‌های آبی خورشیدی ثابت کرده‌اند که راه‌حل مناسبی برای مناطق دور از شبکه برق می‌باشند؛ زیرا انرژی موردنیاز برای راه‌اندازی پمپ‌های خورشیدی با استفاده از یک سری پنل های خورشیدی در طول روز تولید می‌شود.

مکانیسم استفاده از پمپ‌های خورشیدی عموماً به‌گونه‌ای است که در طول روز و تا زمانی که خورشید در دسترس باشد از انرژی آن برای تأمین برق موردنیاز برای استفاده از پمپ بهره می‌برند و آب را در مخازن برای استفاده در مواقع دیگر ذخیره می‌کنند. به‌طور میانگین ۸ ساعت زمان پمپاژ آب در طول روز است که با توجه به فصول متغییر هست.

البته می‌توانیم با طراحی و تعبیه باتری از انرژی خورشیدی برای راه‌اندازی پمپ‌های آب در شب نیز بهره‌مند شویم اما این کار ازلحاظ اقتصادی برای پمپ‌های خورشیدی مقرون‌به‌صرفه نیست.

به‌طورکلی پمپ‌های خورشیدی از ۳ جزء اصلی تشکیل‌شده است.

شامل:

  1. پنل های خورشیدی
  2. کنترل‌کننده
  3. بدنه اصلی

پمپ‌های خورشیدی دارای مزایایی نسبت به پمپ‌های دیگر هستند:

  • استفاده از پمپ‌های خورشیدی در مناطقی که از شبکه انتقال برق فاصله زیادی دارند.
  • عدم اطمینان از آینده قیمت برق (افزایش تعرفه برق با برداشتن یارانه‌ها)
  • عدم استفاده از منابع سوخت‌های فسیلی
  • افزایش هزینهٔ سوخت‌های فسیلی مانند گازوئیل و بنزین
  • عدم نیاز به متخصص و کارشناسان خبره برای راه‌اندازی و استفاده از پمپ‌های خورشیدی
  • با توجه به محدود بودن اجزای سیستم، پمپ‌های خورشیدی به مراقبت و تعمیرات کمتری در قیاس با پمپ‌های دیزلی نیاز دارند.
  • با توجه به پاک بودن منابع انرژی تجدید پذیر هیچ آسیبی به محیط‌زیست وارد نمی‌شود.
  • عدم نیاز به اجرای شبکه kv 20 جهت تأمین برق پمپ
  • و مهم‌ترین دلیلی که می‌توان استفاده از پنل های خورشیدی و اصولاً پمپ‌های خورشیدی را توجیه کرد این است که زمان استفاده از چاه‌های آب شرب به عبارتی بهره‌برداری از چاه‌ها از فصل بهار افزایش‌یافته و تا ابتدای پاییز به طول می‌انجامد که این دوره زمانی بیشترین ساعات تابش آفتاب در مقایسه با فصول دیگر وجود دارد و در این فصول نیز می‌توان از انرژی خورشیدی حداکثر استفاده را برد.

 

همچنین این مقاله را ببینید.

 

روش‌های استفاده از انرژی خورشیدی در گرمایش و سرمایش ساختمان

برای دستیابی به یک زندگی مطلوب و باکیفیت لزوم اجرای یک معماری پایدار و منطبق با طبیعت اجتناب‌ناپذیر است. طراحی ساختمان با تکیه‌بر اصول معماری پایدار، به میزان قابل‌توجهی در هزینه‌های انرژی صرفه‌جویی می‌کند و باعث می‌شود که در تابستان و زمستان دمای مطلوبی در منزل احساس شود.

گرمایش، تهویه برقی و تهویه هوا ( HVAC ) سهم عمدهای در مصرف انرژی در ساختمان دارد. سامانه‌های سنتی گرمایش و سرمایش به همان اندازه که باعث ذخیره انرژی می‌شوند، موجب انتشار Co2 می‌گردند، درصورتی‌که اگر از سامانه‌های گرمایش و سرمایش خورشیدی استفاده شود، این میزان انتشار Co2 به حداقل ممکن می‌رسد.

طرح ضعیف اقلیمی ساختمان‌ها که اغلب در معماری مدرن دیده می‌شوند سبب می‌گردد بسیاری از بناها حتی در اقلیم سرد و معتدل بیش‌ازحد گرم شوند جایی که این‌چنین مشکلاتی به‌صورت سنتی وجود نداشت.

قدرت خورشید می‌بایست با کمک طرح‌های خوب طراحان، فهمیده شده و به‌عنوان ساختمان خورشیدی ایستا لحاظ گردد که در این ساختمان‌ها انرژی خورشیدی برای گرم کردن استفاده می‌شود اما اجازه ندارد در رفاه و اقتصاد ساکنین دخالت کند. تقریباً تمامی ساختمان‌ها از ساده‌ترین روش گرمایش خورشیدی ایستا بهره می‌برند؛ در این رابطه، یکی از تلاش‌های صورت گرفته‌شده توسط محققان، توسعه فناوری گرمایش و سرمایش خورشیدی جهت دستیابی به آسایش برای ساکنین است. فضاهای خورشیدی یک مکان الحاقی گرم‌کننده و یک محیط سالم برای گیاهان و ساکنین مهیا می‌کند. در حقیقت یک فضای خورشیدی درست طراحی‌شده می‌تواند ۶۰% از نیازهای گرمایی یک‌خانه را در زمستان تأمین کند.

روش‌های استفاده از انرژی خورشیدی در گرمایش و سرمایش ساختمان - فائراحیا faezehya.com
روش‌های استفاده از انرژی خورشیدی در گرمایش و سرمایش ساختمان

تأمین گرمای ساختمان با خورشید، از دو طریق پسیو و اکتیو می‌تواند صورت گیرد.

در طراحی پسیو، معماری ساختمان تعیین‌کننده میزان دریافت انرژی از طریق خورشید است و در طراحی اکتیو، جذب انرژی خورشید نیازمند استفاده از یک منبع انرژی دیگر برای انتقال مایع گرم شده به داخل ساختمان است.

سیستم گرمایش خورشیدی پسیو

روشهای استفاده از انرژی خورشیدی در گرمایش و سرمایش ساختمان faezehya.com

در طراحی ساختمان پسیو، پنجره‌ها، دیوارها و طبقات به‌گونه‌ای ساخته می‌شوند تا انرژی خورشید را به‌صورت گرما در زمستان جمع‌آوری، ذخیره و توزیع کنند و گرمای تابستان را نپذیرند. این طراحی پسیو، آب‌وهوایی یا طبیعی نامیده شده است زیرا برخلاف سامانه‌های گرمایی خورشیدی اکتیو، از ماشین‌ها و دستگاه‌های الکتریکی استفاده نمی‌کند.

 

کلید طراحی یک ساختمان پسیو، بهره‌گیری هرچه بهتر از آب‌وهوای محل ساختمان است. اجزائی که باید در نظر گرفته شوند عبارت‌اند از قرار دادن انواع پنجره‌ها جداره‌ها، عایق‌بندی گرمایی، جرم حرارتی و سایه‌بان.

در مورد سامانه‌های گرمایش خورشیدی پسیو، برخی از روش‌های کلی عبارت‌اند از:

  • ورود مستقیم نور خورشید به داخل اتاق از طریق پنجره‌ها. (ساخت خانه رو به خط استوا)
  • استفاده از دیوار ذخیره کننده انرژی خورشیدی (دیوار ترومب) و دیوار آبی
  • استفاده از گلخانهٔ جانبی
  • استفاده از استخر یا حوضچه روی بام.

 

سیستم گرمایش خورشیدی اکتیو

روش‌های استفاده از انرژی خورشیدی در گرمایش و سرمایش ساختمان active faezehya.com

در این سامانه‌ها، از تجهیزات مختلفی برای گرم کردن ساختمان استفاده می‌شود که برخی از آن‌ها عبارت‌اند از: کلکتورها، سامانه‌های ذخیره کنندهٔ انرژی گرمایی، کنترل دستی یا خودکار، سوخت کمکی و مبدل‌های حرارتی.

تمام آنچه سامانه‌های گرمایش خورشیدی اکتیو باید انجام بدهند، جذب انرژی خورشید توسط کلکتورها، انتقال گرما از کلکتور به عملگر جاری، انتقال عملگر جاری به ذخیره کننده (ها) و نهایتاً استفاده از گرمای ذخیره‌شده در ساختمان است. کلکتورها درواقع قسمتی از ساختمان می‌باشند، مثلاً پنجره یا نورگیر. کلکتورهای باید دارای این ویژگی‌ها باشند:

  • جذب بیشینه انرژی خورشید با طول‌موج ۰.۳ تا ۲.۵ میکرون و کمترین نشر در محدودهٔ مادون‌قرمز
  • مقاومت در برابر خوردگی و پوسیدگی، اشعهٔ فرابنفش، رسوبات و خواص اسیدی یا قلیایی عملگر جاری.

 

سامانه‌های سرمایش خورشیدی

تولید سرما با خورشید کاری بسیار دشواری است، برخلاف چیزی که در قسمت گرمایش خورشیدی مشاهده کردیم. به‌طور عمده، دو راه برای سرمایش خورشیدی وجود دارد:cold solar faezehya.com روش‌های استفاده از انرژی خورشیدی در گرمایش و سرمایش ساختمان

  1. تبدیل انرژی خورشید به انرژی مکانیکی یا الکتریکی و استفاده از انرژی حاصل در به کار انداختن تجهیزات برودتی مانند کولر
  2. تبدیل انرژی خورشید به انرژی حرارتی و استفاده از آن در بکار انداختن دستگاه‌های تبرید جذبی. در این روش از انرژی خورشید برای گرم کردن ژنراتور خورشیدی (دقیقاً مانند جذب گرما در کلکتورها) استفاده می‌شود. با گرم شدن ژنراتور، اپراتور آن سرما ایجاد می‌کند.

در صورت چیلر بودن سیستم سرمایش، آبی که در اپراتور سرد شده است به توزیع‌کننده‌های موجود در فضای ساختمان (مثلاً اتاق) می‌رود و نهایتاً موجب سرد شدن فضای اتاق می‌شود. آب، پس اینکه سرمایش را از دست داد، به سمت اپراتور برمی‌گردد و این چرخه مدام تکرار می‌شود.

 

در هر رو استفاده از انرژی خورشیدی مقرون به‌صرفه‌ترین و اقتصادی‌ترین روش برای تولید انواع انرژی الکتریکی و گرمایشی در محیط‌های خانگی و صنعتی کوچک هست.

 

محاسبه و برآورد اجزا و لوازم اصلی برای پنل خورشیدی برق خانگی

یک سیستم PV خورشیدی از بخش‌های مختلفی تشکیل‌شده که بایستی با توجه به کاربرد، موقعیت مکانی و نوع سیستم انتخاب شوند. اجزای اصلی سیستم عبارت‌اند از: ماژول فتوولتاییک (پنل خورشیدی)، شارژ کنترل‌گر، اینورتر، باتری و بار مصرفی.

faezehya.com ‫محاسبه و برآورد اجزا و لوازم اصلی برای پنل خورشیدی خانگی‬‎

تعیین مقادیر
۱٫ تعیین میزان مصرف توان.
اولین مرحله در طراحی سیستم فتوولتاییک خورشیدی این است که کل توان و انرژی مصرفی برای تمام بارهایی که نیاز به تغذیه دارند را مشخص کنیم:
۱ – ۱٫ میزان وات‌ساعت مصرفی هر وسیله را در طی یک روز محاسبه کنید. سپس مقادیر وات‌ساعت‌های مصرفی کلیه وسایل را برای یک روز باهم جمع کنید.
۱ – ۲٫ عدد به‌دست‌آمده را در ۱٫۳ ضرب کنید تا میزان وات‌ساعتی که پنل باید در طی یک روز تولید کند به دست بیاید. (۱٫۳ میزان تلفات انرژی در سیستم است).

۲٫ تعیین اندازه ماژول PV
هر چه اندازه ماژول بزرگ‌تر باشد به همان میزان توان بیشتری تولید خواهد نمود. برای مشخص کردن اندازه ماژول PV، باید ابتدا بیشترین توان تولیدی را به دست آوریم. بیشترین توان تولیدی یا وات پیک (Wp) بستگی به ماژول PV و آب‌وهوای منطقه موردنظر دارد. بدین منظور به عاملی نیاز داریم به نام « ضریب تولید پنل». (به ضریب تولید پنل، پیک سان شاین هم گفته می‌شود.)
برای تعیین اندازه ماژول به طریق زیر عمل می‌کنیم:
۲ – ۱٫ محاسبه وات پیک کل (Wp Total). میزان کل وات‌ساعت‌هایی که در طول روز نیاز داریم تا توسط ماژول تولید شود (عدد به‌دست‌آمده از قسمت ۲-۱) را بر ضریب تولید پنل تقسیم کنید تا وات پیک کلی که توسط پنل ها باید تولید شود به دست آید.
۲ – ۲٫ محاسبه تعداد پنل های موردنیاز برای سیستم. جواب به‌دست‌آمده از قسمت ۱ – ۲ را بر Wp نامی پنل هایی که در اختیاردارید تقسیم کرده و حاصل به‌دست‌آمده را به سمت عدد صحیح بزرگ‌تر گرد کنید. جواب، تعداد پنل هایی که باید استفاده کنید را مشخص می‌کند.
البته باید توجه داشت که حاصل این محاسبه حداقل پنل هایی که باید استفاده کنیم را مشخص می‌کند. مسلماً اگر پنل های بیشتری استفاده کنیم عملکرد سیستم بهتر خواهد بود و همچنین طول عمر باطری هم افزایش خواهد یافت.

۳٫ تعیین اندازه اینورتر.
در صورت نیاز به خروجی AC بایستی از یک اینورتر استفاده کنیم. نکته بسیار مهم این است که
ورودی اینورتر به‌هیچ‌وجه نبایستی از مجموع توان تمام وسایل برقی کمتر باشد. همچنین ولتاژ نامی و باطری باید باهم برابر باشند.
برای سامانه‌های مستقل، اینورتر باید به‌اندازه کافی بزرگ باشد تا بتواند تمام وات مصرفی را تأمین نماید. اندازه اینورتر بین ۲۵ تا ۳۰ درصد بزرگ‌تر از مجموع توان تمامی وسایل در نظر گرفته می‌شود. اگر از موتور یا کمپرسور استفاده نماییم اندازه اینورتر باید حداقل ۳ برابر ظرفیت آن‌ها باشد تا بتواند جریان ضربه را تحمل کند.
برای سامانه‌های متصل به شبکه، ورودی اینورتر باید با آرایه PV برابر باشد تا عملکرد سیستم ایمن و مؤثر باشد.

۴٫ تعیین اندازه باطری
. باطری‌های مورداستفاده در سامانه‌های PV خورشیدی باید قابلیت این را داشته باشند که تا پایین‌ترین سطح انرژی دشارژ شده و سپس به‌سرعت شارژ شوند. (عموماً از باطری‌های لید اسید خشک استفاده می‌شود.) همچنین ظرفیت آن‌ها به‌اندازه‌ای باشد که بتواند وسایل و تجهیزات مورداستفاده را در شب و روزهای ابری به راه بی اندازد. برای تعیین اندازه باطری به طریق زیر محاسبه می‌کنیم:
۴ – ۱٫ مجموع وات‌ساعت مصرفی کلیه وسایل را در طول یک روز محاسبه کنید.
۴ – ۲٫ عدد به‌دست‌آمده را بر ۰٫۸۵ تقسیم کنید (به خاطر تلفات باطری).
۴ – ۳٫ حاصل را بر ۰٫۶ تقسیم کنید (به خاطر عمق دشارژ dod).
۴ – ۴٫ این عدد را بر ولتاژ نامی باطری (که همان ولتاژ بأس سیستم است) تقسیم نمایید.
۴ – ۵٫ حال این عدد را در تعداد روزهایی که تابش خورشید وجود ندارد Days of Autonomy (درواقع پنل ها توانی تولید نمی‌کنند) و نیاز داریم که از سیستم ولتاژ بگیریم؛ ضرب کنید. (معمولاً بین ۳ تا ۵ روز)

۵٫ تعیین اندازه شارژ کنترل‌گر خورشیدی.
شارژ کنترل‌گر عموماً بر مبنای ظرفیت ولتاژ و جریان ارزیابی می‌شود. ولتاژ بایستی مطابق با باطری و آرایه PV در نظر گرفته‌شده و همین‌طور بتواند جریان آرایه PV را تحمل کند.
برای شارژ کنترل‌گرهای نوع سری، اندازه کنترل‌گر بستگی به جریان ورودی کل PV که وارد کنترل‌گر می‌شود و همچنین ساختار پنل PV دارد (سری یا موازی).
به‌طور استاندارد برای تعیین اندازه شارژ کنترل‌گر جریان مدار کوتاه آرایه PV (Isc) را در عدد ۱٫۳ ضرب می‌کنند.

مثــــــــــــــــــــــال.
میزان مصرف وسایل الکتریکی یک خانه به شرح ذیل می‌باشند:
۵ لامپ فلورسنت ۱۱ وات به مدت ۵ ساعت
یک رادیوی ۵ وات به مدت ۵ ساعت
یک تلویزیون ۷۰ وات به مدت ۵ ساعت
یک پنکه ۴۰ وات به مدت ۵ ساعت
مشخصات پنل موردنیاز
Pm = 110 wp
Vm = 16.7 Vdc
Im = 6.6 a
Voc = 20.7 v
Isc = 7.5 a

مرحله ۱:
کل مصرف وسایل الکتریکی: (۵۵w X 5h) + (5w X 5h) + (70w X 5h) + (40w X 5h)
= ۸۵۰ wh/day
میزان توان موردنیاز از پنل ها: ۸۵۰ X 1.3 = 1105 wh/day

مرحله ۲: تعداد پنل
وات پیک کل: ۱۱۰۵ / ۳٫۴ = ۳۲۵ wp
تعداد پنل های موردنیاز: ۳۲۵ / ۱۱۰ = ۲٫۹۵ ⟹

مرحله ۳: اینورتر
مجموع توان تمامی وسایل: ۵۵ + ۵ + ۷۰ + ۴۰ = ۱۷۰ w
انتخاب اینورتر مناسب x 25 – ۳۰% ←

مرحله ۴: باطری
کل مصرف وسایل: ۸۵۰ w
ولتاژ نامی باطری: ۱۲ v
روزهای تاریک: ۳ days
ظرفیت باطری = ۸۵۰/(۰٫۶ * ۰٫۸۵ *۱۲) x 3 = 416.66 Ah ⟹

مرحله ۵: شارژ کنترل‌گر
Isc = 7.5 A
panel numbers = 4 ⟹ ظرفیت شارژ کنترل‌گر = ۴ x 7.5 x 1.3 = 39

انرژی خورشیدی و انواع سامانه‌های خورشیدی (Solar Panel) قابل‌اجرا در مصارف خانگی

خورشید منبع عظیم انرژی بلکه سرآغاز حیات و منشأ تمام انرژی‌های دیگر است. در حدود ۶۰۰۰ میلیون سال از تولد این گوی آتشین می‌گذرد و در هر ثانیه ۲/۴ میلیون تن از جرم خورشید به انرژی تبدیل می‌شود. با توجه به وزن خورشید که حدود ۳۳۳ هزار برابر وزن زمین است. این کره نورانی را می‌توان به‌عنوان منبع عظیم انرژی تا ۵ میلیارد سال آینده به‌حساب آورد.

خورشید از گازهایی نظیر هیدروژن (۸/۸۶ درصد) هلیوم (۳ درصد) و ۶۳ عنصر دیگر که مهم‌ترین آن‌ها اکسیژن، کربن، نئون و نیتروژن است تشکیل‌شده است.

میزان دما در مرکز خورشید حدود ۱۰ تا ۱۴ میلیون درجه سانتی‌گراد هست که از سطح آن با حرارتی نزدیک به ۵۶۰۰ درجه و به‌صورت امواج الکترومغناطیسی در فضا منتشر می‌شود.

زمین در فاصله ۱۵۰ میلیون کیلومتری خورشید واقع است و ۸ دقیقه و ۱۸ ثانیه طول می‌کشد تا نور خورشید به زمین برسد؛ بنابراین سهم زمین در دریافت انرژی از خورشید میزان کمی از کل انرژی تابشی آن هست. حتی سوخت‌های فسیلی ذخیره‌شده در زمین، انرژی‌های باد، آبشار، امواج دریاها و بسیاری موارد دیگر ازجمله نتایج همین انرژی دریافتی زمین از خورشید هست.

انرژی خورشید به‌طور مستقیم یا غیرمستقیم می‌تواند دیگر اشکال انرژی تبدیل شود، همانند گرما و الکتریسیته. موانع اصلی استفاده از انرژی خورشیدی شامل متغیر و متناوب بودن میزان انرژی و توزیع بسیار وسیع آن است.

انرژی خورشید برای حرارت آب، استفاده دینامیکی، حرارت فضایی ساختمان‌ها، خشک‌کردن تولیدات کشاورزی و تولید انرژی الکتریسیته مورداستفاده قرار می‌گیرد.

صفحات خورشیدی، از ترکیبات نیمه‌هادی ساخته‌شده‌اند که وظیفه آن‌ها تبدیل انرژی نورانی خورشید به انرژی الکتریکی هست. این صفحات بانام فتوولتاییک (PhotoVoltaic) یا سولار (Solar) شناخته می‌شوند. صفحات فتوولتائیک (PhotoVoltaic) ازنظر فنّاوری به ۳ دسته تقسیم‌بندی می‌شوند. صفحات فتوولتائیک پلی کریستال (Photovoltaic Polycrystalline Panels)، صفحات فتوولتائیک مونوکریستال (Photovoltaic Monocrystalline Panels) و صفحات فتوولتائیک نواری (Thin Film).

در کشور ما می‌توان از صفحات خورشیدی قابل‌نصب روی سقف منازل و شرکت‌های دولتی به‌منظور صرفه‌جویی در انرژی استفاده کرد. البته با استفاده از انرژی خورشیدی نمی‌توان تمامی برق موردنیاز یک واحد مسکونی و مخصوصاً یک شرکت بزرگ را تأمین کرد اما می‌توان با تأمین بخشی از الکتریسیته موردنیاز، بخش دیگر را ذخیره کرد. از سوی دیگر می‌توان از فناوری صفحات خورشیدی در جاده‌ها و خیابان‌ها برای تولید برق نیز استفاده کرد.

تفاوت سلول خورشیدی با صفحه خورشیدی چیست؟

ازنظر عملکرد تفاوتی ندارند. از کنار هم قرار دادن تعدادی سلول خورشیدی (PV Cell) یک ماژول خورشیدی (PV Module) ساخته می‌شود. از قرار دادن چند ماژول خورشیدی (PV Module) در کنار هم یک صفحه خورشیدی (PV Panel) ساخته می‌شود که عموماً در مصارف بزرگ ردیف‌های زیادی از صفحه خورشیدی (PV Panel) در کنار هم قرار می‌گیرند و یک سری خورشیدی (PV Array) تشکیل می‌دهند.

مزایای صفحات فتوولتائیک نواری (Thin Film) چیست؟

انرژی فتوولتاییک تبدیل نور خورشید به الکتریسیته از طریق یک سلول فتوولتاییک (pvs) هست که به‌طورمعمول یک سلول خورشیدی نامیده می‌شود. سلول خورشیدی یک ابزار غیر مکانیکی است که معمولاً از آلیاژ سیلیکون ساخته‌شده است.

نور خورشید از فوتون‌ها یا ذرات انرژی خورشیدی ساخته‌شده است. این فوتون‌ها مقادیر متغیر انرژی را شامل می‌شوند مشابه طول‌موج‌های متفاوت طیف‌های نوری هستند.

صفحات فتوولتائیک نواری (Thin Film) بسیار سبک و باریک بوده و به همین علت از انعطاف‌پذیری بالایی در کاربردهای متفاوت برخوردار هستند. ازنظر فنّاورانه جدیدترین نوع صفحات بوده و البته به دلیل نوع نیمه‌هادی‌های مصرفی در آن‌ها از بازده (راندمان) کمتری نسبت به صفحات کریستالی برخوردار هستند.

انواع سامانه‌های خورشیدی (Solar Panel) قابل‌اجرا کدام هستند؟

سامانه‌های خورشیدی (Photovoltaic) بر اساس نحوه استفاده به دودسته متصل به شبکه (On Grid) و مستقل از شبکه (Off Grid) تقسیم‌بندی می‌شوند.

کاربرد دسته اول (On Grid) بیشتر در مناطق شهری و نزدیک به شبکه برق استفاده می‌شود. از مزایای آن کاهش مصرف برق بوده و می‌تواند نیاز به انرژی را تا حد قابل قبولی در ساعات روز برآورده کند.

دسته دوم (Off Grid) بیشتر در مناطق دور از شهر یا دور از شبکه برق کاربرد داشته و به‌طور کاملاً مستقل در طول شبانه‌روز وظیفه تأمین برق را بر عهده دارد.

استفاده از صفحات خورشیدی در به دست آوردن انرژی فضاپیما

صفحات خورشیدی برای به دست آوردن انرژی فضاپیما مورداستفاده واقع می‌شوند. مقدار زیادی از نور خورشید در فضا وجود دارد که می‌شود از آن برای تهیه الکتریسیته استفاده نمود. صفحات خورشیدی، روی بدنه فضاپیما را توسط خانه‌های ردیف به‌ردیف که از سیلیکون درست‌شده‌اند پوشانده است. هر خانه قادر به تولید یک جریان ضعیف الکتریسیته از خورشید هست. صفحات خورشیدی همچنین آرایه‌های خورشیدی نیز خوانده می‌شوند.

 

عوامل مهم و کلیدی در انتخاب ماژول‌های خورشیدی (PV Modules) چیست؟

در انتخاب ماژول‌های خورشیدی (PV Modules) باید به نکات زیر توجه داشت:

بازده (Efficiency): امروزه ماژول‌هایی با بازده ۱۰ الی ۱۸ درصد به‌صورت عملی در بازار وجود دارند. البته این مقادیر روزبه‌روز در حال پیشرفت بوده و در نمونه‌های آزمایشگاهی تاکنون به مرز ۴۲% نیز رسیده است.

ولتاژ (Vmax): ماکزیمم ولتاژی است که یک ماژول خورشیدی (PV Module) قادر به تأمین آن هست و عموماً در رنج ۱۲، ۲۴ و ۴۸ در اختیار مصرف‌کننده قرار می‌گیرد.

جریان (Imax): ماکزیمم جریان تولیدی یک ماژول خورشیدی (PV Module) بوده که در طراحی سامانه‌ها نقش تعیین‌کننده‌ای دارد.

توان ماکزیمم (Pmax): حداکثر توانی است که یک ماژول خورشیدی (PV Module) قادر به تأمین آن بوده است. این مقدار حاصل‌ضرب مقدار ولتاژ (در حالت مدارباز) در مقدار جریان (در حالت اتصال کوتاه) در ضریبی به نام ضریب تأمین (Fill Factor) هست.

Pmax = Voc * Isc * F.F

هر چه مقدار F.F به عدد یک نزدیک‌تر باشد به معنی کیفیت بالاتر ماژول خورشیدی است.

کاربردهای انرژی خورشید

در عصر حاضر از انرژی خورشیدی توسط سامانه‌های مختلف استفاده می‌شود که عبارت‌اند از:

استفاده از انرژی حرارتی خورشید برای مصارف خانگی، صنعتی و نیروگاهی.

تبدیل مستقیم پرتوهای خورشید به الکتریسیته به‌وسیله تجهیزاتی به نام فتوولتائیک.