دانلود تحقیق انرژی خورشیدی

اختصاصی از یارا فایل دانلود تحقیق انرژی خورشیدی دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

فرمت فایل : word(قابل ویرایش)

تعداد صفحات:34

فهرست مطالب:
انرژی خورشیدی     1
آب گرم خورشیدی     2
تولید برق از طریق گرمای خورشید     4
سلولهای خورشیدی یا انرژی فتوولتایی     6
انواع کلکتورهای خورشیدی     13
کاربردها    14
تاریخچه ساخت نیروگاههای خورشیدی     18
نیروگاه خورشیدی جورجیای 400 کیلو ولت     19
انرژی خورشید در خدمت آب شیرین     20
استفاده از انرژی خورشیدی و فناوری نانو    27
کاربردهای نیروگاهی خورشیدی     29
نتیجه گیری     31
منابع    32

انرژی خورشیدی
 روی این سیاره است. بیش ار 5000 سال قبل، مردم خورشید را پرستش می‌کردند. اولین پادشاه مصر، خدای خورشیدی، به نام را  (Ra) بود. در بین النهرین، خدای خورشیدی به نام شاماش (Shamash)،‌ خدای اعظم و برابر با عدالت بود. در یونان دو خدای خورشید به نامهای آپولو و هلیوس وجود داشت. تأثیر خورشید در سایر ادیان نیز نمایان است. زرتشتی، مذهب رومی، هندو، بودائی،‌ کاهن (انگلیس)، آزتگ (مکزیک) و خیلی از قبایل بومی امریکا خورشید را پرستش می‌کردند.
 
 امروزه ما میدانیم که خورشید نزدیکترین ستاره به سیاره زمین است. بدون خورشید، امکان ادامه زندگی بر روی این سیاره وجود ندارد. هر روز ما از انرژی خورشید به طرق مختلف استفاده می‌کنیم. زمانیکه لباس‌های خیس را روی طناب آویزان می‌کنیم،‌ گرمای خورشید باعث خشک شدن آنها می‌شود.
گیاهان برای تولید غذا از نور خورشید استفاده می‌کنند. سپس حیوانات، گیاهان را به عنوان غذا می‌خورند. و همانطوریکه در فصل 5 گفتیم ، تجزیه گیاهان در صدها میلیون سال قبل باعث تولید ذغال سنگ، نفت و گاز طبیعی گردید که امروزه ما از آنها استفاده می‌کنیم . بنابراین، سوخت‌های فسیلی در واقع از میلیون‌ها سال قبل نور خورشید را در خود ذخیره نموده‌اند. خورشید و سایر ستارگان بطور غیر مستقیم نقش مهمی را در تولید کلیه انرژی‌ها، بازی می‌کنند. حتی منشاء تولید انرژی هسته‌ای مربوط به یک ستاره است. زیرا اتم‌های اورانیوم در اثر نووا (انفجار یک ستاره) بوجود آمدند.

   آب گرم خورشیدی
 در دهه 1890 در سرتاسر امریکا از آب‌گرم‌کن‌های خورشیدی برای گرم کردن آب استفاده می‌شد. آنها مزیت بیشتری نسبت به کوره‌های زغال سوز و چوب سوز داشتند. در آن زمان از گاز مصنوعی حاصل از ذغال نیز برای گرم نمودن آب استفاده میگردید، اما قیمت آن 10 برابر قیمت گاز طبیعی امروز بود. قیمت برق حتی اگر در شهر شما وجود داشت بسیار گران بود.
[[
 
در آن زمان بسیاری از خانه‌ها از آب‌گرم‌کن‌های خورشیدی استفاده می‌کردند. در سال 1897، حدود 30 درصد از خانه‌های شهر پاسادانا ، واقع در شرق لس‌آنجلس ، مجهز به آب گرم‌کن‌های خورشیدی بودند. با پیشرفت‌های مکانیکی صورت گرفته، سیستم‌های خورشیدی در آریزونا، فلوریدا و خیلی دیگر از مناطق آفتابی ایالت متحده نیز مورد استفاده قرار گرفت. در تصویر ، آب گرم‌کن خورشیدیی را می‌بینید که در سال 1911 در روی سقف خانه‌ای در دره پومونا (Pomona)،‌ واقع در کالیفرنیا، نصب گردید
تا سال 1920، دهها هزار عدد از این آب گرم کن‌های خورشیدی به فروش رسیده بود. اما بعد از این سال، مخازن بزرگ نفت و گاز طبیعی در غرب ایالت متحده کشف شد. با دسترس قرار گرفتن سوخت‌های فسیلی ارزان ، آنها جایگزین سیستم‌های خورشیدی شدند.
 
 
 امروزه، مردم مجدداً شروع به استفاده از آب گرم کن‌های خورشیدی کرده‌اند. در حال حاضر تنها در ایالت کالیفرنیا، ‌بیش از نیم میلیون آب گرم کن خورشیدی وجود دارد. این آب گرم‌کن‌ها در مراکز تجاری و منازل استفاده می‌شود.
همانطوریکه در تصویر می‌بینید ، از این آب‌گرم‌کن‌ها برای استخرهای شنا نیز استفاده میگردد. صفحاتی که بر روی سقف ساختمان نصب شده‌اند دارای یک سری لوله‌های آب هستند. زمانیکه اشعه خورشید به این صفحات و لوله‌ها برخورد می‌کند، آب داخل لوله ها گرم شده و از آن می‌توان برای پرکردن استخر استفاده نمود.

تولید برق از طریق گرمای خورشید
 از انرژی خورشیدی نیز میتوان جهت تولید برق استفاده نمود. بعضی از نیروگاههای خورشیدی، مانند نیروگاههایی که در صحرای مووجاو (Mojava) ، در ایالت کالیفرنیا ، قرار دارد (رجوع به تصویر)، دارای آینه بسیار خمیده ای به نام طشتک سهمی شکل (Parabolic Trough) است که نور خورشید را بر روی لوله ای ، که به طرف نقطه مرکزی در بالای خمیدگی آینه ادامه می‌یابد، متمرکز می‌کند. آینه، نور خورشید را به روی لوله متمرکز کرده و آنرا آنقدر گرم می‌کند که می‌تواند باعث جوشش آب بصورت بخار گردد. سپس از این بخار میتوان برای چرخش توربین و در نتیجه تولید برق استفاده نمود. در نیروگاه خورشیدی صحرای مووجاو، در ایالت کالیفرنیا، از چند ردیف آینه خورشیدی استفاده شده است. این نوع نیروگاهها را نیروگاههای حرارت خورشیدی می نامند. نیروگاههای صحرای مووجاو برای تولید برق 350000 خانه طراحی شده‌اند.
 
 مشکل اصلی در استفاده از این نوع نیروگاهها این است که آنها صرفاً در زمان تابش خورشید کار میکنند. بنابراین در روزهای ابری و شبها، این نیروگاهها نمی‌توانند انرژی تولید کنند. بعضی از نیروگاهها دارای فن آوری دوگانه هستند،‌ بدین ترتیب که در روز از انرژی خورشیدی و در شب و روزهای ابری از گاز طبیعی برای جوشاندن آب و در نتیجه تولید برق استفاده می کنند.
نوع دیگری از نیروگاههای خورشیدی برای تولید برق، نیروگاه برج مرکزی نام دارد (رجوع به تصویر). در بالای برج این نیروگاه، 1800 آینه چرخان نصب شده که نور خورشید را منعکس می‌کنند. این آینه‌ها را « heliostats » می‌نامند که در تمام روز در حال چرخش و حرکت بوده تا رو به خورشید قرار گیرند. نور انعکاس یافته باعث گرم شدن سیالی در مرکز آینه می‌شود. حال ، این سیال گرم می تواند باعث جوشش آب و تولید بخار شده ، و در نتیجه توربین ژنراتور را به گردش در آورد. این نیروگاه آزمایشی ، خورشیدی II نام دارد. شروع کار این نیروگاه به اوایل دهه 1980 بر میگردد، اما اکنون با استفاده از فن آوری جدید بازسازی گردیده است.
 
این نیروگاه برای تأمین برق 10000 خانه طراحی شده است. طبق گفته کارشناسان با احداث نیروگاههای برج مرکزی بزرگتر می‌توان برق  100000 تا 200000 خانه را تامین نمود.
 
سلولهای خورشیدی یا انرژی فتوولتایی
 با استفاده از سلولهای خورشیدی ، مستقیماً می‌توان از نور خورشید برق تولید نمود. سلولهای خورشیدی را سلولهای فتوولتایی یا به اختصار PV نیز می‌نامند. از این نوع سلولها در ماشین حساب یا حتی فضا پیما استفاده می‌شود.


اولین بار آنها در دهة‌ 1950 در ماهواره های فضایی ایالت متحده مورد استفاده قرار گرفتند. این سلولها از سیلیکون (نوع خاصی از ماسه مذاب) ساخته شده‌اند.
                   
زمانیکه نور خورشید به سلولها برخورد می کند، الکترونها آزاد شده و به سمت صفحه جلویی (رنگ آبی تیره)‌ حرکت می‌کنند (به تصویر توجه کنید) . بدین ترتیب یک الکترون اضافی بین جلو و عقب صفحه تولید میشود. زمانیکه دو صفحه توسط یک رابط مثل سیم بهم وصل می‌شوند ، جریان برق بین قطب مثبت و منفی برقرار می گردد.

دانلود مقاله انرژی های نو

اختصاصی از یارا فایل دانلود مقاله انرژی های نو دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

فرمت فایل : word(قابل ویرایش)

تعداد صفحات:41

فهرست مطالب:

مقدمه : ۱

فصل اوّل : کلیاتی درباره انرژی باد : ۲

انرژی باد: ۲

تاریخچه استفاده از انرژی باد : ۵

منشاء باد : ۷

توزیع جهانی باد : ۸

الف – جریان چرخشی هادلی Hadly. 8

ب- جریان چرخش راسبی ( rossby ) 9

اندازه گیری پتانسیل انرژی باد ۹

قدرت باد : ۱۰

روند تحولات تکنولوژی انرژی باد در سالهای اخیر : ۱۱

مزایای بهره برداری از انرژی باد : ۱۲

آینده انرژی باد در ایران : ۱۳

فصل دوم : پتانسیل سنجی سطحی انرژی باد: ۱۴

پتانسیل سنجی چیست؟. ۱۴

بادسنجها و انواع آنها ۱۶

پتانسیل باد درایران: ۱۸

نقشه ها و اطلس های موجود باد: ۲۰

فصل سوم : استحصال انرژی از باد (توسط توربینهای بادی) ۲۱

انرژی بادی و توربینهای بادی: ۲۱

انواع توربینهای بادی. ۲۲

الف- توربینهای بادی با محور چرخش عمودی. ۲۲

ب- توربینهای بادی با محور چرخش افقی. ۲۳

این توربینها چگونه کار می کنند؟. ۲۳

انواع کاربرد توربینهای بادی. ۲۶

الف: کاربردهای غیر نیروگاهی. ۲۶

الف-۲ )کاربرد توربینهای کوچک بعنوان تولید کننده برق. ۲۷

الف-۳ )شارژ باتری. ۲۸

ب: کاربردهای نیروگاهی. ۲۸

توربینهای بادی و ذخیره انرژی. ۳۰

فصل چهارم: انرژی، باد و محیط زیست : ۳۱

منبع: 37

مقدمه :

گستردگی نیاز انسان به منابع انرژی همواره از مسائل اساسی مهم در زندگی بشر بوده و تلاش برای دستیابی به یک منبع تمام نشدنی انرژی از آرزوهای دیرینه انسان بوده است، از نقوش حک شده بر دیوار غارها می توان دریافت که بشر اولیه توانسته بود نیروی ماهیچه ای را به عنوان یک منبع انرژی مکانیکی به خوبی شناخته و از آن استفاده کند. ولی از آنجایی که این نیرو بسیار محدود و ضعیف است انسان همواره در تصورات خود نیرویی تمام نشدنی را جستجو می کرد که همواره در هر زمان و مکان در دسترس باشد. این موضوع را می توان در داستانهای مختلف که ساخته تخیل و ذهن بشر نخستین بوده ، به خوبی دریافت. کم کم با پیشرفت تمدن بشری ، چوب و پس از آن ذغال سنگ ، نفت و گاز وارد بازار انرژی گردیدند. اما به دلیل افزایش روز افزون نیاز به انرژی و محدودیت منابع فسیلی از یک سو افزایش آلودگی محیط زیست ناشی از سوزاندن این منابع از سوی دیگر استفاده از انرژی های تجدید پذیر را روز به روز با اهمیت تر و گسترده تر نموده است.

انرژی باد یکی از انواع اصلی انرژی های تجدید پذیر می باشد که از دیر باز ذهن بشر را به خود معطوف کرده بود به طوری که وی همواره به فکر کاربرد این انرژی در صنعت بوده است. بشر از انرژی باد برای به حرکت در آوردن قایقها و کشتیهای بادبانی و آسیابهای بادی استفاده می کرده است. در شرایط کنونی نیز با توجه به موارد ذکر شده و توجیه پذیری اقتصادی انرژی باد در مقایسه با سایر منابع انرژیهای نو، پرداختن به انرژی باد امری حیاتی و ضروری به نظر می رسد. در کشور ما ایران- قابلیتها و پتانسیل های مناسبتی جهت نصب و راه اندازی توربین های برق بادی وجود دارد، که با توجه به توجیه پذیری آن و تحقیقات ، مطالعات و سرمایه گذاری که در این زمینه صورت گرفته ، توسعه و کاربرد این تکنولوژی چشم انداز روشنی را فراروی سیاست گذاران بخش انرژی کشور در این زمینه قرار داده است.

فصل اوّل : کلیاتی درباره انرژی باد :

• انرژی باد:

انرژی باد نظیر سایر منابع انرژی تجدید پذیر از نظر جغرافیایی گسترده و در عین حال به صورت پراکنده و غیر متمرکز و تقریبا همیشه در دسترس می باشد. انرژی باد طبیعتی نوسانی و متناوب داشته و وزش دائمی ندارد. هزاران سال است که انسان با استفاده از آسیابهای بادی ، تنها جزء بسیار کوچکی از آن را استفاده می کند.

این انرژی تا پیش از انقلاب صنعتی به عنوان یک منبع انرژی ، به طور گسترده ای مورد بهره برداری قرار می گرفت، ولی در دوران انقلاب صنعتی ، استفاده از سوختهای فسیلی به دلیل ارزانی و قابلیت اطمینان بالا، جایگزین انرژی باد شد. در این دوره ، توربینهای بادی قدیمی دیگر از نظر اقتصادی قابل رقابت با بازار انرژیهای نفت و گاز نبودند. تا اینکه در سالهای 1973 و 1978 دو شوک بزرگ نفتی ، ضربه بزرگی به اقتصاد انرژی های حاصل از نفت و گاز وارد آورد. به این ترتیب هزینه انرژی تولید شده بوسیله توربینهای بادی ، در مقایسه با نرخ جهانی قیمت انرژی بهبود یافت . پس از آن مراکز و موسسات تحقیقاتی و آزمایشگاهی متعددی در سراسر دنیا به بررسی تکنولوژیهای مختلف جهت استفاده از انرژی باد به عنوان یک منبع بزرگ انرژی پرداختند. به علاوه این بحران باعث ایجاد تمایلات جدیدی در زمینه کاربرد تکنولوژی انرژی باد جهت تولید برق متصل به شبکه ، پمپاژ آب و تامین انرژی الکتریکی نواحی دور افتاده شد. همچنین در سالهای اخیر ، مشکلات زیست محیطی و مسایل مربوط به تغییر آب و هوای کره زمین به علت استفاده از منابع انرژی فسیلی بر شدت این تمایلات افزوده است. از سال 1975 پیشرفتهای شگرفی در زمینه توربینهای بادی درجهت تولید برق به عمل آمده است. در سال 1980 اولین توربین برق بادی متصل به شبکه سراسری نصب گردید. بعد از مدت کوتاهی اولین مزرعه برق بادی چند مگاواتی در آمریکا نصب و به بهره برداری رسید.

در پایان سال 1990 ظرفیت توربینهای برق بادی متصل به شبکه در جهان به MW 200 رسید که توانایی تولید سالانه Gwh 3200 برق را داشته که تقریبا تمام این تولید مربوط به ایالت کالیفرنیا آمریکا و کشور دانمارک بود. امروزه کشورهای دیگر نظیر هلند، آلمان ، بریتانیا، ایتالیا و هندوستان برنامه های ملی و ویژه ای را در جهت توسعه و عرضه تجاری انرژی باد آغاز کرده اند. در طی دهه گذشته ، هزینه تولید انرژی به کمک توربینهای بادی به طور قابل ملاحظه ای کاهش یافته است.

در حال حاضر توربینهای بادی از کارآیی و قابلیت اطمینان بیشتری در مقایسه با 15 سال پیش برخوردارند. با این همه استفاده وسیع از سیستم های مبدل انرژی باد ( WECS ) هنوز آغاز نگردیده است. در مباحث مربوط به انرژی باد ، بیشتر تاکیدات اتصال به شبکه است زیرا این نوع از کاربرد انرژی باد می تواند سهم مهمی در تامین برق مصرفی جهان داشته باشد. بر اساس برنامه سیاستهای جاری (CP ) ، تخمین زده می شود که سهم انرژی باد درتامین انرژی جهان در سال 2020 تقریبا برابر باTwh 375 در سال خواهد بود. این میزان انرژی با استفاده از توربینهای بادی ، به ظرفیت مجموع GW 180 تولید خواهد گردید.

اما در قالب برنامه ضرورتهای زیست محیطی (ED ) سهم این انرژی در سال 2020 بالغ بر   Twh 970 در سال خواهد بود، که با استفاده از توربینهای بادی به ظرفیت مجموع GW 470 تولید خواهد شد. به طور کلی با استفاده از انرژی باد ، به عنوان یک منبع انرژی در دراز مدت می توان دو برابر مصرف انرژی الکتریکی فعلی جهان را تامین کرد.

• تاریخچه استفاده از انرژی باد :

بشر از زمانهای بسیار دور به نیروی لایزال باد پی برده و سالها بود که از این انرژی برای به حرکت در آوردن کشتی ها و آسیابهای بادی بهره می گرفت . طی سالیان دراز ثابت شده است که می توان انرژی باد را به انرژی مکانیکی و یا انرژی الکتریکی تبدیل کرد و مورد استفاده قرار داد. منابع تاریخی نشان می دهند که ساخت آسیابها در ایران ، عراق، مصر و چین قدمت باستانی داشته و در این تمدنها ، از آسیابهای بادی برای خرد کردن دانه ها و پمپاژ آب استفاده می شده است. چنانچه از شواهد تاریخی بر می آید ، در قرن 17 قبل از میلاد، هامورابی پادشاه بابل طرحی ارائه داده بود تا بتوان به کمک آن دشت حاصلخیز بین النهرین را توسط انرژی حاصل از باد آبیاری نمود. آسیابهای که در آن زمان ساخته می شدند از نوع ماشینهای محور قائم و شبیه به آنهایی هستند که امروزه آثار آنها در نواحی خواف و تایباد ایران به چشم می خورد. ایرانیان اولین کسانی بودند که در حدود 200 سال قبل از میلاد مسیح برای آرد کردن غلات از آسیابهای بادی با محور قائم استفاده کردند. مثلا در کتابهای قدیمی نوشته اند: دیار سیستان دیار باد و ریگ است و همان شهری است که گویند باد آنجا آسیابها را گرداند و آب از چاه کشد و باغها را سیراب کند و در همه دنیا شهری نیست که بیشتر از آنجا از باد سود ببرد. و نیز نوشته اند که در سیستان بادهای سخت مدام می وزد و به همین سبب در آنجا آسیابهای بادی برای آرد کردن گندم ساخته اند. از دیگر استانهای دارای قدمت کاربرد انرژی باد می توان به کرمان ، اصفهان ، و یزد اشاره نمود که در این مکانها در زمانهای قدیم برا ی خنک کردن منازل از کانالهای مخصوص جهت هدایت باد استفاده می کردند. بعد از ایران کشورهای عربی و اروپایی پی به قدرت باد در تبدیل انرژی بردند.

در قرن سوم قبل از میلاد ، یک محقق مصری که در زمینه نیروی هوای فشرده تحقیق می کرد، آسیاب بادی چهار پره ای را با محور افقی طراحی نمود که از هوای فشرده آن جهت نواختن یک ارگ استفاده می کرد. با توجه به شواهد موجود می توان ادعا کرد که زادگاه ماشینهای بادی از نوع محور قائم ، حوزه شرقی مدیترانه و چین بوده است. در قرون وسطی ، آسیابهای بادی در ایتالیا ، فرانسه ، اسپانیا و پرتقال متداول گردید وکمی بعد در بریتانیا ، هلند و آلمان نیز بکار گرفته شد. برخی از مورخان اظهار داشته اند که ورود این آسیابها به اروپا را باید مدیون شرکت کنندگان در جنگهای صلیبی دانست که از خاورمیانه باز می گشتند. آسیابهای بادی که در اروپا ساخته می شدند از نوع آسیابهای محور افقی و چهار پره بودند که برای آرد کردن حبوبات و گندم بکار می رفتند. مردم هلند آسیابهای بادی را از سال 1350 میلادی به منظور خشک کردن زمین های پست ساحلی و همچنین گرفتن روغن از دانه ها و بریدن چوب و تهیه پودر رنگ برای رنگرزی به کار گرفتند. آنچه که هلند را در قرن هفدهم میلادی در زمره غنی ترین و صنعتی ترین مردم اروپا قرار داد، صنعت کشتی سازی و ساخت آسیابهای بادی در آن کشور بود. توربین های بادی بطنی که شامل پره های متعدد هستند، بعدها متداول شدند. در آغاز قرن بیستم اولین توربین های بادی سریع و مدرن ساخته شدند. امروزه فعالترین کشورها در این زمینه آلمان، اسپانیا ، دانمارک، هندوستان و آمریکا می باشند.

• منشاء باد :

هنگامی که تابش خورشید به طور نامساوی به سطوح ناهموار زمین می رسد سبب ایجاد تغییرات در دما و فشار می گردد و در اثر این تغییرات باد بوجود می آید.

همچنین اتمسفر کره زمین به دلیل حرکت وضعی زمین، گرما را از مناطق گرمسیری به مناطق قطبی انتقال می دهد. که این امر نیز باعث بوجود آمدن باد می گردد. جریانات اقیانوسی نیز به صورت مشابه عمل نموده و عامل 30% انتقال حرارت کلی در جهان می باشند. در مقیاس جهانی این جریانات اتمسفری به صورت یک عامل قوی جهت انتقال حرارت و گرما عمل می نمایند. دوران کره زمین نیز می تواند در برقراری الگوهای نیمه دائم جریانات سیاره ای در اتمسفر، انرژی مضاعف ایجاد نماید.

پس همانطور که عنوان شد باد یکی از صورتهای مختلف انرژی حرارت خورشیدی می باشد که دارای یک الگوی جهانی نیم پیوسته می باشد. تغییرات سرعت باد، ساعتی ، روزانه و فصلی بوده و متاثر از هوا و توپوگرافی سطح زمین می باشد. بیشتر منابع انرژی باد در نواحی ساحلی و کوهستانی واقع شده اند.

• توزیع جهانی باد :

به طور کلی جریان باد در جهان دارای دو نوع توزیع می باشد:

الف – جریان چرخشی هادلی Hadly

بین عرضهای جغرافیایی 30 درجه شمالی و 30 درجه جنوبی ، هوای گرم شده در استوا به بالا صعود کرده و هوای سردتری که از شمال و جنوب می آید جایگزین آن می شود. این جریان را چرخش هادلی می نامند. در سطح کره زمین این جریان بدین معنی است که بادهای سرد به طرف استوا می وزند و از طرف دیگر هوایی که در 30 درجه شمالی و 30 درجه جنوبی به پایین می آید خیلی خشک است و به دلیل آنکه سرعت دوران زمین در این عرضهای جغرافیایی به مراتب کمتر از سرعت دوران زمین در استوا است، به سمت شرق حرکت می کند. معمولا در این عرض های جغرافیایی نواحی بیابانی مانند صحرا قرار دارند.

ب- جریان چرخش راسبی ( rossby )

بین عرضهای جغرافیایی 30 درجه شمالی ( جنوبی ) و 70 درجه شمالی (جنوبی ) عمدتا بادهای غربی در جریان هستند. این بادها تشکیل یک چرخش موجی را می دهند و هوای سرد را به جنوب و هوای گرم را به شمال انتقال می دهند. این الگو را جریان راسبی می نامند.

• اندازه گیری پتانسیل انرژی باد

پتانسیل انرژی باد به عنوان یک منبع قدرت در مناطق مختلف و بر اساس اطلاعات موجود در مورد منابع باد قابل دسترس در هر منطقه مورد مطالعه قرار گرفته است.

دانلود مقاله انرژی زمین گرمایی، کاربردها و مزیت های آن در ایران

اختصاصی از یارا فایل دانلود مقاله انرژی زمین گرمایی، کاربردها و مزیت های آن در ایران دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

فرمت فایل : word(قابل ویرایش)

تعداد صفحات:16

فهرست مطالب:

انرژی زمین گرمایی، کاربردها و مزیت های آن در ایران

   چگونگی انتقال گرمای زمین به سطح زمین:

مکان های مناسب برای بهره برداری از انرژی زمین گرمایی:
کاربرد انرژی زمین گرمایی:   

 سه نوع نیروگاه زمین گرمایی برای تولید برق وجود دارد:

 نیروگاه تولید برق از انرژی زمین گرمایی
مزایای استفاده از انرژی گرمایی برای تولید الکتریسیته:

مصارف دیگر انرژی زمین گرمایی:

انرژی زمین گرمایی در ایران:

منابع

انرژی زمین گرمایی، کاربردها و مزیت های آن در ایران     
ژئوترمال از کلمه ی یونانی "ژئو" به معنی زمین، و (ترمال) به معنی گرما و گرمایی گرفته شده است. بنابراین، انرژی ژئوترمال به معنای (انرژی زمین گرمایی) یا انرژی با منشا درونی زمین است. این انرژی، به شکل گرمای محسوس، از بخش درونی زمین است. این انرژی، به شکل گرمای محسوس، از بخش درونی زمین منشا می گیرد و این انرژی در سنگ ها و آب های موجود در شکاف ها و منافذ داخل سنگ در پوسته ی زمین وجود دارد. مشاهدات به عمل آمده از معادن عمیق و چاه های حفاری شده نشان می دهد که درجه ی حرارت سنگ ها به طور پیوسته با عمق زمین افزایش می یابد، هر چند نرخ افزایش درجه ی حرارت ثابت نیست. با این روند، درجه ی حرارت در قسمت بالایی جبه به مقادیر بالایی می رسد و سنگ ها در این قسمت به نقطه ی ذوب خود نزدیک می شوند.
   منشا این گرما در پوسته و جبه ی زمین، به طور عمده تجزیه ی مواد رادیواکتیو است. در طول عمر زمین، این گرمای درونی به طور آرام تولید شده و در درون زمین محفوظ و محبوس مانده است. همین امر موجب شده است که منبع انرژی مهمی فراهم شود و امروزه به عنوان انرژی نامحدودی در مقیاس انسانی مورد توجه قرار گیرد.
 

   از طرف دیگر، نظریه های موجود در خصوص تکامل زمین نیز مبنایی برای توضیح وجود گرما در داخل زمین هستند. مطالعات نشان می دهد که زمین در زمان پیدایش (حدود 5/4 میلیارد سال قبل) حالت مذاب داشته، تدریجا سرد شده و بخش خارجی آن به صورت جامد درآمده است. اما بخش های داخلی آن، به دلیل کندی از دست دادن گرما، حالت مذاب خود را حفظ کرده و دارای درجه ی حرارت بالایی است و می تواند منبع گرمایی درونی پوسته باشد که از هسته به طرف خارج منتقل می شود.
   
   چگونگی انتقال گرمای زمین به سطح زمین:
   گرما از هسته ی زمین به طور پیوسته به طرف خارج حرکت می کند. این جریان از طریق انتقال و هدایت گرمایی، گرما را به لایه های سنگی مجاور (جبه) می رساند. وقتی درجه ی حرارت و فشار به اندازه ی کافی بالا باشد، بعضی از سنگ های جبه ذوب می شوند و ماگما به وجود می آید. سپس به دلیل سبکی و تراکم کمتر نسبت به سنگ های مجاور، ماگما به طرف بالا منتقل می شود و گرما را در جریان حرکت، به طرف پوسته ی زمین حمل می کند.
   گاهی اوقات، ماگمای داغ به سطح زمین می رسد و گدازه را به وجود می آورد. اما بیشتر اوقات، ماگما در زیر سطح زمین باقی می ماند و سنگ ها و آب های مجاور را گرم می کند. این آب ها بیشتر منشاء سطحی دارند و حاصل آب بارانی هستند که به اعماق زمین نفوذ کرده است. بعضی از این آب های داغ از طریق گسل ها و شکست های زمین به طرف بالا حرکت می کنند و به سطح زمین می رسند که به عنوان چشمه های آب گرم و آبفشان شناخته می شوند. اما بیشتر این آب ها در اعماق زمین، در شکاف ها و سنگ های متخلخل محبوس می مانند و منابع زمین گرما را به وجود می آورند.
   
    
   



مکان های مناسب برای بهره برداری از انرژی زمین گرمایی:

   مناطق دارای چشمه های آب گرم و آبفشان ها، اولین مناطقی هستند که در آن ها انرژی زمین گرمایی مورد بهره برداری قرار گرفته و توسعه یافته است. در حال حاضر، تقریبا تمام نیروی الکتریسیته حاصل از انرژی زمین گرمایی از چنین مکان هایی به دست می اید. در بعضی از مناطق، تزریق ماگما به درون پوسته ی زمین، به اندازه ی کافی جدید و هنوز خیلی داغ است. در این نواحی، درجه ی حرارت سنگ ممکن است به 300 درجه ی سانتی گراد برسد و مقادیر عظیمی انرژی گرمایی فراهم کند. بنابراین، انرژی زمین گرمایی در مکان هایی که فرایندهای زمین شناسی اجازه داده اند ماگما تا نزدیکی سطح زمین بالا بیاید، یا به صورت گدازه جریان یابد، می تواند تشکیل شود. ماگما نیز در سه منطقه می تواند به سطح زمین نزدیک شود:
   1- محل برخرود صفحات قاره ای و اقیانوسی (فرورانش)؛ مثلا حلقه ی آتش دور اقیانوس آرام.
   2- مراکز گسترش؛ محلی که صفحات قاره ای از هم دور می شوند، نظیر ایسلند و دره ی کافتی آفریقا
   3- نقاط داغ زمین؛ نقاطی که ماگما را پیوسته از جبه به طرف سطح زمین می فرستند و ردیفی از آتشفشان را تشکیل می دهند.
   
   کاربرد انرژی زمین گرمایی:   
   از زمان های دور، مردم از آب زمین گرمایی که آزادانه در سطح زمین به صورت چشمه های گرم جاری بودند، استفاده کرده اند. رومی ها برای مثال از این آب برای درمان امراض پوستی و چشمی بهره می گرفتند. در (پمپئی( برای گرم کردن خانه ها از آن استفاده می شد. بومی های آمریکا نیز از آب زمین گرمایی برای پختن و مصارف دارویی بهره می گرفتند. امروزه، با حفر چاه به درون مخازن زمین گرمایی، و مهار آب داغ و بخار، از آن برای تولید نیروی الکتریسیته در نیروگاه زمین گرمایی و یا مصارف دیگر بهره برداری می کنند.
   در نیروگاه زمین گرمایی، آب داغ و بخار خارج شده از مخازن زمین گرمایی، نیروی لازم برای چرخاندن ژنراتور توربین را فراهم می آورد و انرژی الکتریسیته تولید می کند. آب مورد استفاده، از طریق چاه های تزریق به مخزن برگشت داده می شود تا دوباره گرم شود و در عین حال، فشار مخزن حفظ، و تولید آب داغ و بخار تقویت شود و ثابت باقی بماند.
 

   
   سه نوع نیروگاه زمین گرمایی برای تولید برق وجود دارد:
   1- نیروگاه خشک: این نیروگاه روی مخازن ژئوترمالی که بخار خشک با آب خیلی کم تولید می کنند، ساخته می شوند. در این روش، بخار از طریق لوله به طرف نیروگاه هدایت می شود و نیروی لازم برای چرخاندن ژنراتور توربین را فراهم می کند. این گونه مخازن با بخار خشک کمیاب است. بزرگترین میدان بخار خشک در دنیا، آب گرم جیزرز در 90 مایلی شمال کالیفرنیاست که تولید الکتریسیته در آن، از سال 1962 شروع شده است و امروزه به عنوان یکی از موفق ترین پروژه های تولید انرژی جایگزین محسوب می شود.
   2- نیروگاه بخار حاصل از آب داغ: این نوع نیروگاه روی مخازن دارای آب داغ احداث می شود. در این مخازن با حفر چاه، آب داغ به سطح می آید و به دلیل آزاد شدن از فشار مخازن، بخشی از آن به بخار تبدیل می شود. این بخار برای چرخاندن توربین به کار می رود. چنین نیرگاه هایی عمومیت بیشتری دارند، زیرا بیشتر مخازن زمین گرمایی حاوی آب داغ هستند. فناوری مزبور برای اولین بار در نیوزیلند به کار گرفته شد.
   3- نیروگاه ترکیبی (بخار و آب داغ): در این سیستم، آب گرم از میان یک مبدل گرمایی می گذرد و گرما را به یک مایع دیگر می دهد که نسبت به آب در درجه حرارت پائین تری می جوشد. مایع دوم در نتیجه ی گرم شدن به بخار تبدیل می شود و پره های توربین را می چرخاند. سپس متراکم می شود و مایع حاصله دوباره مورد استفاده قرار می گیرد. آب زمین گرمایی نیز دوباره به درون مخازن تزریق می شود. این روش برای استفاده از مخازنی که به اندازه ی کافی گرم نیستند که بخار با فشار تولید کنند، به کار می رود.
    

دانلود مقاله سیستم توزیع انرژی الکتریکی

اختصاصی از یارا فایل دانلود مقاله سیستم توزیع انرژی الکتریکی دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

فرمت فایل : word(قابل ویرایش)

تعداد صفحات:40

فهرست مطالب:

مقدمه

شبکه و هادیهای آن

نحوه انتقال و توزیع انرژی الکتریکی

شبکه های هوایی و متعلقات آن:

حداکثر نیروی کششی برای چند نمونه سیم هوایی عبارتند از :

فاصله بین سیمها

فاصله بین پایه ها  :

شکم ( فلش ) سیم :

فاصله آزاد سیمها

حریم مجاز شبکه های هوایی

متعلقات سیمهای هوایی

انواع پایه ها

1-1 پایه چوبی:

2-1 پایه بتونی

3-1 پایه های فولادی

2. مقره ها:

1-2 مقره سوزنی (ثابت یا میخی)

2-2 مقره آویز (بشقابی)

3. کنسولها

کابل کاغذی

علائم اختصاری کابل کمربندی

بعضی از علائم اختصاری مربوط به کابلهای کاغذی

کابلهای لاستیکی و پلاستیکی

علائم اختصاری کابلهای لاستیکی و پلاستیکی

مفصل

مقدمه :
انرژی الکتریکی در مقایسه با سایر انرژی ها از محاسن ویژه ای برخوردار است و همین محاسن است که ارزش و اهمیت و کاربرد آنرا فوق العاده روز افزون ساخته است . بعنوان نمونه می توان خصوصیات زیر را نام برد:
1. هیچگونه محدودیتی از نظر مقدار در انتقال و توزیع انرژی وجود ندارد.
2. عمل انتقال این انرژی برای فواصل زیاد بسهولت امکان پذیر است .
3. تلفات این انرژی در طول خطوط انتقال و توزیع کم و دارای راندمان نسبتا بالایی است.
4. کنترل و تبدیل و تغییر این انرژی بسیار انرژی ها به آسانی انجام پذیر است .
بطور کلی هر سیستم انرژی الکتریکی دارای سه قسمت اصلی می باشد:
1. مرکز تولید نیرو (نیروگاه)
2. خطوط انتقال نیرو
3. شبکه های توزیع نیرو
معلولا نیروگاهها با توجه به جوانب ایمنی و اقتصادی و بخصوص با توجه به نوعشان (آبی،بخاری،گازی) در مسافتی دور از مصرف کننده ها ساخته می شوند. وظیفه خطوط انتقال نیرو با تجهیزات مختلف مربوطه این است که انرژی تولید شده را به شبکه های توزیع منتقل نماید.
عمل انتقال نیروی برق با فشار الکتریکی کم امکان پذیر نیست ، بلکه جهت انتقال از فشار الکتریکی زیاد استفاده می شود. که بعدا در نزدیکی محل مصرف به فشار الکتریکی کم تبدیل شده و توزیع خواهد شد. اگر چه جهت مصرف کنندگان عمده نیز امکان تغذیه با فشار کم وجود دارد ولیکن در اینگونه موارد بهتر است که مستقیما انشعاب فشار قوی (زیاد)داد.
خلاصه اینکه در هر مجتمع بزرگ صنعتی و یا درهرشهری حداقل یک شبکه فشار قوی بایستی وجودداشته باشدتادر نقاط مختلف شبکه های فشار ضعیف (شبکه های توزیع) را تغذیه نمایند و انتخاب این فشار تابع بزرگی محل و بار شبکه خواهد بود. برای اینکه بتوان سیستمهای مختلف انتقال و توزیع برق را بسهولت به یکدیگر مرتبط نمود ،از فشارهای استاندارد شده ای استفاده می شود که عبارتند از :
(400-230)KV         (132-63) KV            (20-6) KV                (400) V
      فشار ضعیف          فشار متوسط               فشار قوی           فشار خیلی قوی
در ایران جهت تغذیه مصرف کننده ها عموما از جریان متناوب سه فازه فشار ضعیف ولتی از فشار متوسط (اکثرا  20kv  ) و جهت تغذیه پستهای فشار متوسط از فشار قوی (اکثرا  63kv  ) استفاده می شود. از فشار خیلی قوی جهت ارتباط نیروگاهها بهره برداری می گردد.
نقش شبکه توزیع (فشار ضعیف و فشار متوسط) یک مجتمع (یا یک شهر) را چه از نظر حجم و چه از نظر وسعت و چه از نظر ارزش و اهمیت می توان به مویرگهای بدن تشبیه نمود که آخرین و مهمترین وظیفه یعنی تغذیه مصرف کننده ها را عهده دار می باشد. لذا به منظور تامین انرژی مورد نیاز مصرف کننده ها شبکه های توزیع (فشار ضعیف و متوسط) دربخشهای مختلف صنعتی و کشاورزی و مسکونی و عمومی (تجاری) دارای شرایط و خصوصیات معینی می باشد. این شرایط که در هر شبکه توزیع می باید مورد توجه قرار گیرد عبارتند از :
1. شرط اول جهت تامین انرژی الکتریکی مورد نیاز مشترکین (بعنوان مصرف کننده) این است که شرکتهای برق موظفند بطور دائم در طول شبانه روز آن مقدار قدرتی که مشترک درخواست نموده و مورد توافق قرار گرفته در اختیارش قرار دهند . بنابراین در انتخاب میزان قدرت و نوع شبکه و سیم کشی و اجرای عملیات آن بایستی دقت زیادی شود.
2. شرط دوم جهت تامین انرژی مصرف کننده ها این است که وضعیت شبکه ها باید طوری باشدتادر مواقع خرابی یک قسمت از شبکه در تغذیه مصرف کننده ها وقفه ای حاصل نشود.
3. عیب یابی سریع ناشی از عایق بندی (ایزولاسیون) شرط سومی می باشد که در توزیع انرژی الکتریکی بایستی مورد نظر باشد، شبکه ها باید طوری باشند که بتوان معایب ناشی از عایق بندی و پاره گی خطوط و سایر معایب را فوری و بطور مطمئن پیدا کرده و به سرعت آنها را برطرف نمود.
4. با برقراری شرایط بالا، چهارمین شرط انتخاب شبکه ایست که مناسب ترین و ارزانترین روش توزیع انرژی را در بر داشته باشد.
عدم رعایت موارد فوق سبب می شود که اشکالات زیادی در شبکه های توزیع بوجود آید؛ از افت و ولتاژهای فوق العاده زیادتر از حد مجاز گرفته تا تلفات زاد انرژی و از اضافه بار روی ترانسفورماتورها گرفته تا خاموشیهای طولانی در سطوح وسیع.

دانلود مقاله تولید انرژی

اختصاصی از یارا فایل دانلود مقاله تولید انرژی دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

فرمت فایل : word(قابل ویرایش)

تعداد صفحات:19

فهرست مطالب:

1-در تکاپوی تأمین انرژی
2-نفت خام وفرآورده های آن
3-گاز طبیعی
4-برق
5-سایر منابع انرژی
6-فهرست منابع

در تکاپوی تأمین انرژی
انرژی، عنصر اول است تا دنیای صنعتی، صنعتی تر شود. بی دلیل نیست که برنامه ریزی های کنونی اقتصاد دنیا به سمت و سوی تأمین کافی و مطمئن انواع مختلف انرژی سوق پیدا کرده و در شرایط کنونی برای حیات انسان ها بر روی کره خاکی راهی بجز این متصور نیست.آژانس بین المللی انرژی در گزارش سال 2002 خود به بررسی دورنمای میزان تولید و مصرف انرژی، همزمان با رشد اقتصادی کشورها پرداخته است. در مطلب زیر که از پایگاه اینترنتی سازمان بهینه سازی مصرف سوخت کشور اخذ شده است پیش بینی کلیات رشد اقتصادی کشورها به عنوان عامل محرک رشد تقاضا برای انرژی، افزایش جمعیت، قیمت نفت خام و سیاست های کلان انرژی کشورها در بلندمدت و در عین حال روند تأمین انرژی و چشم انداز بازار آن ارائه شده است.رشد 3 درصدی تولید ناخالص دنیارشد اقتصادی، مهمترین عامل محرک رشد تقاضا برای انرژی است. در این گزارش فرض بر این است که تولید ناخالص جهان بین سال های 2000 تا 2030، به طور میانگین سالانه 3 درصد رشد خواهد کرد. این نرخ رشد اندکی کمتر از آن چیزی است که در سه دهه گذشته شاهد بوده ایم. پیش بینی می شود نرخ رشد اقتصادی جهان از سال 2003 با افزایش محسوسی همراه شود و تا سال 2010 بر همین منوال ادامه پیدا کند، ولی پس از آن با کاسته شدن از شتاب رشد اقتصادی کشورهای در حال توسعه، که اقتصاد آنها به درجه ای از بلوغ می رسد و رشد جمعیت آنها کندتر می شود، نرخ رشد اقتصاد جهانی هم فروکش کرده و تا سال 2030 پیوسته از رشد آن کاسته می شود.
پیش بینی (فرض) می شود بر جمعیت جهان طی 30 سال آینده، یک سوم افزوده شده و جمعیت از حدود 6 میلیارد نفر در سال 2000 به 8/2 میلیارد نفر در سال 2030برسد. نرخ رشد جمعیت جهان که در دهه 1990، معادل 1/4 درصد در سال بود در دوره
2000-2030، به یک درصد در سال خواهد رسید. بخش اعظم رشد جمعیت جهان طی این دوره در مناطق شهری کشورهای در حال توسعه روی خواهد داد.
پیش بینی (فرض) می شود که قیمت های نفت خام تا سال 2010، کمابیش ثابت و در سطح 21 دلار برای هر بشکه (به قیمت ثابت سال 2000) باقی خواهد ماند که این برابر با میانگین قیمت واقعی نفت طی 15 سال گذشته است. پس از سال 2010 قیمت های نفت خام به تدریج و در یک روند افزایشی یکنواخت تا سال 2030 به 29 دلار خواهد رسید. طی همین سال ها، قیمت گاز طبیعی نیز کمابیش همراه با قیمت های نفت خام نوسان خواهد کرد و قیمت های منطقه ای در اروپا، آمریکای شمالی و حوزه
آسیا-اقیانوسیه به تدریج به یکدیگر نزدیک خواهند شد. قیمت زغال سنگ تا سال 2010 کمابیش بدون تغییر خواهد ماند و پس از آن به آرامی افزایش خواهد یافت.
تغییر در سیاست های دولت ها و تحولات تکنولوژیک، همراه با شرایط کلان اقتصادی و تغییرات قیمت های نفت، مهمترین عوامل نااطمینانی در چشم انداز آتی انرژی جهان هستند. این عوامل، هم بر تقاضا وهم بر عرضه انرژی و نرخ سرمایه گذاری در زیرساخت های عرضه انرژی تأثیر خواهند گذاشت. طبعاً پیش بینی های ما درخصوص دهه سوم از دوره 30 ساله آتی، با نااطمینانی بیشتری همراه است.روندهای آتی انرژی جهان طبق سناریوی مرجع، مصرف انرژی در جهان تا سال 2030 روند افزایشی یکنواختی را دنبال خواهد کرد. سوخت های فسیلی کماکان اصلی ترین منبع تأمین انرژی خواهند بود و بیش از 90 درصد افزایش مصرف انرژی ظرف 30 سال آینده از طریق این سوخت ها تأمین خواهد شد.