بخشی از مقاله
خلاصه:
انرژی خورشیدی یکی از منابع انرژیهای تجدیدپذیر و از مهمترین آنها میباشد. میزان تابش انرژی خورشیدی در نقاط مختلف جهان متغیر بوده و در کمربند خورشیدی زمین بیشترین مقدار را داراست. کشور ایران با 300 روز آفتابی در بیش از دو سوم آن و متوسط تابش 5,4 – 5,5 کیلووات ساعت بر متر مربع در روز 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.
استان خوزستان که در قسمت جنوب غربی کشور ایران قرار گرفته دارای تابش مستقیم نور خورشید در بیشتر فصلهای سال است و بدین ترتیب ظرفیت مناسبی برای استفاده از این انرژی خدادی در این استان فراهم شده است. تولید برق توسط انرژی خورشیدی سبب جلوگیری از آلودگی زیست محیطی و حفظ انرژی فسیلی میگردد، بدین ترتیب بنظر میرسد استفاده از این انرژی در ایران معقول باشد.
در این مقاله با در نظر گرفتن یکی از پر ترددترین معابر اهواز واقع در استان خوزستان به بررسی بکارگیری سلولهای فتوولتاییک جهت روشنایی معابر و مقایسه ی آن با سیستم روشنایی معمولی می پردازیم و این سیستم را از لحاظ فنی و اقتصادی و همچنین سود و ضرر مورد بررسی قرار میدهیم. روش نگارش در این پژوهش بر اساس مطالعهی کیفی و از نوع ارزیابی-عینی-میدانی بوده و روش گردآوری اطلاعات به صورت میدانی و بازدید از محل و کتابخانه ای بوده است. نتایج حاصل از پژوهش نشان میدهد که استفاده از فناوری فتوولتاییک در دراز مدت دارای صرفه اقتصادی بوده و امروزه گران ترین نوع برق تولیدی می باشد و به همین دلیل ، اغلب تمایل دارند که سایر منابع انرژی را انتخاب نمایند.
-1مقدمه:
تولید نیروی برق یکی از پایههای قدرت اقتصادی یک کشور می باشد، به همین دلیل نیز افزایش تولید الکتریسیته و ارزش افزوده آن در چند دهه اخیر مورد توجه بوده است. مقادیر بسیاری از سوختهای فسیلی تجدید ناپذیر که امروزه برای تولید انرژی مصرف می شوند، سوختهایی هستند که در دسترس نسلهای آینده نخواهد بود و آیندگان از آن محروم خواهند ماند. بدلیل فرایندهایی که در تبدیل سوخت به انرژی نقش دارند در دراز مدت اثرات منفی بر محیط زیست گذاشته و خواهند گذاشت.
در این میان با روی آوری و دست یابی به تکنولوژیهای پیشرفته، بکارگیری و استفاده از انرژیهای پاک و سیستمهای تجدیدپذیر، در تأمین انرژی مورد نیاز بشر، رشد قابل ملاحظه ای داشته است. از این رو دسترسی آسان و کاربرد انرژی خورشیدی، آن را در موقعیت مناسبی قرار داده است. بنابراین رویکردهای معماری و شهرسازی در حال حاضر باید بر مبنای طراحی ساختمانها و فضاهای شهری پایدار و به گونه ای باشد که منابع طبیعی محفوظ بمانند و انواع انرژیهای تجدیدپذیر، به ویژه انرژی خورشیدی، تا حد امکان به طور گسترده مورد استفاده و بهره برداری قرار گیرد.
این امر در سیستمهای تبدیل انرژی، زمانی اهمیت بیشتری می یابد که بدانیم انرژی تابشی خورشید با استفاده از سیستمهای فتوولتاییک، به طور مستقیم و بدون نیاز به فرایندهای واسطه به انرژی الکتریکی تبدیل میشود. [1]سیستمهای فتوولتاییک در هر ظرفیتی نصب و بهرهبرداری میشود، حتی محدودیت آن کمتر از سایر سیستمهای تولید برق است و میتواند تا چندین مگاوات برق تولید کند. لیکن با توجه به راندمان پایین تبدیل انرژی در این سیستم و بالا بودن قیمت تجهیزات آن، برق تولیدی از این سیستمها قدری گرانتر است. [2] تمامی این موارد نشان دهندهی ضرورت استفاده از انرژیهای نو و به خصوص انرژی خورشیدی میباشد.
-1-1روش شناسی پژوهش:
روش نگارش در این پژوهش بر اساس مطالعهی کیفی و از نوع ارزیابی-عینی-میدانی بوده و روش گردآوری اطلاعات به صورت میدانی و بازدید از محل و کتابخانه ای بوده است. منظور از مطالعات میدانی، تحقیقاتی است که محقق به صورت مستقیم با موضوع مورد نظر روبرو میشود و به بررسی و ارزیابی و جمعآوری اطلاعات می پردازد. بدون تحقیقات کتابخانهای، تحقیقات میدانی غیرممکن است. هر تحقیق کتابخانهای در مورد موضوعی جدید مبنایی برای تحقیقات میدانی آتی است.
-2-1سوالات پژوهش:
- 1 آیا سیستمهای خورشیدی در منطقه ی انتخاب شده جوابگو می باشد؟ - 2 آیا استفاده از این سیستمها صرفهی اقتصادی دارد؟
-3-1فرضیه پژوهش:
بنظر میرسد با توجه به اینکه منطقهی انتخاب شده در شهر اهواز واقع است و این شهر از لحاظ اقلیمی در منطقهی گرم و خشک کره زمین قرار گرفته و دارای تابش مستقیم نور خورشید در بیشتر فصلهای سال میباشد، شرایط مناسبی برای استفاده از این انرژی خدادی را دارا باشد.
با توجه به تحقیقات انجام شده در این مورد مشخص شده با اینکه هزینهی راه اندازی این سیستمها بسیار زیاد است اما در دراز مدت میتوانند دارای صرفهی اقتصادی باشند.
-4-1ضرورت پژوهش:
روند مصرف انرژی در سالهای گذشته بسیار سریع و نگران کننده بوده است. این روند در کشورهای در حال توسعه و علی الخصوص در ایران بسیار بالاتر از میانگین جهانی است. یک واقعیت پذیرفته شده برای جوامع بشری این است که انرژی مورد نیاز دنیا، به سرعت رو به افزایش است و منابع انرژی فسیلی ارزان قیمت در چندین دهه ی دیگر به اتمام خواهد رسید.
برای حفظ این منابع فسیلی با ارزش برای نسلهای آتی و جلوگیری از خسارتهای زیست محیطی ناشی از سوختن آنها و پاسخگویی به افزایش تقاضای روزافزون انرژی، راهی جز روی آوردن بشر به استفاده از انرژیهای پاک و تجدید شونده باقی نمانده است .[3] این علل من را بر این واداشت که به بررسی این موضوع به طور عملی و بر روی یک نمونهی موردی مشخص بپردازم و این سیستم را از لحاظ مالی و زمانی مورد مطالعه قرار دهم و نتایج بهدست آمده از آن را برای استفاده ی همگان در یک مقاله قرار دهم.
-5-1تعاریف:
-1-5-1انرژی خورشیدی:
خورشید، کره عظیم و درخشانی است که در مرکز منظومه ی شمسی واقع شده و نور، گرما و دیگر انرژیهای کره زمین را تأمین می کند. اکثر انرژیهای موجود بر روی زمین از خورشید تأمین می شوند. خورشید را می توان به عنوان یک منبع عظیم انرژی به حساب آورد چرا که در هر ثانیه حدود 1/1×1020 کیلو وات ساعت انرژی از آن ساطع میشود.
انرژی خورشیدی همانند سایر انرژیها بطور مستقیم یا غیر مستقیم می تواند به دیگر اشکال انرژی تبدیل شود، همانند گرما، الکتریسیته و... ولی موانعی شامل کمبود منابع علمی و تکنیکی در تبدبل - به علت کمبود دانش و تجربه میدانی - ، متغییر و متناوب بودن مقدار انرژی - به دلیل تغییرات جوی و فصول سال - ، جهت تابش محدوده توزیع بسیار وسیع ، موجب گردبده که نتوان استفاده مناسبی از این منبع داشت.
-2-5-1فتوسل:
فتوسل جهت روشن نمودن لامپها به صورت اتوماتیک در هنگام غروب و خاموش نمودن آنها در زمان طلوع خورشید میباشد، که این امر باعث صرفه جویی در مصرف برق و همچنین افزایش عمر مفید لامپ ها میگردد.
-3-5-1انرژی فتولتاییک:
هر انرژی فتولتائیک تبدیل نور خورشید به الکتریسیته از طریق یک سلول فتولتاتیک میباشد، که بطور معمول یک سلول خورشیدی نامیده می شود. سلول خورشیدی یک ابزار غیر مکانیکی است که معمولا از آلیاژ سیلیکون ساخته شده است. هر واحد از اتصال چندین سلول به دست می آید که به منظور ایجاد ولتاژ، معمولا سلولها به صورت سری بهم متصل می شوند. از اتصال چندین واحد به صورت سری یا موازی - بسته به اینکه جریان بالا می خواهیم
