بخشی از مقاله
چکیده
با توجه به نیاز روزافزون کشور به انرژي و توجه به این نکته که منابع نفتی و فسیلی پایان پذیرند و فرداي بدون نفت بلاخره روزي فرا خواهد رسید، دانش و تجربه امروزي حکم می کند که چاره آن روز با ارائه طرح و برنامه هایی از هم اکنون پیش بینی شود. علم امروز نشان می دهد که انرژي هاي تجدید شونده مانند انرژي باد و خورشید به خوبی می توانند جایگزین این منابع شوند. کشور ایران پتانسیل بسیار خوبی در زمینه بهره برداري از انرژي خورشیدي داراست. لذا لازم است به این موهبت الهی بیشتر توجه گردد. دریافت کننده هاي خورشیدي شامل یک گیرنده پوشش داده شده به وسیله لوله شیشه اي می باشد.
وظیفه لوله محافظ گیرنده ها، محافظت در برابر آب و هوا و همچنین به عنوان سدي در برابر اشعه فرو سرخ می باشد که کم شدن گرما در اثر تشعشع را کاهش می دهد. اما متاسفانه این لوله ها بازتابی به میزان تقریبا %10 دارند. براي حل این معضل و افزایش راندمان کالکتورهاي حرارتی خورشیدي، باید پوشش ضدبازتاب بر روي محافظ هاي شیشه اي گیرنده هاي خورشیدي اعمال کرد. لذا در این پژوهش به بررسی این نوع پوشش ها و چگونگی طراحی این نوع پوشش ها پرداخته می شود. بهینه سازي پوشش و طراحی آن جهت دستیابی به پوشش هاي نازك مطلوب در نیروگاه هاي ایران، با استفاده از نتایج حاصل از قسمت اول این طرح لازم می باشد.
کلمات کلیدي: پوشش ضدبازتاب، شیشه هاي محافظ گیرنده هاي خورشیدي، انرژي خورشیدي.
-1مقدمه
امروزه بحرانهاي سیاسی، اقتصادي و مسائلی نظیر محدودیت دوام ذخائر فسیلی، نگرانیهاي زیست محیطی، ازدیاد جمعیت، رشد اقتصادي و ضریب مصرف سوخت از جمله مباحثی هستند که تمام فکر اندیشمندان و سیاستمداران را در یافتن راهکارهاي مناسب در حل معضلات انرژي در جهان و به خصوص بحرانهاي زیست محیطی به خود مشغول داشته است .[1]حدود 400 سال پیش، با انقلاب صنعتی در اروپا و فراگیر شدن آن در سراسر جهان، سمت و سوي انرژي مصرفی جهان از انرژي هاي تجدیدپذیري همچون خورشید و باد به انرژي هاي فسیلی تجدید نشونده تغییر یافت. در کنار فوایدي که این تغییر به همراه داشت، دستاوردهاي ناگواري نیز به ارمغان آورد که آلایندگی زیست محیطی و تغییر اقلیمی مهمترین آن ها است.
پس از بروز مشکلات برشمرده شده و بحران هاي نفتی دهه 1970 میلادي موجب گردید، استفاده از انرژي هاي تجدید شونده از رونقی دوباره برخوردار گردند .[2] با توجه به بحرانهاي به وجود آمده انرژي در سطح جهان و معضلات ناشی ازکاربرد انرژيهاي تجدیدناپذیر، کاربرد انرژيهاي نو در مصارف مختلف، روز به روز افزایش یافته است. سیاستهاي اتخاذ شده در بسیاري از کشورها از دهه هفتاد میلادي موجب توجه روزافزون به این انرژيها و بهویژه انرژي خورشیدي شده است. به نحوي که شوراي جهانی انرژي در برنامههاي آینده خود سهم عمدهاي از تأمین انرژي جهان را به انرژيهاي نو و در رأس آنها انرژي خورشیدي اختصاص داده است.
گرایش به سمت کاربرد انرژي هاي تجدید پذیر در جهان به حدي است که در سال2090 شاهد چرخش کامل جهان به سمت این منابع و کاهش 99% آلاینده هاي محیط زیستی و جایگزینی آنها با انرژيهاي پاك خواهیم بود. انتظار میرود که منابع انرژي تجدیدپذیر در سال 2050 حدود 20 تا 40 درصد و در سال 2100، حجمی معادل 30 تا 80 درصد انرژي اولیه مورد نیاز دنیا را تأمین کنند.[3] برآوردها نشان میدهد که کشورهاي جهان انرژي خورشید را به عنوان یکی از منابع اصلی تأمین کننده انرژي در آینده میدانند و بر این اساس از هم اکنون برنامه ریزيها و فعالیتهاي گستردهاي در جهت گسترش کاربرد این انرژي در مصارف مختلف به انجام رساندهاند.
در واقع، انرژيهاي نو هم اکنون در بسیاري از مناطق جهان به عنوان منابع پاك و ارزان تأمین انرژي، براي راه اندازي تجهیزات در حوزههاي مختلف استفاده میشوند و به عنوان جایگزین مناسب براي انرژيهاي متداول با منشاء سوختهاي فسیلی کاربرد وسیعی دارند. به طوري که طبق آخرین مطالعات انجام شده در مرکز هوا و فضاي کشور آلمان - لعخ - در سال 2050 بیش از77% الکتریسیته و 70% استفاده حرارتی - شامل کالکتورهاي خورشیدي، بیوماس و زمین گرمایی - مورد نیاز دنیا از منابع تجدیدپذیر تامین شده و نیروگاههاي تجدیدپذیر با ظرفیتی بالغ بر 9100 گیگاوات خواهد رسید.
انرژي خورشیدي وسیع ترین منبع انرژي در جهان است. انرژي نوري که از جانب خورشید در هر ساعت به زمین می تابد، بیش از کل انرژي است که ساکنان زمین در طول یک سال مصرف می کنند. براي بهره گیري از این منبع باید راهی جست تا انرژي پراکنده آن با راندمان بالا و هزینه کم به انرژي قابل مصرف الکتریکی تبدیل شودح در کشور ما نیز از حدود سال 1370تلاشها و برنامه ریزيها در جهت شناخت پتانسیل انرژيهاي نو و بهویژه انرژي خورشید و کاربرد هر چه بیشتر آنها آغاز شده است. ایران به دلیل قرار گرفتن در کمربند تابشی خورشید از پتانسیل بالایی در زمینه بهرهبرداري از این موهبت خدادادي برخوردار است.
به طوري که در 90% خاك کشورمان بیش از 300 روز آفتاب خیلی مؤثر وجود دارد. در شکل 1تابش متوسط سالیانه خورشید بر نقاط مختلف کره زمین نشان داده شده است و موقعیت ایران در این شکل قابل مشاهده است .[1]میزان تابش خورشید در نقاط مختلف ایران بین 1800 تا 2200 کیلووات ساعت بر مترمربع در سال تخمین زده می شود که البته بالاتر از میزان متوسط جهانی است. پتانسیل مطلوب انرژي خورشید در بسیاري از نقاط کشور، زمینه مناسبی براي استفاده از تجهیزات خورشیدي فراهم نموده است. نمودار متوسط تابش سالیانه خورشید در نقاط مختلف ایران نیز در شکل 2ارائه شده است .[1]
ایران در مجموع کشوري بسیار آفتابی است و از نظر مقدار و دریافت انرژي خورشیدي در شمار بهترین کشورها محسوب می شود. به صراحت می توان گفت که سطح کنونی علمی و صنعتی کشور براي ایجاد و گسترش تکنیک خورشیدي به حدکافی آمادگی دارد. بنابراین اگر طرح هاي خورشیدي بهتر معرفی شوند و علوم و فنون مربوطه ترویج یابند، صنایع خورشیدي کشور، می توانند به عنوان یک صنعت خودکفا وارد عمل شوند. بیشتر مناطق مرکزي و کویري ایران سرشار از منابع انرژي خورشیدي هستند. در کویر از یک و نیم هکتار زمین در هر ساعت، می توان یک مگاوات انرژي برداشت کرد.
اما هزینه تبدیل انرژي خورشیدي به برق، خیلی بالا 250 - تا450 هزار تومان - است که این رقم باید به 60 تا 70 هزار تومان به ازاي هر کیلو وات برسدح ضرورت توسعه انرژي خورشیدي در کشور در شرایطی دو چندان میشود که مطابق پیشبینیهاي انجام شده قیمت برق خورشیدي تا 2020، معادل قیمت برق تولیدي نیروگاه گازي سیکل ترکیبی خواهد شد. لذا لازم است به انرژي خورشیدي که منبعی لایزال و سازگار با محیط زیست است، توجه بیشتري شود. نیروگاههاي خورشیدي که انرژي خورشید را به برق تبدیل میکنند، امید است در آینده با مزایاي قاطعی که در برابر نیروگاههاي فسیلی و اتمی دارند، بتوانند مشکل برق بخصوص در دوران اتمام ذخائر نفت و گاز را حل نمایند. براي افزایش کارایی دریافت کننده هاي خورشیدي به شیوه هاي مختلفی عمل می کنند. براي مثال رسیور را به رنگ مشکی در می آورند، لوله هاي مارپیچ به کار می برند تا سطح تماس با مایع را افزایش
