مقاله معماری پایدار با رویکرد بهینه سازی مصرف انرژی

word قابل ویرایش
24 صفحه
دسته : اطلاعیه ها
12700 تومان
127,000 ریال – خرید و دانلود

خلاصه
معماری و طراحی اصولی ساختمان ها با توجه به استفاده صحیح از انرژی خورشیدی و شرایط اقلیمی آن منطقه می تواند نقش مهمی در کاهش مصرف انرژی داشته باشد. امروزه بـا افزایش روز افزون جمعیـت جهان ، محدودیت منابع انرژی و اثرات سوء زیست محیطی حاصل از مصرف بی رویۀ سوخت های فسیلی، جهانیان را متوجه استفاده از انواع انرژی های تجدیدپذیر کرده است .در این مقاله نگرشی اجمالی به انرژیهای تجدید پذیر با تأکید بر انرژی خورشیدی وکاربردهای آن در تولید صورتهای دیگر انرژی از جمله انرژی خورشیدی ، انرژی زیست توده ،انرژی زمین گرمای، انرژی فتوولتایک ، انرژی باد و امواج ، آب گرمکن خورشیدی ،کولر گازی و سایر انرژی ها پرداخته شده است
واژه های کلیدی: معماری پایدار، انرژی، بهینه سازی انرژی، معماری، بهینه سازی ، انرژی نو
مقدمه
امروزه بحث انرژی از مهمترین مباحث مطرح در تمام کشورهای جهان در امر توسعه به شمار میرود. توسعه اقتصادی و اجتماعی کشورها نه تنها نیازمند مصرف انرژی، بلکه نیازمند افزایش مصرف آن است . نگاهی به روند مصرف انرژی در کشورهای در حال توسعه به وضوح نشان میدهد که هرگونه شتاب در امر توسعه ، همزمان با افزایش قابل توجه در میزان مصرف انرژی بوده است . تا به امروز انرژی مصرفی جهان از منابع مختلف و عمدتا از منابع فسیلی تأمین شده است . اما مسائل و مشکلات متعدد از جمله محدودیت و پایان پذیر بودن منابع فسیلی و اثرات زیست محیطی ناشی از سوزاندن این منابع ضرورت صرفه جویی در مصرف انرژی با بهینه سازی مصرف آن و نیز جایگزینی منابع دیگر انرژی بخصوص انرژیهای تجدیدپذیر را آشکار نموده است .
ضرورت بهینه سازی مصرف انرژی
هیچ یک از اعمال انسان ، بازدهی صد درصد ندارد از این رو استفاده بهینه و ممانعت از هدر رفتن امکانات امری اساسی است این نکته هنگامی اهمیت بیشتری پیدا می کند که موضوع انرژی مطرح شود. منظور از بهینه سازی مصرف انرژی ، انتخاب الگوها و اتخاذ و بکارگیری روش ها و سیاست هایی در مصرف درست انرژی است. که از نقطه نظر اقتصاد ملی مطلوب باشد و استمرار وجود و دوام انرژی و ادامه حیات و حرکت را تضمین کند.در این چارچوب تعیین سهم صورت های مختلف انرژی در سبد انرژی هر جامعه با توجه به امکانات درازمدت آن جامعه ، همچنین بکارگیری پربازده ترین شیوه استفاده از آنها که متضمن کاهش تخریب منابع انرژی و نیز کاهش تأثیرات سوء ناشی از اسـتفاده ناصـحیح از انرژی، بر عوامـل دیگر حیات و محـیط زیـست مدنظر است ، این استفاده درست و به جا از انرژی، نه تنها متضمن استمرار حیات و توسعه پایدار جامعه است بلکه منجر به بقاء انرژی برای همگان و نسل های آتی و مانعی برای تولید و گسترش آلودگی های زیست محیطی ناشی از مصرف نادرست انرژی خواهد بوداحداث تأسیسات تولید انرژی الکتریکی و شبکه های برق رسانی نیاز به هزینه های زیادی دارد. هزینه احداث تأسیسات تولید و انتقال و توزیع برق برای هر کیلووات ساعت معادل ٨٠٠ دلار می باشد . علاوه بر بار مالی زمان لازم برای احداث نیروگاه ٣ تا ٨ سال است . همچنین هزینه های جاری و ثابت سالانه نیروگاه ها گاهی بالغ بر ٢٠ درصد سرمایه گذاری اولیه می شوند. از این رو کاهش مصرف انرژی الکتریکی به میزان قابل ملاحظه ای در حفظ و بقاء سرمایه های ملی مؤثر است . با توجه به پتانسیل های صرفه جویی موجود در بخش صنعت سالانه می توان ۶٧٠ میلیارد تومان در این بخش صرفه جویی کرد. در بخش خانگی نیز می توان با بکارگیری راهکارهای استفاده بهینه از لوازم خانگی انرژی بر تا حد زیادی از اتلاف سرمایه های ملی جلوگیری کرد. علاوه بر بار اقتصادی عوامل دیگری نیز وجودداردکه ضرورت بهینه سازی مصرف انرژی را می رساند:
١- استفاده بی رویه از انرژی های فسیلی که باعث افزایش آلودگی محیط زیست می شود
٢ـ بالا بودن رشد جمعیت و نیاز به تقاضای بیشتر انرژی
٣ـ محدودیت منابع انرژی به دلیل تجدیدناپذیر بودن آن
۴ـ رشد بالای مصرف انرژی به دلیل الگوی ناصحیح مصرف انرژی
۵ـ عدم وجود سیستم بازیافت انرژی
۶ـ وجود صنایع و کارخانجات فرسوده
٧ـ متکی بودن اقتصاد ملی به درآمدهای نفتی
٨ـ افزایش گازهای گلخانه ای و باران های اسیدی
معماری پایدار یا (سبز):
گرم شدن کره زمین ، نازک شدن لایه ازن به علت اسـتفاده از انـواع آلاینـده هـا، افـزایش آلـودگی محـیط زیسـت و انقراض گونه های زیستی، باعث شده است تا ضرورت توجه به مسائل زیست محیطی بیشتر گردد. در این میـان توسـعه بـه عنوان یکی از بزرگترین عوامل تغییر محیط زیست و در نتیجه آن ، ساخت و ساز به عنـوان یـک صـنعت بـزرگ کـه طبـق آمار۵٠ درصد ذخائر سوختی را صرف می کند، باعث تخریب زمین های کشاورزی، فرسایش خاک، آلودگی محیط زیسـت و به مخاطره انداختن سلامتی و بهداشت مردم است و بر بحران انرژی دامن می زند. بحران افزایش آلودگی محیط زیسـت در اواسط دهه ١٩٧٠ ، سبب تشکیل گروههای طرفـدار و حـامی محـیط زیسـت گردیـد و مفهـوم گسـترده ای تحـت عنـوان «پایداری» پیگیری شد. اصطلاح «پایدار «(sustainable) برای نخستین بار در سال ١٩٨۶ توسط کمیته جهانی گسترش محیط زیست تحت عنوان «رویارویی با نیازهای عصر حاضر بدون به مخاطره انداختن منـابع نسـل آینـده بـرای مقابلـه بـا نیازهایشان » مطرح گردید و هر روز بر ابعاد و دامنه آن افزوده می شود تا استراتژیهای مناسـبی پـیش روی جهانیـان قـرار گیرد. در سال های اخیر مقالات متعددی در زمینه معماری سبز یا معماری پایدار و اصول آن ارائه شده و اهـداف و مزایـای آن مورد بررسی قرار گرفته که هدف کلی این طرح ها حفاظت از منابع انرژی با در نظر گرفتن شرایط و ویژگی های محـل و کاربران ساختمان و جوامع و … می باشد.فرآیند پایدار یا سبز در زمینه معماری سابقه ای کهن دارد و مثال آن ،پی بـردن انسان های غار نشین به استفاده از جهت و سمت مناسب غارها، از لحاظ دمای محیط می باشد و یا بررسی اصول معمـاری «استحکام ،زیبایی و فایده » از دیدگاه ویترویوس ، معمار سده های پیش از میلاد، که کماکان به عنوان شاخصـه هـای کلـی معماری پایدار یا سبز عنوان میشوند. هدف کلی معماری سبز یا پایدار، کاهش آسیب بر محـیط و منـابع انـرژی و طبیعـت است ، یعنی ساختمانی که کمترین ناسازگاری و مغایرت را با محیط طبیعی پیرامون خود و در پهنه وسیع تـر بـا منطقـه و جهان دارد. بنابراین معماری پایدار ترکیبی چند ارزشی در بر دارد: زیبایی شناسی، محیط ، اجتماع ، سیاسـت و بـه عبـارتی طراحی و ساختمان سازی هماهنگ با محیط . یک معمار خوب بایستی چند فاکتور را در نظـر بگیـرد: مقاومـت ، پایـداری و طول عمر بنا، و مصالح مناسب . مفهوم تمام اصول معماری «پایدار» یا «سبز» باید در یک فرآیند کامل که منجر به سـاخته شدن محیط زیست سالم می شود، تجسم یابد.
بررسی مفهوم معماری
درک این حقیقت که بقای پایدار انسان و محیط انسانی وابسته به حفظ و تداوم تعادل جهان زیستی و به تبع آن پذیرش نقش و مسئولیت اخلاقی «سرپرستی» انسان بر منابع بوم شناختی،کنشی آگاهانه و هوشمندانه را در تنظیم رابطه محیط انسانی و محیط طبیعی می طلبد.رویکرد «معماری پایدار» در پاسخ به این آگاهی و ملاحظات رو به گسترش نسبت به پی آمدهای فعالیتهای انسانی بر محیط ،بعنوان نگرشی بازبینی شده به معماری مطرح شده است .
بررسی مفهوم توسعه پایدار در معماری
توسعه »از مهم ترین مفاهیمی است که در گسترش و پیشرفت متوالی و هدفمند و در عین حال سیال هرساحت علمی تأثیر داشته و دارد.در معماری و شهرسازی،مفهوم توسعه با واژگان دیگری مانند پیشرفت ،رشد و گسترش مترادف شده است .درحالی که هرکدام از این مفاهیم ،بار معنایی و علمی متفاوت و متمایزی دارند.در هرحال توسعه پایدار در معماری و شهرسازی،میتواند در قالب توسعه اقتصادی،به رشد اقتصاد معماری و شهر،در مفهوم پیشرفت ،به حرکت مستمر و فزاینده قرارگیری در عرصه های رو به جلوی علمی،فرهنگی و موارد مشابه ،و در مفهوم گسترش ،به توسعه کالبدی شهر رهنمون شود
مبانی نظری معماری پایدار با رویکرد بهینه سازی مصرف انرژی
در عصر مدرن تامین رفاه جامعه سرلوحه توسعه بود، اما با مطرح شدن مباحث مربوط به رابطه میان انسان ، محیط زیست و توسعه در دهه ١٩٧٠، مفهوم توسعه پایدار مورد توجه جدی قرار گرفت . با فعالیتهای علمی دانشگاهها و متخصصان علوم انسانی در کنار کمیسیون جهانی « محیط زیست و توسعه » سازمان ملل در سال ١٩٨٧،اصولی برای توسعه پایدار تعیین گردید. اما ورود رسمی مفاهیم توسعه پایدار به مسائل روز جهان در سال ١٩٩٢ در کنفرانس محیط زیست و توسعه ریودوژانیرو اتفاق افتاد .شهرنشینی بعنوان یکی از چهار رکن اصلی دنیای کنونی، باعث شده تا مباحث میان رشته ای مختلفی در شهرسازی برای نیل به توسعه پایدار مد نظر قرار گیرد(. امروزه شهرها بعنوان متن مناسبی جهت تحقق سیاست های توسعه پایدار در نظر گرفته می شود)، که مهم ترین آنها اقتصاد، محیط زیست و جامعه است .البته معماری با رویکرد پایداری نیز از مؤلفه های پایداری شهر است که در متن آن از مفاهیم مشترکی تبعیت می نماید. محیط زیست ، اقلیم زیستی و تغییرات آن ، کاهش مصرف انرژی، ساختمان سبز و مسائل بوم شناختی از مهم ترین عوامل تاثیرگذار در شکل گیری رویکردهای معماری پایدار در لایه های گوناگون فرایند طراحی ،فرایند ساخت و تولید مصالح می باشند. مفهوم معماری پایدار در ادامه گزارش گروهالم برانتلند در سال ١٩٨٧ بروز می نماید و عمدتا بر دو اصل تکیه دارد؛گروهی که به طراحی ساختمان بر اساس ارتباط و تاثیر آن بر محیط زیست توجه داشته و گروه دیگری که به کاهش مصرف انرژی در ساختمان اشاره دارد. بررسی جریانهای گوناگون طراحی پایدارمعماری و معماری پایدار جهت دستیابی به دستورالعمل های راهبردی اقتصادی، اجتماعی و محیط زیستی پایدار، نیازمند شناخت مفاهیم پایداری و مطالعه تجربیات اجرائی چهار دهۀ اخیر است .آنچه در مورد اصول و روش های معماری پایدار می توان مطالعه کرد عمدتا در نشریات علمی و قوانین ساختمانی کشورهای پیشرو (آلمان ،امریکا،کانادا،دانمارک ،…)در این زمینه و تجربه های عملی آنها قابل بررسی است . در نهایت آنچه بعنوان سؤال مطرح می شود، مربوط به شاخه های معماری پایدار و خصوصیات هر یک از آنها می باشد .پژوهشگرسعی دارد به روش اسنادی با پژوهش تاریخی در زمینه های ظهور مفاهیم پایداری در جریانات معماری و شهرسازی چهار دهۀ اخیر جهان و بخصوص اروپا، جریانهای اصلی شکل گرفتۀ معماری پایدار را مسیریابی نماید .مطالعۀ اصول ارائه شده در گزارش برانتلند و پروفسور بو آدامز از دانشگاه لوند سوئد و دکتر ولفگانگ فیست از آلمان و انطباق آنها بر رویکردهای پایداری در آثارمطرح معماران فعال (رنزو پیانو،،نورمن فاستر، کن یانگ و…)در این زمینه ،چارچوب پژوهشی مقاله را شکل می دهد
تحولات معماری پایدار در ایران
همگرایی و همسویی اصول معماری گذشته ایران با اصول طراحی پایدار اتفاقی و تصادفی نیست ، بلکه پایداری ، تدوام و استمرار مفاهیم و اندیشه های عالی معماری گذشته ،گویای وجود چنین تفکراتی در گذشته معماری ایران است ، البته در این بین روح زمانه و مقتضیات زمانی به عنوان اصل غیر قابل انکار پذیرفتنی است و باید در ملاحظات ما گنجانده شود. هرگاه پدیده ای در اثر تحول تاریخی خاص خود دچار دگرگونی شود ، شکل جدید پدیده از انسجام ، همبستگی ، قطع این فرا گشت در نقطه ای و .انتظام و اعتبار برخوردار می گردد و نظم جدید از دل سازمان کهن جوانه خواهد زد رجوع غیر اندیشمندانه و استفاده بی توجه به پیامد آن ) مداخله در کنشهای درونی به منظور دستیابی به شکل جدید نسبت به محصولات وروشهای وارداتی غربی که عمدتا از نما و ظاهر آراسته و فریبنده ای برخوردارند که عمدتا بدلیل ، اگر چه ممکن است چهره ای تازه و معنایی دیگر را برای (دیکته کردن نوعی آسایش ورفاه در مورد نوع بشر می باشد تقابل و تعارض . پدیده سبب شود ، ولی بی گمان این همان نیست که می بایست از دل تحول تاریخی به دست می آمد بین اصول رایج مورد استفاده در عرصه معماری معاصر ایران و اصول است
نکته قابل توجه اینجاست که در زمانی که بحران های زیست محیطی و انرژی در این سطح فعلی نبوده ، کمابیش اصول پایداری با عناوین و شکل و سیاق همساز با دوره خود در قالب اصول پایدار معماری شکل گرفته و امروزه با بررسی شواهد
متاسفانه در دوره معاصر با توجه به بروز مشکلات فرهنگی و .و مصادیق موجود می توان با این ویژگیها بیشتر آشنا شد هویتی در کنار بحران های زیست محیطی و انرژی ، اصول فوق الذکر با رویکرد سنتی دیگر پاسخگو نبوده و نیاز جدی به انطباق و همسویی آن اصول با مصادیق و نیازهای امروزی بر اساس تکنولوژی روز اجتناب ناپذیر بوده و روز به روز حیاتی تر جلوه می نماید و میبایست اصول پایدار گذشته با گرفتن رنگ و بوی امروزی و تکنیکال تبدیل به اصول طراحی پایدار منطبق بر مسائل اکولوژیکال گرد
گرایش ها و شاخه های معماری پایدار
طرح اصطلاح «معماری پایدار» درمسیر نیل به معماری «حساس و پاسخگو» به محیط در اواخر دهه ٧٠ میلادی،بازگو کننده نگره ای در طراحی و ساخت فضاهای انسانی است که برخورداری از حساسیت های بوم شناختی را برای برقراری فضاهای زیستی سالم با کیفیت و برخوردار از معانی و مفاهیم ارزشی ـ فرهنگی،توأمان با حفظ تعادل زیستی محیط فراگیر ضروری میداند و از این منظر برای طراح معمار «مسئولیت اخلاقی» را توأمان با «وظیفه پاسخگویی در مقیاس جهانی» به تصویر میکشد :
«معماری پایدار توأمان از التزام سیاسی ـ اجتماعی (چشم انداز جهانی) و ارزشی ـ اخلاقی حاکم بر روح زمانه برخوردار گردیده است و جزء مکمل یک فرایند مشارکتی جهانی (زیست محیطی،سیاسی/اجتماعی) به حساب می آید که ماحصل آن میتواند نیل به جامعه زیستی پایدارتر باشد.»
تلاش در مسیر نیل به معماری پایدارتر در دو دهه آخر قرن بیستم با گرایشها و تعابیر متنوعی همراه بوده است .در هر یک از این گرایشها،اغلب بر حیطه ای از این طیف متنوع ،مجموعه ای از اصطلاحات و واژگان متنوع به حوزه ادبیات معماری حساس به محیط وارد شده است .بطور مثال : اصطلاح «معماری سبز» اغلب در مورد رویکردهایی در معماری بکار گرفته شده است که «از نیروها و امکانات محیط طبیعی در راستای نیل به بازدهی و بهره وری منابع و تأمین شرایط آسایش محیط داخلی،بهره میگیرد و بخصوص بر ارتباط بصری و فیزیکی با طبیعت تأکید میکند.»
بر این اساس با استناد به طیف متنوع تجارب معماری پایدار در دو دهه آخر قرن بیستم و ابتدای قرن حاضر،دغدغه ها و تأکیدات اصلی،در راستای پاسخگویی به مسائل محیط در این طیف رویکردها عبارت بوده اند از :
*آرایش کالبدی و قابلیتهای فرم فضاها در راستای بهره گیری از نیروهای محیط و شرایط اقلیمی.
* کاربری و سودمندی.
* به ویژه اقلیم خرد و تنوع زیستی محیط .
* تداوم و عمر طولانی (بنا و اجزاء و عناصر آن ).
* انعطاف پذیری (بنا و اجزاء و عناصر آن ) در راستای انطباق با خواستها،نیازها و شرایط .
* بازیافت پذیری و قابلیت استفاده مجدد (بناها و اجزاء و عناصر آن ).
* انرژی نهادینه پایین (بنا و اجزاء و عناصر آن ) و میزان بازدهی انرژی.
* ارتباط با بستر طبیعی.
* بهره گیری از سایقهای کانی ـ فرهنگی بستر طرح .
* پاسخگویی به مسائل بستر پیرامون در مقیاسی فراتر از خود بنا : بافت پیرامون .
پدیده نخست ،در ادعاهایی قابل ردیابی که درباره «سبز بودن » و یا «دوست طبیعت بودن » و یا «پایدار بودن » فراوره ها و مصالح ساختمانی خاص و یا تجهیزات و فن آوریهای مرتبط مطرح میشود و اغلب چنین ادعایی،با توجیه و اعتباری رسمی ـ بطور مثال : برچسبهای بوم شناختی ـ نیز همراه است .چنین فرهنگ سطحی در معماری با این ادعا مطرح میشود که کاربرد این نوع مصالح «دوستدار طبیعت » و یا «فن آوری پاک» میتواند بتنهایی ضامن طراحی یک بنای پایدار باشد.
چنین رویکردی در ذات آن با مفهوم پایداری در معماری که بر جامعیت و یکپارچگی طراحی تأکید میکند در تضاد است .ضعف چنین رویکردهایی بخصوص در عمل نیز مشهود بوده است چرا که « بسیاری از مواد و مصالح مدعی سبز بودن در واقع با تحمیل هزینه های بوم شناختی فراوان بر محیط زیست تهیه شده اند» نیز تجهیزات و راهکارهایی طراحی ای که مدعی یک کارکرد محیطی خاص بوده اند،در عمل نتوانسته اند کارکرد محیطی ادعا شده را داشته باشند.صرفنظر از عنوان یا تعبیر خاص اگر مجموعه متنوع گرایشهای معماری حساس به محیط که در نیمهدوم قرن ٢٠ دنبال شده است بصورت طیفی از رویکردهای معماری پایدار ترسیم گردد در یک انتهای این طیف رویکردهایی قرار میگیرند که صرفا بواسطه بهره گیری از تمهیدات ظاهری (بطور مثال داخل نمودن عناصر سبز در فضای کالبدی،بکارگیری مواد و مصالح مدعی سبز بودن و یا بکارگیری عناصر یک معماری بومی به شیوه ای فرمال و … ) مدعی ارائه معماری پایدار هستند.در حد فاصل میان دو انتهای طیف رویکردهایی قرار میگیرند که اغلب متمایل به بهره گیری از تمهیداتی در طراحی عناصر کالبدی،روابط فضایی،آرایش و نحوه چیدمان و نحوه تنظیم شرایط محیطی هستند که به برخی از جنبه های پایداری محیطی پاسخگوست .بطور مثال : معماری خورشیدی،انرژی کارا و اقلیم کارا با حساسیتنسبت به بهره گیری از نیروها و قابلیتهای اقلیمی بستر طرح ،رویکردهای متن گرا با تأکید بر بازنمود هویت بومی و محلی در معماری و یا گرایش اکوتک با تأکید بر الگوبرداری از نحوه عملکرد نظامهای طبیعی در این حد فاصل جای میگیرند.اغلب این رویکردها در حقیقت تلاشی است برای «سبز کردن یک نگره یا سبک معماری و فلسفه موجود در آن » (۴٧ : ٢٠٠١,Hagan ) که در قالب تمهیدات حساس به محیط ،با آن بیان خاص معماری آمیخته شده و «بیانی بوم شناختی را از رویکرد مزبور ارائه میدهد.» این مجموعه را میتوان طیفی از رویکردها دانست که در آنها تا حدودی نحوه عملکرد محیطی ـ بر مبنای حساسیتهای بوم شناختی ـ بر ظاهر طرح /بنا و تا حدودی ظاهر طرح /بنا بر عملکرد محیطی آن تأثیر گذاشته است .
میتوان چنین نتیجه گرفت که اگرچه طرح تفکر اخلاقی پایداری با درک ضرورت تغییر در رویکردهای معماری همراه بوده است اما در اینکه آیا این تغییر در معماری آغاز مقطع دیگری از معماران مدرن است و یا اینکه آغاز یک فرایند گذار است که مفهوم معماری را فراتر از آنچه امروز تبیین میشود و بر مبنای «همزیستی» و «تعادل با محیط » بنا میکند،اجتماعی وجود ندارد.زیرا اگرچه این تفکر اخلاقی «در غایت خود،هدف دوم را دنبال میکند» اما تجارب امروزه پایداری در معماری هر دو امکان را در بر میگیرد.
انرژی خورشیدی
انرژی خورشیدی عظیم ترین منبع انرژی در جهان است . این انرژی پاک، ارزان و بی پایان بوده و در بیشتر مناطق کره زمین قابل استحصال می باشد. محدودیت منابع فسیلی و پیامدهای حاصل از تغییرات زیست محیطی و آب و هوای جهانی، فرصتهای مناسبی را برای رقابت انرژی خورشیدی با انرژیهای فسیلی خصوصا در کشورهایی با پتانسیل بالای تابش ایجاد نموده است سیستمهای انرژی خورشیدی، فنآوریهای جدیدی هستند که برای تامین گرما، آب گرم ، الکتریسیته و حتی سرمایش منازل مسکونی، مراکز تجاری و صنعتی بکار می روند.
فن آوریهای حرارتی خورشیدی به دو بخش نیروگاههای حرارتی خورشیدی و کاربردهای غیر نیروگاهی سیستمهای استفاده می کنند. (DNI) خورشیدی تقسیم بندی می شوند نیروگاههای حرارتی خورشیدی از تابش مستقیم خورشید این بخش از تابش خورشید توسط ابرها، دود یا گرد و غبار منحرف نمی شود. بنابراین ، نیروگاههای حرارتی- خورشیدی باید در مناطقی که از تابش مناسب خورشید برخوردار هستند ساخته شوند. سایتهای مناسب برای ساخت نیروگاههای سالانه برخوردار هستند، مناطق مناسب (kWh/my٢) خورشیدی از تابش خورشید ٢٠٠٠ کیلوات ساعت بر هر متر مربع سالانه برخوردار (kWh/my٢) تر جهت احداث این نوع نیروگاهها از تابشی بیش از ٢٨٠٠ کیلوات ساعت بر هر متر مربع هستند. به طور معمول نقاطی برای این سایتها مناسب هستند که آب و هوا و گیاهان منطقه رطوبت و گرد وغبار زیادی را در اتمسفر ایجاد نمی کنند مانند استپها، بوته زار، صحراهای نیمه خشک و صحراها که به طور معمول در عرض جغرافیایی شمال یا جنوب کمتر از ۴٠ درجه قرار دارند
از مناطق مستعد می توان به جنوب غربی ایالات متحده آمریکا، کشورهای مدیترانه ای اروپا، خاور میانه و خاور نزدیک ، ایران و صحراهای هند، پاکستان ، چین و استرالیا اشاره نمود
در بسیاری از مناطق جهان می توان با استفاده از تکنولوژیهای حرارتی-خورشیدی در مساحت یک کیلو متر مربع از زمین ، ١٠٠ الی ٣٠٠ گیگاوات ساعت الکتریسیته خورشیدی تولید نمود. این مقدار معادل تولید سالانه نیروگاههای متداول فسیلی، زغال سنگ یا گازی با ظرفیت ۵٠ مگاوات در بار متوسط است
یک نیروگاه خورشیدی شامل تاسیساتی است که انرژی تابشی خورشید را جمع کرده و با متمرکز کردن آن ، درجه حرارتهای بالا ایجاد می کند. انرژی جمع آوری شده از طریق مبدلهای حرارتی، توربین ژنراتورها و یا موتورهای بخار به :انرژی الکتریکی تبدیل خواهد شد. نیروگاه های خورشیدی بر اساس نوع متمرکز کننده ها به سه دسته تقسیم می شوند نیروگاه سهموی خطی (Parabolic Trough Concentrator)
نیروگاههای حرارتی خورشیدی از نوع سیستم کلکتور سهموی خطی شامل ردیفهای موازی و طولانی از متمرکز کننده ها میباشد. بخش متمرکز کننده شامل سطوح انعکاسی سهموی است که از جنس آینه های شیشه ای میباشند و روی یک سازه نگهدارنده قرار میگیرند. دریافت کننده انرژی شامل لوله های جاذب استوانه ای شکل با پوشش انتخابی هستند که بوسیله شیشه پیرکس پوشانده میشوند و در طول خط کانونی قرار میگیرند.بخش دریافت کننده در قسمتهای انتهایی روی دو تکیه گاه قرار گرفته اند که این مجموعه روی تیرکهای اصلی سازه سوار است . سیستم ردیابی در این دستگاهها تک محوره بوده و ردیابی خورشید از شرق به غرب بر روی تک محور دورانی انجام میگیرد بگونه ای که پرتوهای خورشیدی در تمام مدت ردیابی بر روی لوله های جذب کننده کانونی میشوند. یک سیال انتقال حرارت ، بطور مشخص روغن ، در دمای بیش از ۴٠٠ درجه سانتیگراد از میان لوله های جاذب در جریان میباشد و روغن داغ در مبدلهای حرارتی، آب را به بخار تبدیل میکند و بخار فوق داغ طی سیکل رانکین از توربین و ژنراتور انرژی الکتریکی تولید می کند نیروگاه دریافت کننده مرکزی (Power Tower)
نیروگاه حرارتی خورشیدی از نوع برج دریافت کننده مرکزی با متمرکز نمودن پرتوهای تابش خورشید روی برج دریافت کننده انرژی الکتریکی تولید میکنند. این سیستم از مجموعه ای از آینه ها که هر یک بطور جداگانه خورشید را ردیابی میکنند تشکیل شده تعداد این آینه ها در یک نیروگاه به صدها و هزاران عدد میرسد که هلیوستات نامیده میشوند. سطوح متمرکز کننده طوری تنظیم میشود که همواره پرتوها را روی دریافت کننده ثابتی که همان برج مرکزی است منعکس کنند
نیروگاه دیش استرلینگ (Dish Stirling)
موتور استرلینگ موتورهای گرما- کاری هستند که حرارت را تبدیل به جنبش می کنند ونسبت به موتور بنزینی و دیزلی کارآیی بیشتری دارند. امروزه چنین موتورهایی برایموردهای خاص استفاده می شوند. موتورهای استرلینگ از چرخه چرخه استرلینگ از .استرلینگ استفاده می کنند که با چرخه های استفاده شده درموتورهای احتراق داخلی متفاوت است یک منبع حرارتی خارجی که مانند بنزین ، انرژیخورشیدی یا گازهای بیومس استفاده می کند و هیچ احتراقی برای تامین انرژی مورد نیاز این موتور از یک دیش منعکس کننده استفاده می شود. . داخلسیلندرهای موتور رخ نمی دهد
این دیش انرژی حرارتی خورشید را مستقیما به روی موتور منعکس می کند و موتور شروع به تولید برق می کند
از انرژی حرارتی خورشید علاوه بر استفاده نیروگاهی، می توان در زمینه های زیر بصورت صنعتی، تجاری و خانگی استفاده کرد آبگرمکن های خورشیدی به طوریکه از نام آنها پیداست از طریق جذب انرژی تابش خورشید توسط صفحات جاذب ( کلکتور ) عمل می نمایند و راندمان گرمایشی آنها در فصول مختلف سال و بر حسب موقعیتهای جغرافیایی متفاوت می باشد . مخزن آبگرم به گونه ای طراحی شده که آبگرم را بطور ذخیره درشبانه روز مهیا نماید و تلفات حرارتی آن تا صبح روز بعد و طلوع مجدد بسیار ناچیز باشد
با استفاده از این سیستم می توان هزینه های مصرف گاز – گازوئیل و برق را بطور چشمگیری کاهش داد که این امر در پروژه های بزرگ ملموس تر خواهد بود، بطوریکه بعد از گذشت حدود ۴ الی ۵ سال می توان با صرفه جویی در مصرف سوخت های فسیلی سرمایه گذاری اولیه را مستهلک نمود . هزینه های نگهداری و تعمیرات این سیستمها بسیار پائین است

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
word قابل ویرایش - قیمت 12700 تومان در 24 صفحه
127,000 ریال – خرید و دانلود
سایر مقالات موجود در این موضوع
دیدگاه خود را مطرح فرمایید . وظیفه ماست که به سوالات شما پاسخ دهیم

پاسخ دیدگاه شما ایمیل خواهد شد