انرژی خورشیدی

انرژی خورشیدی – ایران ترجمه – Irantarjomeh

مقالات ترجمه شده آماده گروه فیزیک

مقالات ترجمه شده آماده کل گروه های دانشگاهی

مقالات

چگونگی سفارش مقاله

الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه(شماره حساب)ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.comشامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر --مقالات آماده سفارش داده شده پس از تایید به ایمیل شما ارسال خواهند شد.

انرژی خورشیدی چیست؟ خورشید چیست؟

خورشید یک ستاره است و تفاوت عمده‌ای با بیلیونها ستاره‌ دیگری که در کهکشان وجود دارند ندارد. تنها تفاوت اساسی آن است که خورشید ستاره ماست. بواسطه آنکه مابسیار به خورشید نزدیک هستیم، انرژی آن برای ما در مقایسه با ستاره‌های دیگر بسیار بیشتر بوده و ما می‌توانیم از این انرژی برای برطرف نمودن نیازهای خود بهره ببریم.

خورشید ستاره ما و دیگر ستاره‌ها همانند راکتورهای هسته‌ای هستند که با رهاسازی اتمهای هیدروژن اتمهای هلیوم را تشکیل می‌دهند. این فرآیند موجب آزاد شدن میزان زیادی از انرژی شده و دقیقا همانند انفجار بمب هیدروژنی می‌ماند. انرژی خورشیدی را می‌توان به انفجار هزاران بمب هیدروژنی در یک زمان تشبیه نمود.

ما در حقیقت از آنکه فاصله زمین تا خورشید ۰۰۰/۰۰۰/۹۳۰ مایل می‌باشد می‌بایست کاملا احساس خوسبختی نمائیم. با توجه به این فاصله انرژی دریافتی خورشید بسیار ملایمتر گشته و دارای گستردگی بسیار بیشتری در مقایسه با مرکز آن می‌گردد.

انرژی خورشید بصورت امواج الکترومغناطیسی بسوی ما در حرکت می‌باشد.

  به هنگامی که این انرژی خورشیدی با ماده تماس می‌یابد، یکی از ۳ مورد زیر در خصوص آن روی می‌دهد:

• ممکن است از ماده بازتابانده شود،

• ممکن است از طریق ماده منتقل شود،

• ممکن است جذب ماده شود و به گرما تبدیل شود.

این سه پدیده برای طراحی و استفاده از ادوات جمع‌کننده خورشیدی(کلکتورها) مورد استفاده قرار می‌گیرند.

ادوات جمع‌آوری‌ کننده انرژی خورشیدی ـ سه نوع از ادوات جمع‌آوری‌ کننده انرژی خورشیدی وجود دارند که بترتیب ادوات جمع‌آوری کننده کم دما، دمای متوسط و پردما خوانده می‌شوند. آنچه شما از این ادوات بدست می‌آورید تفاوت بین آن چیزی است که بداخل این ادوات نفوذ می‌کند و آن چیزی است که یک کلکتور خورشیدی به محیط پیرامون خود عرضه می‌دارد.

انرژی خورشیدی

ادوات جمع‌آوری کننده انرژی خورشیدی کم دما

ادوات جمع‌آوری کننده انرژی خورشیدی کم دما چیزی را برای واگذاری یا از دست دادن به محیط پیرامون خود ندارند چرا که در دمایی برابر یا کمتر از محیط پیرامون خود عمل می‌نماید. یک کلکتور استخر شنا می‌تواند مثالی از این نمونه باشد. آنها ساده‌ترین و کاراترین کلکتورهای موجود بشمار می‌آیند، ولی محدودیت آنها همان دمای اندک می‌باشد. برای استفاده از این نوع کلکتور شما باید تنها آن را در معرض آفتاب قرار دهید و آب استخر را بسمت آن جریان داده تا بدین وسیله گرمای مورد نظر حاصل آید.

قسمت پلاستیکی و سیاه که در معرض نور خورشید قرار می‌گیرد قادر است تا ۹۶% از انرژی خورشیدی موجود را جذب نماید، و تها میزان ناچیزی از این انرژی بهدر می‌رود. شما بواسطه آنکه این نوع تحصیل انرژی از نوع کم حصول آن می‌باشد، باید تمامی آن را مورد استفاده قرار دهید.

ولی در صورتی که دمای عملکرد افزایش یابد، کارایی دستگاه بسرعت کاهش می‌یابد.

گرما به سه روش انتقال می‌یابد.

• بوسیله هدایت گرمایی ـ به هنگامی که مولکول یک ماده در تماس با مولکولهای دیگر قرار گیرد، انتقال گرمایی بوسیله انرژی جنبشی مولکولها از گرمترین مولکول به سردترین مولکول صورت می‌پذیرد.

۲-    بوسیله انتقال گرمایی یا همرفت ـ به هنگامی که یک سطح گرم، هوایی که در تماس با آن می‌باشد را گرم نماید، و هوا بواسطه نیروی جاذبه بسمتی حرکت یابد.

۳-    بوسیله تابش ـ کلیه مواد در تناسب با دمای خود تشعشات مادون‌قرمز موج بلند را از خود ساطع می‌نمایند. در صورتی که یک شی تابش بیش از آنچه از محیط دریافت می‌کند را ساطع نماید، باعث از دست دادن گرمای خود می‌گردد.

…

انرژی خورشیدی

ادوات جمع‌آوری کننده انرژی خورشیدی با دمای زیاد

حال اجازه دهید تا نگاهی به کلکتورهای با دمای زیاد بیندازیم. ما براستی قادر خواهیم بود تا میزان بیشتری از انرژی خورشیدی که بسمت ادوات جمع‌کننده یا کلکتورها می‌آیند را ذخیره نمائیم. ما می‌توانیم صفحات ایزوله ضخیم‌تر یا صفحات بیشتری را اضافه کنیم و یا آنکه هوای کلکتورها را تخلیه نمائیم. تمامی این اقدامات کلکتورهایی را بوجود می‌آورند که قادر می‌باشند در دمای زیادتر عمل نمایند، ولی این امر باعث افزایش مشکل می‌شود، چرا که اینگونه اقدامات که باعث نگهداری انرژی بیشتری می‌شوند، خود از برخورد بیشتر انرژی خورشیدی به صفحه جذب‌کننده ممانعت می‌نمایند.

نتیجه‌گیری

۱- ادوات جمع‌آوری کننده انرژی خورشیدی با دمای کم مناسب و همین ادوات از نوع دمای زیاد نامناسب هستند.

۲- دمای بالا به منزله داشتن کارایی بالا نمی‌باشد. BTU(واحد بریتانیایی گرما) بیشتری در حمامی که پر از آب گرم می‌باشد در مقایسه با مخزنی که از آب داغ انباشته باشد وجود دارد. BTU(واحد بریتانیایی گرما) میزان گرمای مورد نیاز جهت افزایش ۱ درجه فارنهایت یک پوند آب می‌باشد. به هنگامی که عمل گرم کردن را انجام می‌دهید، BTU نام این عمل بوده و نه دمای آن.

۳- در صورتی که خواسته باشید دوش بگیرید، از ایجاد بخار با حرارت بالا اجتناب نموده و آن را تا میزان ۱۰۵ درجه فارنهایت خنک نمائید. سعی کنید چیزی را بیابید که دمای ۱۰۵ درجه فارنهایت را از ابتدا تامین نماید.

۴- سادگی دارای مزایای بیشماری در طراحی ادوات خورشیدی دارد. ادوات جمع‌آوری کننده انرژی خورشیدی با دمای کم هم موثر می‌باشند و هم قابل اطمینان هستند. آنها مشکل تجزیه مواد  که ممکن است بواسطه ادوات با دمای زیاد بوجود آیند را ندارند، ضمن آنکه ایمنتر نیز می‌باشند. منطبق با اصول KISS(نگهداری بصورت ساده و کند).

ذخیره‌سازی انرژی خورشیدی

در صورتی که انرژی خورشیدی برای ما بسیار مفید باشد، می‌بایست روشی را برای ذخیره آن بیابیم. بطور کلی، خورشید همه روزه نمی‌درخشد، و هرگز در شب درخشندگی ندارد.

همانگونه که ما به تحقیقات خود در زمینه روشهای مناسب ذخیره انرژی خورشیدی ادامه می‌دهیم، می‌بایست برخی از خصیصه‌های مواد را نیز درک نمائیم.

• توده گرمایی(یا ظرفیت ذخیره گرما) ـ که در حقیقت توانایی ذخیره گرما توسط ماده می‌باشد.

• توانایی انتقال گرمایی ـ که در حقیقت توانایی انتقال گرما از ماده‌ای به ماده دیگر بوسیله تماس با آن می‌باشد.

• توانایی ایزوله‌سازی یا عایق‌بندی ـ که در حقیقت توانایی پایداری در برابر جریان یافتن انرژی از یک ماده به ماده دیگر می‌باشد.

موارد خاص ـ حال اجازه دهید نگاهی نیز به موارد خاص بیاندازیم.

بدون ورود به فیزیک اتمی، این بدان معناست که انرژی زیادی به منظور حرکت مولکول صرف شده و بنابراین، انرژی بیشتری نیز برای گرم کردن آن مورد نیاز بوده است مخصوصا با توجه به سردی اولیه آن. پس موارد زیر می‌تواند مطابقت داشته باشد:

• آب ماده مناسبی برای ذخیره گرما می‌باشد.

• آب ماده مناسبی برای انتقال گرما می‌باشد(چرا که نیازی به جابجایی میزان زیادی از آن نیست).

• آب ماده گرانی برای گرم کردن بوده، و اتلاف آب گرم نیز پرهزینه می‌باشد.

فلزات ـ یکی از رساناهای بسیار مناسب گرما فلزات می‌باشند، چرا که مولکولها یک نوع ساختار بلورین خاصی را تشکیل می‌دهند که باعث رسانایی بهتر گرما می‌شوند.

اجداد ما  در عصر حجر در غارها زندگی می‌کردند.

در این زمان مدرن ساکنین غار در سنتورینی یونان که بنام ”تروگلودیت“ خوانده می‌شوند حداقل۱۰۰۰۰ سال است که سکنه غار می‌باشند.

روشهای بسیاری وجود دارد تا از آنچه در خصوص ویژگیهای طبیعی مواد فراگرفته‌ایم را در خصوص طراحی ساختمانهای معاصر و مدرن با خصوصیات پایدار و معقول در ساخت، مورد استفاده قرار دهیم.

ما از مواد عایق برای ایزولاسیون اطراف ساختمان خود استفاده خواهیم کرد. موادی که دارای سلولهای هوا در میان خود می‌باشند. موادی نظیر الیاف فایبرگلاس، یا فوم همانند استریوفوم یا پلی‌اوریتین(نوعی پلیمر) در این خصوص می‌توانند مفید باشند.

…

ذخیره گرمایی غیرفعال طولانی‌مدت

جزئیات زیر می‌تواند به منظور ذخیره میزان زیادی از گرما مورد استفاده قرار گیرد:

…

انرژی خورشیدی

استفاده از ذخیره آب

در صورتی که توجه داشته باشیم که آب بیشترین توان ذخیره گرمایی را در مقایسه با دیگر مواد دارا می‌باشد، پس، در صورتی که همچنین در نظر بگیریم که آبگرمکن‌های خانگی در اغلب خانه‌ها وجود دارند، ما قادر خواهیم بود تا براحتی مزیتهای ترکیب ذخیره دمایی در آب، آب گرم خانگی و گرم‌کننده‌های خورشیدی را ملاحظه نمائیم.

این جزئیاتی می‌باشد که می‌توان آنها را در ساختمانهایی که امکان ذخیره میزان زیادی از گرما را در درون مواد ساختمانی خود ندارند بکار بست.

• آب‌گرمکن خانگی گرما را برای فضای خانه فراهم می‌آورد.

• یک سیستم گرمایش خورشیدی می‌تواند آب گرم را برای مصرف و برای گرم کردن فضای خانه بوجود آورده و ذخیره سازد.

• سیستم خنک‌سازی با استفاده از آب برای مقاصد خانگی مهیا می‌باشد.