دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .
سلولهای خورشیدی
88صفحه ورد قابل ویرایش
فقط 8000تومان
چکیده :
سلول خورشیدی به انگلیسی: solar cell یا photovoltaic cell یا photoelectric cell یک قطعه الکترونیکی حالت جامد است که انرژی نور خورشید را مستقیماً توسط اثر فوتوولتاییک به الکتریسیته تبدیل می‌کند.
سلولهای خورشیدی ساخته شده از ویفر سیلیکون، کاربرد بسیاری دارند. سلولهای تکی برای فراهم کردن توان لازم دستگاه‌های کوچک‌تر مانند ماشین حساب الکترونیکی به کار می‌روند. آرایه‌های فوتوولتاییک الکتریسیته بازیافت‌شدنی‌ای را تولید میکنند که عمدتاً در موارد عدم وجود سیستم انتقال و توزیع الکتریکی کاربرد دارد. برای مثال میتوان به محل‌های دور از دسترس، ماهواره‌های مدارگرد، کاوشگرهای فضایی و ساختمان‌های مخابراتی دور از دسترس اشاره کرد. علاوه بر این استفاده از این نوع انرژی امروزه در محل‌هایی که شبکه توزیع هم موجود است، مرسوم شده‌است.
امروزه انسان با پیشرفت‌هایی که در زمینه‌های مختلف کرده، نیازی روزافزون به انرژی پیدا کرده و این امر او را بر آن داشت تا با روشهای گوناگون انرژی مورد نیاز خود را کسب کند.
یکی از این روش‌ها که طی ۲۰ سال اخیر، انسان از آن استفاده می‌کند، استفاده از باتری‌های خورشیدی است. خورشید در هر ثانیه حدود ۱۰۰۰ ژول انرژی به هر متر مربع از سطح زمین منتقل می‌کند که با جمع‌آوری کردن آن میتوان انرژی مورد نیاز برای کارهای مختلفی را تأمین کرد.
فهرست
چکیده ..................................................................................................................................................................ه
فصل اول:شرح سلولهای خورشیدی .......................................................................................................................1
فصل اول:شرح سلولهای خورشیدی .......................................................................................................................2
1-1- مقدمه............................................................................................................................................................2
1-2- سلول خورشیدی: تبدیل فوتون به الکترون.....................................................................................................3
1-3 - سیلیکون چگونه سلول خورشیدی را می سازد؟.............................................................................................4
1-4- آناتومی سلول خورشیدی...............................................................................................................................5
1-5- تاثیر میدان الکتریکی در سلول PV................................................................................................................6
1-6- عملکرد سلول PV......................................................................................................................................7
1-7- ساختمان کلی سلول PV سیلیکون...............................................................................................................7
1-8- بلوک ساختمانی یک پنل خورشیدی : .......................................................................................................8
1-9- تئوری سلولهای خورشیدی: ....................................................................................................................9
1-10- کارایی سلولهای خورشیدی.....................................................................................................................9
1-11- قیمت سلولهای خورشیدی......................................................................................................................10
1-12- متریال سلولهای خورشیدی....................................................................................................................11
1-13- سلولهای خورشیدی سیلیکون کریستالی...................................................................................................11
1-14- سلولهای خورشیدی فیلم نازک...............................................................................................................12
1-15- کادمیوم تلوراید........................................................................................................................................13
1-16- کاپر ایندیوم گالیوم سلناید.........................................................................................................................13
1-17- گالیوم آرسناید چند اتصالی (gallium arsenide multijunction) .................................................14
1-18- رنگ‌های جاذب نور (light-absorbing dyes) یا DSSC...................................................................14
1-19- سلولهای خورشیدی نقطه کوانتومی (quantum dot solar cells) یا QDSC.............................14
1-20-سلولهای خورشیدی ارگانیک/پلیمری (organic/polymer solar cells) ...................................14
1-21- سلولهای خورشیدی فیلم نازک سیلیکونی (silicon thin films)........................................................15
1-22- طول عمر سلولهای خورشیدی..................................................................................................................15
فصل دوم:شرح انرژی خورشیدی و گرمایش خورشیدی .......................................................................................16
فصل دوم:شرح انرژی خورشیدی و گرمایش خورشیدی ........................................................................................17
2-1- انرژی خورشیدی..........................................................................................................................................17
2-2- انرژی دریافت شده از خورشید.......................................................................................................................18
2-3- وضعیت مناسب دریافت انرژی خورشیدی در ایران.........................................................................................18
2-4-کاربردهای انرژی خورشیدی.........................................................................................................................18 2-5- معماری و برنامه‌ریزی شهری..........................................................................................................................19
2-6- حمل و نقل و اکتشاف...................................................................................................................................19
2-7- استفاده از نور روز (daylighting) ............................................................................................................19
2-8- گرمایش خورشیدی.......................................................................................................................................20
2-9- گرمایش آب.................................................................................................................................................20
2-10 -گرمایش، سرمایش و ونتیلاسیون..................................................................................................................20
2-11- تصفیه آب...................................................................................................................................................21 2-12- آشپزی.........................................................................................................................................................22
2-13-گرمایش فرآیندی.........................................................................................................................................22
2-14-تولید برق.....................................................................................................................................................23
2-15-تولید سوخت................................................................................................................................................23
2-16- روشهای ذخیره انرژی...............................................................................................................................24
فصل سوم: شرح کلکتور خورشیدی و انواع آن .......................................................................................................25
فصل سوم: شرح کلکتور خورشیدی و انواع آن .......................................................................................................26
3-1-کلکتور گرمایی خورشیدی.............................................................................................................................26 3-2- انواع کلکتورهای خورشیدی مورد استفاده در جمع‌آوری حرارت...................................................................27 3-3- کلکتور ذخیره‌ای یک‌پارچه (Integral collector storage) یا ICS.................................................27
3-4- کلکتورهای با صفحه تخت (flat plate collectors) .............................................................................28
3-5- کاربرد کلکتورهای صفحه تخت.....................................................................................................................31 3-6-کلکتورهای تیوب خلاء (evacuated tube collectors) .........................................................................31 3-7- مقایسه کلکتورهای صفحه تخت و تیوب تخلیه................................................................................................32 3-8-کلکتورهای گرمایش هوا.................................................................................................................................34
3-9- کاسه خورشیدی (solar bowl) ..............................................................................................................34
3-10- ناودانی سهمی‌گون (parabolic trough) .............................................................................................36
3-11- دیش سهمی‌گون (parabolic dish) .....................................................................................................36
3-12- برج قدرت (power tower) .................................................................................................................37
3-13- مزایای کلکتورهای تمرکزی.........................................................................................................................37
3-14- معایب کلکتورهای تمرکزی.........................................................................................................................37 3-15- استانداردهای کلکتورهای خورشیدی...........................................................................................................38 3-16- ترکر خورشیدی...........................................................................................................................................38 3-17- انواع کلکتورهای خورشیدی (solar collector) .....................................................................................41 3-18- نصب ثابت...................................................................................................................................................41 3-19- نصب زمینی شناور.......................................................................................................................................42 فصل چهارم: ترکرها ...............................................................................................................................................43 فصل چهارم: ترکرها ...............................................................................................................................................44 4-1- ترکرها...........................................................................................................................................................44 4-2- کلکتور ثابت/آینه متحرک.............................................................................................................................45 4-3- کلکتور متحرک.............................................................................................................................................45 4-4- ترکرهای فتو ولتاییک غیر تمرکزی (PV) ...................................................................................................46 4-5- ترکرهای فتو ولتاییک تمرکزی (CPV) .......................................................................................................46 4-6- الزامات دقت..................................................................................................................................................46
4-7- ترکرهای تک محوره....................................................................................................................................47
4-8-ترکرهای تک محوره افقی (HSAT) .............................................................................................................48
4-9- ترکرهای تک محوره عمودی (VSAT) ........................................................................................................48
4-10- ترکرهای تک محوره مایل (TSAT) ........................................................................................................49 4-11- ترکرهای تک محوره با تنظیم قطبی (PASAT) .......................................................................................49 4-12-ترکرهای دو محوره (dual axis trackers) ........................................................................................50
4-13-ترکرهای دو محوره نوک-مایل (TTDAT) ...............................................................................................51
4-14- ترکر دو محوره آزیموت-ارتفاعی (AADAT) .........................................................................................51
4-15- انتخاب نوع ترکر.......................................................................................................................................52 4-16- فتو ولتاییک‌های تمرکزی چند آینه‌ای (multi-mirror concentrating PV)................................52 4-17- ترکر اکتیو (Active tracker) ............................................................................................................52 4-18-ترکر خنثی(passive tracker) ..........................................................................................................53 4- 19 - ترکر کرونولوژیکال (chronological tracker) ..........................................................................55
4-20- ترکینگ دستی (manual tracking) ...............................................................................................55
4-21- معایب ترکرها............................................................................................................................................55
فصل پنجم: ناودانی سهمی گون و دیگر انواع سلول خورشیدی ...............................................................56
فصل پنجم: ناودانی سهمی گون و دیگر انواع سلول خورشیدی ..............................................................57
5-1- ناودانی سهمی‌گون......................................................................................................................................57
5-2- عملکرد ناودانی سهمی‌گون......................................................................................................................57
5-3- طراحی ناودانی سهمی‌گون..........................................................................................................................58
5-4- هلیوستات...................................................................................................................................................59
5-5- روشنایی خورشیدی هایبریدی......................................................................................................................60
5-6- گرمایش خورشیدی آب.............................................................................................................................61
5-7- ملزومات طراحی سیستم.................................................................................................................................61
5-8- حفاظت از یخ‌زدگی......................................................................................................................................63 5-9-حفاظت از افزایش بیش‌گرم شدن....................................................................................................................64 5-10 انواع سیستم‌های گرمایش آبی خورشیدی.....................................................................................................65 5-11- سیستم‌های خنثی و فعال................................................................................................................................65 5-12 -کلکتورهای مورد استفاده در سیستم‌های خانگی SWH مدرن......................................................................67 5-13- برج مکشی خورشیدی.................................................................................................................................70
5-14- طراحی برج مکشی خورشیدی......................................................................................................................71
5-15-عملکرد برج مکشی خورشیدی....................................................................................................................72
5-16- تهویه مطبوع خورشیدی...............................................................................................................................72
5-17- تهویه مطبوع مدار باز خورشیدی (open-loop) به وسیله خشک‌کن‌ها........................................................73
5-18- سرمایش خورشیدی خنثی (passive solar cooling).............................................................................74
5-19- سیستم جذبی لوپ بسته خورشیدی (solar closed-loop absorption)...............................................74
5-20سرمایش خورشیدی فتو ولتاییک (PV)...........................................................................................................75
منابع ......................................................................................................................................................................
