کاربرد های انرژی خورشیدی

کاربرد های انرژی خورشیدی

تابش خورشید بزرگ ترین منبع تجدیدپذیر انرژی روی کره زمین است و اگر فقط یک درصد از صحراهای جهان با نیروگاه های حرارتی خورشیدی به کار گرفته شوند، همین مقدار برای تولید برق سالانه مورد تقاضای جهان کافی خواهد بود. لذا با توجه به این مورد انرژی خورشیدی کاربردهای فراوانی برای ساکنین این کره خاکی دارد. برای سود جستن از انرژی خورشیدی دو راه وجود دارد:

1.  استفاده مستقیم از نور خورشید و تبدیل آن به الکتریسیته از طریق سلول های فتوولتائیک
2. استفاده مستقیم از انرژی خورشیدی و تبدیل آن به انواع انرژی های دیگر و یا استفاده مستقیم از آن (کاربردهای نیروگاهی و غیر نیروگاهی خورشیدی)

5 کاربرد برق خورشیدی

کاربردهای نیروگاهی انرژی خورشیدی

در عصر حاضر از انرژی خورشیدی توسط سیستم های مختلف و برای مقاصد متفاوت استفاده و بهره گیری میشود که عبارتند از:

•  استفاده از انرژی حرارتی خورشید برای کاربرد های خانگی، صنعتی و نیروگاهی
• تبدیل مستقیم نور حاصل از پرتوهای خورشید به الکتریسیته توسط تجهیز آتی به نام فتوولتائیک

 

این بخش از کاربردهای انرژی خورشیدی شامل دو گروه کاربردهای نیروگاهی و کاربردهای غیر نیرو گاهی می باشد. یک نیروگاه خورشیدی شامل تأسیساتی است که انرژی تابشی خورشید را جمع کرده و با متمرکز کردن آن درجه حرارت های بالا ایجاد می کند. انرژی جمع آوری شده از طریق مبدل های حرارتی، توربين 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:

1.نیروگاه سهموی خطی

در این نیروگاه ها از منعکس کننده هایی که به صورت سهموی خطی می باشند، جهت تمرکز پرتوهای خورشید در خط استفاده می شود و گیرنده به صورت لوله ای در خط کانونی منعکس کننده ها قرار می گیرد. در داخل این لوله روغن مخصوص در جریان است که بر اثر حرارت پرتوهای خورشید گرم و داغ می شود. این روغن داغ از مبدل حرارتی عبور کرده و آب را به بخار تبدیل می کند.

 

(نیروگاه هایی که گیرنده آنها آینه های سهموی ناودانی هستند.) 

 

این سیستم آب و بخار به مدارهای مرسوم در نیروگاه های حرارتی انتقال داده می شود تا به کمک توربین بخار و ژنراتور به توان الکتریکی تبدیل گردد. برای بهره گیری بیشتر و افزایش بازدهی لوله دریافت کننده سطح آن را با اکسید فلزی که ضریب بالایی دارد، پوشش میدهند و هم چنین در محیط اطراف آن لوله شیشه ای به صورت لفاف پوشیده می شود تا از تلفات گرمایی و افت تشعشعی جلوگیری گردد.

کارکرد نیروگاه سهموی خطی

در این نیروگاه ها یک سیستم ردیاب خورشید نیز وجود دارد که به وسیله آن آینه های شلجمی دائما خورشیدی را دنبال می کند و پرتوهای آن را روی لوله دریافت کننده متمرکز می نماید. تغییرات تابش خورشید در این نیروگاه ها توسط منبع ذخیره و گرمکن سوخت فسیلی جبران می شوند. در چند کشور نظیر ایالات متحده امریکا، اسپانیا، مصر، مکزیک و مراکش از نیروگاه های سهموی خطی استفاده شده است، که این نیروگاه ها یا در مرحله ساخت و یا در مرحله بهره برداری قرار دارند.

کلیه مراحل مطالعاتی، طراحی و ساخت این نیروگاه های خورشیدی به طور کامل توسط متخصصین و مهندسان تک اینورتر انجام می پذیرد. بدیهی است که با افزایش ظرفیت فنی و علمی در این زمینه، ایران در زمره محدود کشورهای سازنده نیروگاه های خورشیدی از نوع متمرکز دهنده های سهموی خطی قرار خواهده گرفت.

2.نیروگاه دریافت کننده مرکزی

در این نیروگاه ها پرتوهای خورشیدی توسط مزرعه ای متشکل از تعداد زیادی آینه منعکس کننده به نام ها هليو ستات بر روی یک دریافت کننده که در بالای برج نسبتا بلندی استقرار یافته است متمرکز می گردد. در نتیجه روی محل تمرکز پرتوها انرژی گرمایی زیادی به دست می آید که این انرژی به وسیله سیال عامل که داخل دریافت کننده در حرکت است، جذب می شود و به وسیله مبدل حرارتی به سیستم آب و بخار مرسوم در نیروگاه های سنتی منتقل شده و بخار فوق گرم در فشار و دمای طراحی شده برای استفاده در توربين ژنراتور تولید می گردد.

این سیال عامل در مبدل های حرارتی در کنار آب قرار گرفته و موجب تبدیل آن به بخار با فشار حرارت بالا می گردد. در برخی از سیستم ها سیال عامل آب است و مستقیما در داخل دریافت کننده به بخار تبدیل می شود.

 

(نیروگاه های که گیرنده آن ها در یک برج قرار دارد و نور خورشید توسط آینه های بزرگی به نام هلیوستات به آن منعکس می شود.)

 

3. نیروگاه بشقابی سهموی

 در این نیروگاه ها از منعکس کننده هایی که به صورت شلمچی بشقابی می باشد، جهت تمرکز نقطه ای پرتوهای خورشیدی استفاده می گردد و گیرنده ای که در کانون شلمجی قرار می گیرند به کمک سیال جاری در آن انرژی گرمایی را جذب نموده و به کمک یک ماشین حرارتی و ژنراتور آن را به توان مکانیکی و الکتریکی تبدیل می نماید.

(این تکنولوژی در نیروگاه های خورشیدی مورد استفاده کمتری دارد و در کاربردهای غیر نیروگاهی بیشتر استفاده می شوند)

کاربردهای غیر نیروگاهی انرژی خورشیدی

از انرژی خورشیدی علاوه بر استفاده نیروگاهی، میتوان در کاربردهای زیر به صورت صنعتی، تجاری و خانگی استفاده کرد:

 

 

• گرمایش آب مصرفی
• گرمایش فضای داخلی ساختمان ها
• سرمایش فضای داخلی ساختمان ها و یخچال های خورشیدی
•  آب شیرین کن های خورشیدی (در اندازه های خانگی و صنعتی)
• خشک کنهای خورشیدی (برای خشک کردن مواد غذایی و محصولات کشاورزی)
• خوراک پزهای خورشیدی
• و…

 

سوالات متداول

انواع کاربردهای انرژی خورشیدی را نام ببرید؟

استفاده از انرژی حرارتی خورشید برای کاربرد های خانگی، صنعتی و نیروگاهی و تبدیل مستقیم نور حاصل از پرتوهای خورشید به الکتریسیته توسط تجهیز آتی به نام فتوولتائیک

نیروگاه های خورشیدی بر اساس نوع متمرکز کننده ها به سه دسته تقسیم می شوند آنها را نام ببرید:

1- نیروگاه سهموی خطی 2.نیروگاه دریافت کننده مرکزی 3. نیروگاه بشقابی سهموی