طراحی و محاسبه انواع تكنولوژی انرژی خورشیدی

آذر سنج خورشیدی (Pyrheliometer) آذرسنج وسیله ایست كه در آن موج یاب تعدیل كننده برای اندازه گیری تابش مستقیم خورشیدی در حالت تابش عمودی استفاده می شود بعبارت دیگر آذرسنج اسبابی است برای اندازه گیری شدت تابش مستقیم خورشیدی در برخورد عمودی با آن اولین وسیله اندازه گیری


خرید و دانلود فایل


توضیحات:

وسایل اندازه گیری تابش خورشیدی

به منظور اندازه گیری شدت تابشهای مستقیم خورشیدی اولین تلاشهای كمی بوسیله پویلت (pouilet) فرانسوی در سال 1830 انجام گرفت. او صفحات فلزی سیاه رنگی را انتخاب و بعد از قراردادن آنها در درجه حرارت ثابت آنها را در مقابل تابش مستقیم خورشید قرار داد و با استفاده از یك ترمومتر جیوه ای میزان افزایش دما را اندازه گیری نمود بعد از پویلت شخصی به نام اریكسون با ساخت یك كالریمتر توانست میزان افزایش درجه حرارت منبع عایق شده آبی را در زمان مشخصی كه در مقابل تابش مستقیم خورشید قرار داشت، اندازه گیری كند.

در یك روز آفتابی در تابستان در شهر نیویورك در سال 1876 میزان كل تابشهای خورشیدی 19066.8 W/m2 معادل (Btu/ft2 4/338) اندازه گیری شده و با معدل گیری برای روزهای دیگر باین نتیجه رسید كه شدت تابش خورشید در بالای جو زمین می بایست برابر با W/m2 (معادل Btu/ft2 427) باشد كه 1% با بهترین مقدار فعلی تفاوت دارد.

در طول سالهای 1880 اندازه گیری تابش خورشید بوسیله ساموئل لانگلی (Langly) كه نامش امروزه روی واحدی توسط اخترشناسان قرار گرفته انجام گرفت:

 

   یك گرم كالری

= 1 Lang

یك سانتیمتر مربع

 

وسیله سنجش او از نوار نازكی از پلاتنیوم تشكیل می شد كه در پل وستون نقش مقاومت متغیر را داشت. تغییرات خیلی كوچكی در درجه حرارت این نوار، می‌توانست بوسیله تغییرات در مقاومت الكتریكی آن شناخته شود. او همچنین وجود ذرات فروسرخ را در طیف خورشیدی كشف كرد.

چند نوع از وسایل اندازه گیری عبارتند از:

آذر سنج خورشیدی (Pyrheliometer)

آذرسنج وسیله ایست كه در آن موج یاب تعدیل كننده برای اندازه گیری تابش مستقیم خورشیدی در حالت تابش عمودی استفاده می شود. بعبارت دیگر آذرسنج اسبابی است برای اندازه گیری شدت تابش مستقیم خورشیدی در برخورد عمودی با آن. اولین وسیله اندازه گیری تابشهای خورشیدی آذرسنج الكتریكی بود كه در سال 1893 توسط انگستروم اختراع شد. در آذرسنج انگستروم از دو نوار نازك و باریك سیاهرنگ منگنز استفاده می شد كه كنار هم روی یك لوله نصب شده بود. نوارها به صورت الكتریكی بترتیبی بیكدیگر متصل شده بودند كه وقتی بر یكی تابش مستقیم خورشیدی می تابید از نوار دومی عبور جریان مستقیمی اندازه گیری می شد.

این دو نوار دارای ترموكوپلهای عایق شده ای بودند كه پشت نوارها وصل می‌گردیدند و این ترموكوپلها به گالوانومتر حساس متصل بودند. نشاندهنده وقتی عدد صفر را نشان می داد كه درجه حرارت دو نوار با یكدیگر مساوی بودند.

شدت تابش مستقیم بوسیله رابطه زیر بدست می آید.

)2جریانIDN = k X(

k= عدد ثابت دستگاه و مربوط به نوع كالیبر دستگاه می باشد.

 

آذرسنج آبوت

در سال 1906 یك آذرسنج صفحه نقره ای توسط دكتر آبوت ساخته شد كه براساس اندازه گیریهای پویلت و برحسب میزان افزایش درجه حرارت كار می كرد.

 

شید سنج (Pyranometer)

مقدار كل تابش خورشیدی روی یك سطح افقی (مستقیم باضافه پخش) را می توان توسط شیدسنج اندازه گیری نمود كه واحد آن مقدار انرژی جذب شده در واحد سطح در واحد زمان خواهد بود. با بیان دیگر شیدسنج اسبابی است برای اندازه گیری تابش دهی كل (مستقیم و پخش) از یك نیمكره بترتیبی كه اگر بوسیله یك صفحه گرد روی قسمت دریافت كننده آن سایه انداخته شود فقط تابش دهی پخش را اندازه می‌گیرد. برای این منظور معمولاً از یك صفحه سایه انداز كه روی دستگاه نصب شده استفاده می شود.

بطور كلی وسایل اندازه گیری تابش خورشیدی، آذرسنجهای خورشیدی هستند كه تابش خورشید را روی یك  صفحه سیاه واقع در انتهای یك لوله موای كننده سیاه، دریافت می كنند.

یك آذرسنج خورشیدی بر مبنای گرماسنجی جریان آب، افزایش درجه حرارت جریان كنترل شده آبرا، كه گرمای صفحه سیاه واقع در انتهای لوله موازی كننده را منتقل می كند، اندازه می گیرد. زمانیكه درجه حرارت به یك مقدار پایدار برسد تابش ورودی قطع و یك جریان الكتریكی جه ایجاد همان افزایش درجه حرارت قبلی، به همان صفحه اعمال می شود. اندازه گیری انرژی الكتریكی، اندازه گیری مطلق حاصل می كند.

چون استفاده از این اندازه گیریهای مطلق در محل مشكلاتی بهمراه دارد باین دلیل وسایل و اسبابهای معمولی قابل حمل و نقل اختراع شده اند، از جمله آذرسنج صفحه نقره ای آبوت می باشد كه روی صفحه نقره ای سیاه رنگ شده، آن یك دما سنج جیوه ای مخصوصی بدقت تعبیه و جاسازی شده است. مقدار افزایش درجه حرارت خوانده شده در روی دماسنج كه ناشی از تابش خورشید می باشد بمدت دقیق 100 ثانیه مبنائی برای اندازه گیری نسبی است و به یك استاندارد اصلی قابل تبدیل می‌باشد.

بمنظور تعیین منظم مقدار تابش، اصولاً تعداد كمی از آذرسنجهای خورشیدی مورد استفاده قرار می گیرند ولی شیدسنجهای خورشیدی كه احتیاجی به تعقیب خورشید ندارند بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند.

وسایل اندازه گیری تابش خورشید، بدون استثناء همگی از نوع ترموالكتریك هستند یعنی اختلاف درجه حرارت یك پیل حرارتی در سایه و یك پیل حرارتی تحت تابش خورشید را اندازه می گیرند (یك پیل حرارتی از چند زوج حرارتی تشكیل شده اند كه برای افزایش حساسیت بطور سری بهم متصل شده اند.)

پیلهای حرارتی روی یك سطح تخت و در زیر یك و یا دو نیمكره شیشه ای نصب می‌شوند. این وسایل به كمك تعداد زیادی مدارهای الكترونیكی، یك خروجی دقیق و خطی تولید می كنند كه بایستی در فواصل زمانی معین، مدرج شوند. شیدسنجهای بینائی مثل شیدسنج بینائی اپلی دارای دقتی برابر با 1%± هستند ولی اسبابهای درجه دوم كه در محل موردسافتاده قرار میگیرند دارای درصد خطائی در حدود دو برابر شیدسنج اپلی می باشند. یك نوع اندازه گیری تابش خورشیدی درجه دوم، شیدسنج سیاه و سفید اپلی می باشد. قسمتهای سفید كه پیلهای حرارتی تتیره را دربر دارد تقریباً 100% نور را باز می تابانند و قسمتهای سیاه شده، پیلهای حرارتی تحت تابش را در اختیار دارند.

 

انرژی خورشیدی و مقایسه این انرژی با انرژیهای دیگر

 

امكان استفاده از انرژی خورشیدی:

خورشید یك منبع بزرگ و تقریباً لایزال انرژی محسوب می شود. انرژی كه از خورشید به زمین می رسد حدود 1011*8/1 مگاوات است كه چندهزار برابر انرژی مصرفی سوختهای تجاری است.

علاوه بر حجم انرژی بالای خورشید، از نظر محیط زیست نیز تمیز بوده و همچنین، تقریباً در تمام نقاط جهان كه افراد بشر زندگی می كنند، به راحتی بدست می آید. البته در راه استفاده از این مشكلاتی وجود دارد. اولین مشكل این است كه چگالی آن كم است. حتی در گرمترین نقاط روی زمین، میزان شار تشعشعی خورشید به ندرت از 1KW/m2 تجاوز می كند كه از نظر استفاده فنی، مقدار پائینی است. بعلاوه جهت استفاده از آن به سطوح گردآوری بسیار بزرگی نیاز است. همچنین میزان استفاده از آن با توجه به ساعات مختلف روز فرق می كند البته فصول سال نیز در این تغییر مؤثرند. همچنین شرایط آب و هوایی نیز در نقاط مختلف متفاوت است. پس باید انرژی خورشید حتی در ساعاتی كه در دسترس نیست نیز ذخیره شود. نیاز بر ذخیره سازی قیمت سیستم را افزایش می دهد. پس اولین برخورد با انرژی خورشیدی، اقتصاد آن است. باید راههایی ارائه شوند كه هزینه تمام شده كمتری دارا هستند.

با منبع

خرید و دانلود فایل


فایل های مرتبط ( 15 عدد انتخاب شده )
مطالعه انواع چرخ دنده ها و روش های ساخت آنها
مطالعه انواع چرخ دنده ها و روش های ساخت آنها

پژو206BOSCH ME 7.4.4 معرفی و عیب یابی سیستم سوخت رسانی وجرقه
پژو206BOSCH ME 7.4.4 معرفی و عیب یابی سیستم سوخت رسانی وجرقه

پاورپوینت جوشكاری و تجهیزات آن
پاورپوینت جوشكاری و تجهیزات آن

سپتیک تانک
سپتیک تانک

مطالعه روغن موتور
مطالعه روغن موتور

اصول اندازه گیری در مهندسی
اصول اندازه گیری در مهندسی

بررسی سیستمهای مکانیکی وهیدرولیکی ماشین آلات راهسازی
بررسی سیستمهای مکانیکی وهیدرولیکی ماشین آلات راهسازی

طراحی بهینه انواع آب گرم کن های خورشیدی ایران
طراحی بهینه انواع آب گرم کن های خورشیدی ایران

بررسی عملکرد سیستم ترمز و طراحی آن
بررسی عملکرد سیستم ترمز و طراحی آن

مطالعه نحوه عملکرد سیستم ترمز ماشین
مطالعه نحوه عملکرد سیستم ترمز ماشین

هندسه سیستم فرمان و آشنایی با نرم افزارADAMS
هندسه سیستم فرمان و آشنایی با نرم افزارADAMS

مراحل تحلیل دینامیكی شاتون
مراحل تحلیل دینامیكی شاتون

دینامیک سیالات در توربو ماشین ها و آزمون کارایی آنها
دینامیک سیالات در توربو ماشین ها و آزمون کارایی آنها

استاندارد PTC 4.1 تست كارآیی بویلر
استاندارد PTC 4.1 تست كارآیی بویلر

مطالعه و مقایسه سیستم ترمزهای معمولی و پنوماتیكی
مطالعه و مقایسه سیستم ترمزهای معمولی و پنوماتیكی

فروشگاه شخصی خود را راه اندازی نمایید و با آپلود فایل های خاک خورده خود کسب درآمد کنید ایجاد رایگان فروشگاه