فتوولتاییک

در این مقاله شبیه سازی سیستم های فتوولتایی/حرارتی در حالت جابجایی آزاد برای حالت های با سرپوش شیشه ای و بدون آن ارائه شده و نتایج حاصل با مقادیر آزمایشگاهی مقایسه شده است. نتایج نشان می دهد که شبیه سازی و مقادیر آزمایشگاهی هم خوانی بسیار خوبی دارد. اثرات قرار دادن سرپوش شیشه ای بر روی پارامتر های مختلف سیستم نیز بررسی شده است. نتایج نشان می-دهد که قرار دادن سرپوش شیشه ای در سیستم های فتوولتایی/حرارتی (PV/T) منجر به افزایش راندمان حرارتی و کاهش راندمان الکتریکی این سیستم ها می-شود.

محدودیت ذخایر سوخت های فسیلی و آلایندگی زیست محیطی ناشی از مصرف آنها، بخصوص در شهرها، و همچنین راندمان کم مبدل های انرژی رایج، باعث گرایش به سمت استفاده از مبدل های انرژی کارآمدتر و منابع انرژی های تجدید پذیر شده است. استفاده از یک سیستم فتوولتاییک جهت تولید هیدروژن و در کنار آن یک سیستم پیل سوختی جهت تامین حرارت و الکتریسیته، می تواند برای آینده امید بخش باشد. در این مقاله امکان سنجی فنی و اقتصادی استفاده از یک سیستم ترکیبی فتوولتاییک-پیل سوختی در کاربری های مسکونی جهت تولید همزمان برق و حرارت مورد بررسی قرار گرفته است. تحلیل فنی و اقتصادی نشان می دهد که در حال حاضر سیستم فتوولتاییک اقتصادی ترین سیستم ترکیبی است که علاوه بر کاهش میزان مصرف برق، آلودگی نیز در پی ندارد ولی استفاده از پیل سوختی در کنار این سیستم در کاربردهای مسکونی توجیه پذیر نیست. پیش بینی می شود که با افزایش قیمت حامل های انرژی و همچنین کاهش هزینه نصب و راه اندازی سیستم های پیل سوختی در آینده، صرفه اقتصادی خواهد داشت.

در این تحقیق سعی شده است که با محوریت انرژی خورشیدی بر روی شبیه سازی نیروگاه های فتوولتاییک کار شود. برای تاسیس یک نیروگاه فتوولتاییک، ابتدا باید از یک نرم افزار مطمئن برای برآورد هزینه و میزان تولید سالانه بهره جست. از نرم افزارهای مطرح در این زمینه، نرم افزارهای PVsyst و Sunny design هستند که قابلیت اطمینان آن ها با مطالعه ی موردی نیروگاه فتوولتاییک دانشگاه یزد و مقایسه با داده های تجربی اندازه گیری شده در محل نیروگاه، دنبال می گردد. داده های این نرم افزارها از اطلاعات جغرافیایی محل نیروگاه و مشخصات فنی سیستم های نصب شده در نیروگاه تامین گردیده است. پس از مرحله شبیه سازی، خروجی نرم افزارها شامل جداول و نمودارهایی هستند که روند تولید ساعتی، ماهانه و سالانه ی انرژی تولید شده از هر متر مربع پانل ها، راندمان سیستم، پراکندگی تولید انرژی، افت های سیستم و ... را نشان می دهند. در این مقاله دو راه برای افزیش توان نیروگاه پیشنهاد می شود . یکی قرار دادن سیستم در حالت ردیاب که افزایش قابل ملاحظه ی تولید انرژی، از روی نتایج نرم افزار قابل رویت است و دیگری تمیز کردن سطح سلول که با طراحی یک آزمایش بر روی پانل ها و مقایسه داده های تجربی تاثیرش دیده می شود. در آخر نیز اطلاعات خروجی این دو نرم افزار، با اطلاعات تجربی به دست آمده از خود نیروگاه، مقایسه شده است.

  کاهش انتشار گاز دی اکسید کربن و تاثیر آن بر روند گرمایش جهانی یکی از مهم ترین نتایج استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر می باشد. در مناطق شهری، سیستم های خورشیدی مستقر در سقف های ساختمانی، مناسب ترین روش بهره گیری از منبع پایدار انرژی خورشید می باشد. تراکم یا فشردگی شهری یکی از پارامترهای فرم و شکل شهر است که دسترسی به انرژی تجدیدپذیر خورشیدی را در مناطق ساخته شده تحت تاثیر قرار می دهد، بنابراین ضروریست که اثرات تراکم شهری بر بهره گیری ساختمان ها از انرژی خورشید بررسی شود. هدف این مطالعه ارزیابی پتانسیل انرژی خورشید در مناطق شهری و تعیین ارتباط بین شاخص های تراکم شهری و پتانسیل انرژی خورشید در مقیاس محلی می باشد. در این مطالعه مدل سازی تابش سالیانه خورشید برای هر یک از سطوح ساختمانی منطقه مورد مطالعه، در طول یک سال، با استفاده از مدل Solar Analyst انجام گردید. از طرف دیگر ارتباط بین چندین شاخص تراکم شهری از جمله شاخص های پوشش سایت، نسبت طرح، نسبت حجم-سطح، آنتروپی، تراکم جمعیت و تراکم ساختمانی با تابش سالیانه رسیده به منطقه مورد مطالعه بحث شد و با استفاده از مدل رگرسیونی حداقل مربعات، روابط بین تابش خورشید و شاخص های تراکم شهری مشخص گردید. هم چنین پتانسیل استفاده از دو نوع سیستم خورشیدی فعال شامل سیستم های یکپارچه فتوولتاییک ساختمانی (PV) و کلکتورهای حرارتی خورشیدی (STC) ارزیابی شد. طبق نتایج میزان تابش سالیانه خورشیدی از 507 (در نواحی فشرده) تا 741 (در نواحی پراکنده) کیلو وات ساعت بر متر مربع افزایش پیدا می کند. شاخص نسبت حجم-سطح بیشترین ضریب تعیینی، R2 برابر با 805/0 را با تابش سالیانه خورشید نشان می دهد. هم چنین در منطقه مورد مطالعه پتانسیل سقف های ساختمانی جهت توسعه سیستم های PV خیلی بیشتر از سیستم های STC تحت تاثیر درجه فشردگی شهری می باشد.

برای کاهش مقدار آلودگی هوا و گازهای گلخانه ای و حفظ منابع سوخت فصلی، یکی از روش ها گسترش استفاده از منابع انرژی تجدید پذیر است. درنتیجه این منجر به رشد و گسترش استفاده از سیستم های فتوولتاییک شده است. امروزه به خاطر افزایش نیاز به انرژی الکتریکی و توانای تولید انرژی موردنیاز به صورت خانگی و خصوصی، استفاده از انرژی خورشیدی و توانایی تولید انرژی الکتریکی از آن به وسیله سیستم های فتوولتاییک افزایش یافته است. در این مطالعه یک سیستم مستقل از شبکه برق برای تأمین برق موردنیاز یک واحد مسکونی در اطراف کرج در فصل معینی از سال طراحی شده است. انرژی موردنیاز برای این خانه 4320 وات ساعت است. برای تأمین این مقدار انرژی 830 وات آرایه فتوولتاییک، یک اینورتر 1500 واتی، یک شارژ کنترل با ظرفیت 40 آمپر و باتری 24 ولتی با ظرفیت 600 آمپرساعت موردنیاز می باشد . هزینه این پروژه 103700000 ریال تخمین زده شده است. از نرم افزار PV syst برای محاسبه مقدار تلفات سیستم استفاده شده و درنهایت اثر محیطی سیستم با سیستم های رایج مقایسه شده است.

پژوهش حاضر با هدف تحلیل تاریخی شکل گیری کارکردهای نظام نوآوری فناورانه سیستم های خورشیدی فتوولتاییک در ایران و استخراج موتور محرک  نوآوری در هر مرحله انجام شده است. منشاء پیدایش چارچوب نظام نوآوری فناورانه، کشورهای توسعه یافته بوده است و کشورهای درحال توسعه، عموما دریافت کننده فناوری هستند، بنابراین شاخص های اندازه گیری کارکردهایی مانند توسعه دانش در این کشورها متفاوت خواهد بود. این چارچوب در پژوهش حاضر به نظام نوآوری فناورانه مبتنی بر تحقیق و توسعه و نظام نوآوری فناورانه مبتنی بر انتشار تقسیم شد و با توجه به ماهیت نظام نوآوری فناورانه فتوولتاییک در ایران که عمدتا مبتنی بر واردات تجهیزات و مونتاژ آن ها در داخل است، مفاهیم  نظام نوآوری فناورانه مبتنی بر انتشار مورد استفاده قرار گرفت. بدین منظور پس از معرفی اجزای ساختاری نظام نوآوری فناورانه سیستم های خورشیدی فتوولتاییک در ایران، با استفاده از مصاحبه با خبرگان، تحلیل اسناد و مدارک و بکارگیری روش تحلیل تاریخی وقایع، موتور محرک نوآوری در هر مرحله توسعه شناسایی گردید و در نهایت موتور محرک نوآوری در مرحله ی کنونی، با استفاده از ابزار پرسشنامه و روش مدل معادلات ساختاری مورد بررسی و اعتبارسنجی قرار گرفت.