بررسی  کردن مصرف پمپ  خورشیدی در صنایع آب و فاضلاب

 

فتوولتائيک سيستمي است كه در آن انرژي خورشيدي برای هدف خاص به نيروي الكتريكي تبديل مي شود. دو نمونه موارد استفاده اين سيستم، پمپ هاي فتوولتائي و چراغ هاي خورشيدي است.

 

پمپ هاي خورشيدي پمپ هايي اند كه در آن ها انرژي خورشيدي به وسيله پنل هاي خورشيدي به انرژي الكتريکی تبديل مي شود و اين انرژي در راه اندازي پمپ آبي مورد استفاده قرار مي گيرد.

به بيانی تاريخچه مصرف انرژي فتوولتائي به عنوان يك انرژي تجديد شونده و بررسي موارد پيرامون آن مي پردازيم. سعی بر آن است اقتصاد ترين راه براي تهيه انرژي الكتريكي مورد نياز پمپ  خورشيدي علاوه بر آن مصرف اين سيستم ها در مقايسه با سيستم هاي شبیه عنوان شود.

آمار اقتـصادي مربوط به سيستم فتوولتائيک و به شکل مشـخص پمپ هاي فتوولتائي متخصـصان را توانا مي سازد تا بينش منطقي تري براي آينده اين طرح ملي تصميم  بگیرند.

 

انرژي خورشيدي وسيع ترين منبع انرژي در جهان می باشد.انرژي نوري كه از جانب خورشيد در هر ساعت به زمين مي تابد، بيش ازهمه انرژي است كه ساكنین زمين در طول يك سال مصرف مي كنند. برای مثل، نور كه ساليانه بر يك سايت آزمايشي در نواداي آمريكا مي تابد. اگر کارایی 15% به الكتريکی تبديل بشود، دو برابر انرژي توليدي ساليانه ايالات متحده آمريكا خواهد شد. با وجود گستردگی بودن اين انرژي، چگالي آن زیاد پايين  می باشد.براي بهره گيري از اين منبع بايد راه جست تا انرژي پراكنده آن با راندمان بالا و هزينه كم به انرژي قابل مصرف الكتريكي تبديل شود.

 

 

 

 

روش مصرف انرژي خورشيدي

 

روش هاي تبديل انرژي خورشيد به انرژي برق :

استفاده از تكنولوژي خاص، انرژي حاصل  شده از نور خورشيد را به انرژي الكتريكي تبديل مي كند اين تكنولوژي به دو دسته تقسيم می شود:

سيستم فتوولتائيك : كه عمومی تجهيزاتي جامد و بي حركت هست.

سيستم هاي گرمايي خورشيدي : كه از نور تمركز شده خورشيد براي گرم كردن مايع كه بخار آن يك توربين را به حركت در بیآورد، استفاده مي كند.

در اين بین استفاده از سيستم هاي فتوولتائيك براي استفاده از نور خورشيد به عنوان منبع انرژي بسيار رايج تر و استفاده از پنل هاي فتوولتائيك در كشور پيشرفته به سرعت رو به گسترش است. استفاده از انرژي خورشيدي كه  یک نوع انرژي به نام «سبز» است از طرف  طرفداران محيط زيست پشتيباني مي شود. علت اين استقبال را بايد در ويژگي هاي انرژي خورشيدي پیدا کرد.

 

 

 ويژگي انرژي خورشيدي

انرژي خورشيدي تمام نشدني است. انرژي تميزي و هيچ آسيبي به محيط زيست نمي رساند. به دليل عدم وجود قسمت هاي متحرك، نگه داري و اتوماسيون آن آسان است. ظرفيت آن را تناسب با نيازمي شود طراحي كرد.

 

چیستایی سيستم ولتائيك

اصل بخش يك سيستم فتوولتائيك، پنل فتوولتائيك است. پنل هاي فتوولتائيك كه در معرض خورشيد قرار مي گيرد، متشكل از سلولهاي فتوولتائيك هستند. اين سلول ها از مواد نيمه هادي سيليكون ساخته شده است که پنل شامل 36 واحد است كه در رديف هاي 6 تايي كنار هم چيده شده واين  روي بام خانه در لس آنجلس واقع در ايالات متحده آمريكا نصب شد.

سيستم فتوولتائيك شامل تجهيزات ديگري مثل مبدل هايي براي تبديل جريان مستقيم به جريان متناوب نيز هست.

 

 اصول عمل پنل فتوولتائيك

پنل فتوولتائيك از نيمه هادي ساخته شد و با اتصال سيليكون هاي نوع N و P شكل مي گيرد. نور خورشيد به يك سلول فتوولتائيك بتابد، به الكترون ها در آن انرژي بيشتر مي بخشد. با تابش نور خورشيد الكترون در نيمه هادي پلاريزه شده، الكترون هاي منفي در سيليكون نوع N و يون مثبت در سيليكون نوع P به وجود مي آيد. بدين شکل بين دو الكترود، اختلاف پتانسيل به روز كرده و اين علت  باعث جاري شدن جريان بين آن ها مي شود.

 

 ميزان توليد انرژي الكتريكي به وسيله يك سيستم فتوولتائيك

اندازه توليد برق به وسيله يك سيستم فتوولتائيك معمول از 2 تا 50 كيلو وات است. يكي سيستم فتوولتائيك كه براي وصل روي بام ساختمان ها در لس آنجلس ساخته شده و با ظرفيت توان 2 كيلو وات، 3600 كيلو وات انرژي در سال توليد مي كند. اين ميزان توليد انرژي باعث 4/3 تن صرفه جويي در سوختن زغال سنگ براي توليد برق شده و همین مانع ورود گاز به اتمسفر مي شود. يك سيستم PV ديگر كه با ظرفيت 10 كيلو وات در تنسي در ايالات متحده آمريكا نصب شده، به شکل متوسط در حدود 16500 كيلو وات ساعت انرژي در سال توليد مي كند. اين ميزان انرژي كمي بيش از نياز مصرف برق يك خانه متوسط در ايالات متحده است.

 

 چگونگی تولید سيستم هاي فتوولتائيك  در شرايط ابري و آب و هواي سرد

توليد برق به دست سيستم هاي PV به فصل بستگي ندارد، اما در طول شبانه روز از ساعات اول صبح تا غروب مي توانند برق توليد كند. پيك توليد آن ها در ساعات ظهر است.

واحد فتوولتائيك در شکل ابري بودن هوا نيز مي تواند برق توليد كند، هر چند خروجي آن ها کم می شود در يك روز زیا د ابري كم نور، يك سيستم فتوولتائيك، ممكن است 5 تا 10 درصد نور خورشيد در روزهاي عادي را دريافت دارد در صورت خروجي آن نيز به هما اندازه كم خواهد شد.

پنل  خورشيدي در دماي پايين ، برق بيش تري توليد مي كند. اين تجهيزات هم چون ساير

دستگاه هاي الكتريكي در صورتي كه هوا خنك باشد، بهتر عمل مي كند. البته سيستم  PV در روز زمستان كم تر از روزهاي تابستاني انرژي توليد مي كند كه دلیل آن نه برودت هوا،  كمی ساعت روز و پايين بودن زاويه تابش خورشيد است.

 

آسيب  دستگاه  فتوولتائيك

پنل خورشيدي طوري ساخته شده  كه در برابر همه سختي محيط مانند سرماي شديد قطبي، گرماي بيابان، رطوبت استوا و بادهاي با سرعت 125 مايل ساعت مقاومت مي كند با اين وجود جنس اين وسايل از شيشه بوده و در اثر ضربات سنگين ممكن است بشكند.

  بهره گیری از سيستم  فتوولتائيک براي مصرف انرژي خورشيدي در جهان

مصرف انرژي خورشيدي به عنوان يك منبع به دليل ويژگي هايي كه در اول  ذكر شد، كاملا فراگير شده است. شركت متعدد در كشورهاي مختلف نسبت به نصب اين سيستم ها اقدام كرده  و كار بهينه سازي اين سيستم ها، همچنین ادامه دارد.

سيستم  برق خورشيدي در تمام سفينه هاي فضايي و قمرهاي مصنوعي برای تامين انرژي الكتريكي به كار گرفته مي شود. هزينه ساخت سيستم هاي فوق در اوايل بسيار گران بود ولي به مرورزمان  با استفاده از روش هاي توليد مناسب و بالا بردن بازدهي سيستم هاي برق خورشيدي و کم کردن هزينه  توليد و نيز افزايش قيمت سوخت فسيلي اين سيستم توانسته هرچه بيش تر جايگاه خود را بين ديگر صورت تامين انرژي در دنيا بگشايد و امروز به صورت گسترده  شده در كشورهاي اروپاي غربي، آمريكاي لاتين و صحراهاي قاره آفريقا و آسيا و ديگر صحراهاي جهان مورد استفاده قرارمي گيرد. در كشورهاي غربي با داشتن ساعات آفتابي كم تر از دو درصد كشورهاي خاورميانه مردم با مصرف سيستم هاي برق خورشيدي متصل به شبكه برق تحويل مي گيرد و زمان پرداخت بهاي برق مصرف تفاضل برق تحويلي و مصرف شده از شبكه را مي پردازد. استفاده از سلول  فتوولتائيك برای  تامين کردن انرژي مورد نياز به شکل زيرامکان دارد:

1-    مصرف مستقل از شبكه

2-    مصرف متصل به شبكه برق