بررسی سیستم های ردیابی مسیر خورشید (SOLAR TRACKING) و پتانسیل استفاده از آنها در پنل های خورشیدی

مشخصات فایل

مقطع:کارشناسی
رشته تحصیلی:مهندسی مکانیک
نوع ارائه:پایان نامه
تعداد صفحات:48
قالب بندی:word قابل ویرایش

نحوه خرید

دانلود رایگان فایل
شما میتوانید تنها با یک کلید به راحتی فایل مورد نظر را دریافت کنید. 🙂

برای دسترسی به این فایل ابتدا باید اشتراک خریداری کنید. برای خرید اشتراک بر روی لینک زیر کلیک کنید.

ارتقاء عضویت

در صورت بروز هر گونه مشکل در روند خرید اینترنتی، بخش پشتیبانی کاربران آماده پاسخگویی به مشکلات و سوالات شما می باشد

چکیده

چکیده 1

هدف از این مطلب بررسی اصول کارکرد سیستم های ردیاب خورشیدی و پتانسیل استفاده از آنها در تولید برق خورشیدی است. به این منظور ابتدا با بررسی رفتارهای حرکتی خورشید و زمین و موقعیت های آنها نسبت به هم ، به تشریح اصول کلی الگوریتم ها و روابط هندسی موقعیت خورشید و زمین (بر حسب مکان جغرافیایی، روز، ساعت و زاویه پنل خورشیدی ) پرداخته می شود و با انتخاب یکی از الگوریتم های مطرح ، محاسبه موقعیت زمین و خورشید و تعیین زوایای لازم انجام می گیرد. با استفاده از این الگوریتم موقعیت خورشید برای شهر تهران در روزهای اول بهار، اول پاییز، اول تابستان و اول زمستان محاسبه شده و به صورت نمودار نمایش داده می شود. سپس انواع روش ها و سیستم های ردیابی خورشیدی دسته بندی و معرفی گردیده و توضیحات لازم در این خصوص ارائه می گردد . با انتخاب یکی از روش های مطرح و پیچیده که ترکیبی از الگوریتم های مختلف می باشد ، جزییات بیشتری در مورد طراحی و فرآیند کار آن روش، ارائه خواهد شد. در انتها بررسی اقتصادی کاربرد روش ارائه شده برای شرایط مشخص انجام می گردد.

مقدمه 2

امروزه یافتن منابع انرژی پاک برای آینده یکی از دغدغه های مهم جوامع بشری به حساب می آید و انرژی خورشید می تواند پاسخ مناسبی برای این موضوع به شمار آید. پاکی ، فراوانی ، تجدید پذیری ، پایداری و در دسترس بودن از بارزترین ویژگی های انرژی خورشید می باشد. بر همین اساس در سالیان اخیر طراحی ، ساخت و استفاده از انواع سیستم ها و دستگاه هایی مبتنی بر استفاده از انرژی خورشید پدیدار گردیده است. امروزه سیستم های خورشیدی به شکل گسترده ای در مصارف گوناگون صنعتی ، خانگی و کشاورزی و . . . مورد استفاده قرار می گیرند.

سيستم هاى فتوولتايیك يا برق خورشيدى متشكل از تعدادى پنل خورشيدى مى باشند كه نور خورشيد را جذب كرده و آن را مستقيما به الكتريسيته تبديل مى كنند. الكتريسيته توليدى توسط اين پنل ها از نوعDC  يا مستقيم است و براى مصارف عمومى توسط اينورتر تبديل به جریان AC مى شود.  در بسيارى از كاربردها انرژى توليد شده براى مصارف بعدى يا استفاده در شب هنگام، می بايستى ذخيره گردد كه براى اين عمل نياز به شارژ كنترلر و باطرى هاى مناسب مي باشد.  به دليل بالا بودن قيمت الكتريسیته توليدى از اين سيستم ها، بهتر است كه تمامى اجزاء تشكيل دهنده سيستم داراى راندمان هاى بالا باشند تا تلفات به حداقل ميزان ممكن برسد.

مهمترين بخش و گرانقيمت ترين جزء اين سيستم ها، پنل هاى خورشيدى هستند . نحوه استقرار و جهت نصب و میزان تابش دریافتی اين پنل ها ، نقش كليدى در ميزان دريافت انرژى از خورشيد و به تبع آن میزان توليد انرژی توسط سيستم ایفا می کند.

با توجه به وابستگی شدید سیستم های خورشیدی به نور خورشید و همچنین تغییر وضعیت تابش خورشید در طول روز، ماه و سال ، طراحی و ساخت سیستم هایی که بتواند متناسب با این تغییرات ، حداکثر بهره را از نور خورشید به دست آورند مورد بررسی قرار گرفت و تا به امروز مطالعات ، مقالات و کارهای فراوانی در این خصوص صورت گرفته و نتایج خوبی هم حاصل شده است که از مهمترین نتایج این اقدامات را می توان افزایش بهره وری سیستم های خورشیدی ، حداکثر به میزان 40 درصد و در نتیجه کاهش هزینه های تولید انرژی دانست. یکی از مهمترین موضوعاتی که در این خصوص مطرح می باشد طراحی و استفاده از سیستم ردیاب خورشیدی (SOLAR TRACKER) می باشد. سیستم های ردیاب خورشیدی (SOLAR TRACKER) در واقع با استفاده از روش های مختلف، مسیر حرکت نور خورشید را محاسبه یا مشاهده و ردیابی می کنند و توسط مکانیزم های مختلف پنل خورشیدی را به گونه ای که حداکثر بهره برداری از نور خورشید صورت گیرد تنظیم می کنند.

در سال های اخیر و به منظور بهینه سازی ، ارتقا و افزایش کارایی سیستم های خورشیدی، علومی همچون الکترونیک ، کنترل ، کامپیوتر ، نجوم ، فیزیک و شیمی به کار گرفته شدند و هرکدام به سهم خود در این امر دخیل و موثر بوده اند. همگام با پیشرفت های تکنولوژی، انواع روش های الکترونیکی و کنترلی و کامپیوتری در طول چند دهه اخیر برای طراحی ، محاسبات و شبیه سازی ، اجرا و عملیاتی کردن ایده های مختلف و . . . در این عرصه مطرح گردیده است. ساختارها ، سیستم های مکانیکی و مکانیزم های مختلفی در کاربری های مختلفی برای این امر ارائه شده است و الگوریتم ها و روش های مناسبی هم در مورد هندسه زمین و خورشید که امکان محاسبه دقیق موقعیت خورشید را در زمان ها و مکان ها مختلف می دهند معرفی گردیده است. از این رو همانطور که مشخص است بهره مندی از علوم مختلف در بهینه سازی این سیستم ها امری اجتناب ناپذیر بوده و مسلما نتایج مطلوبی برای آیندگان به همراه خواهد داشت.

فصل اول 4

بررسی اصول کلی روابط هندسی خورشید و زمین 4
فصل اول : بررسی اصول کلی روابط هندسی خورشید و زمین 5
تعاریف اولیه 5
1-2) بررسی رفتار حرکتی زمین و خورشید نسبت به هم 7
1-2)بررسی و مقایسه الگوریتم های مطرح در زمینه روابط هندسی زمین و خورشید 10
1-3)تشریح الگوریتم کوپر [COOPER] [17] 12

فصل دوم 15

بررسی روش های مختلف ردیابی خورشید 15
فصل دوم : بررسی روشهای مختلف ردیابی خورشید 16

فصل سوم 20

فصل سوم : تشریح استراتژی ردیابی هیبریدی در ردیابی خورشید 21
3-2) تشریح الگوریتم هیبریدی ردیاب خورشیدی 22

فصل چهارم 30

فصل چهارم : بررسی اقتصادی استفاده از سیستم ردیاب خورشیدی 31

فصل پنجم 36

نتیجه گیری 37

در این سمینار و در فصل اول آن پس از آشنایی با مفاهیم اولیه مورد نیاز در هندسه زمین و خورشید و بررسی اصول رفتار حرکتی و وضعیت خورشید نسبت به زمین در طول سال ، با الگوریتم های مطرح در هندسه زمین و خورشید آشنا شده و با انتخاب یکی از این الگوریتم ها به تشریح آن پرداخته شد . در نهایت در همین فصل با استفاده از الگوریتم مذکور محاسبه موقعیت خورشید برای شهر تهران در 4 روز سال یعنی روزهای اول هر فصل صورت گرفت و نتایج حاصل به صورت جدول و نمودار ارائه گردید.

در فصل دوم با معرفی دسته بندی های مختلف سیستم های ردیاب خورشیدی، به معرفی و تشریح انواع روش های ردیابی پرداخته شد.

در فصل سوم با انتخاب یکی از روش های ردیابی خورشیدی که با استفاده از یک استراتژی ترکیبی از دو روش کنترلی حلقه باز و حلقه بسته به ردیابی خورشید با مکانیزمی دو محوره می پرداخت مبادرت شد و به طور مفصل مورد تحلیل و تشریح واقع گردید.

در فصل چهارم با توجه به اینکه اطلاعاتی از نظر هزینه ای و اقتصادی از روش توصیف شده در فصل قبل ارائه نگردیده بود با بررسی اطلاعات ارائه شده از سایر طرح های مشابه و تخمین های ارائه شده در مقالات معتبر، در نهایت به تخمین مناسبی از هزینه استفاده از یک سیستم ردیاب رسیدیم و در نهایت توانستیم با داشتن توان پنل خورشیدی به برآورد تخمینی منطقی از طراحی و ساخت یک سیستم ردیاب تک محوری و دو محوری برای آن پنل برسیم و همچنین میزان واقعی مقرون به صرفه بودن استفاده از سیستم ردیابی را برای آن پنل محاسبه کنیم.

پیشنهادات 38

پیشنهاد اول : استفاده از الگوریتم های حلقه بسته به تنهایی اگرچه نتایج مطلوبی به همراه دارد اما در  وضعیت های پیش بینی نشده می تواند ردیابی را با مشکلاتی همراه کند . از طرفی عدم مشاهده خروجی در      الگوریتم های حلقه باز همواره دغدغه بروز خطاهای متعدد و مختلف را همراه خود دارد. لذا به نظر می رسد طراحی استراتژی های ترکیبی روشی مناسب و مطمئن در این خصوص باشد. در همین راستا به منظور طراحی یک سیستم ردیاب خورشیدی کامل و مطمئن پیشنهاد می گردد با توجه به سادگی استفاده از الگوریتم های حلقه باز، بنیان طرح بر اساس این الگوریتم صورت گرفته و فقط به منظور افزایش ضریب اطمینان سیستم از یک الگوریتم حلقه بسته به گونه ای که تداخلی ایجاد نگردد، استفاده شود.

پیشنهاد دوم : هنگامی که میله ای را به صورت ایستاده بر روی سطحی قرار داده و به آن نور تابانده شود به راحتی و با دقت بالایی می توان جهت نور را با آشکار کردن جهت سایه به دست آورد. چرا که سایه فقط در بخش کوچکی ظاهر شده ولی نور در بخشهای عمده اطراف میله وجود خواهد داشت. این موضوع در برخی از طرح ها مورد توجه قرار گرفته که نتایج مطلوبی هم در بر داشته است اما از نظر کمی ، تعداد مقالات ارائه شده در این خصوص نسبت به سیستم هایی که ردیابی اثر نور را انجام می دهند بسیار کمتر می باشد. لذا استفاده از اثر سایه به منظور ردیابی راحتر و مطمئن تر جهت تابش نور پیشنهاد می گردد .

منابع 39
سایت ها 40

نحوه خرید

دانلود رایگان فایل
شما میتوانید تنها با یک کلید به راحتی فایل مورد نظر را دریافت کنید. 🙂

برای دسترسی به این فایل ابتدا باید اشتراک خریداری کنید. برای خرید اشتراک بر روی لینک زیر کلیک کنید.

ارتقاء عضویت

در صورت بروز هر گونه مشکل در روند خرید اینترنتی، بخش پشتیبانی کاربران آماده پاسخگویی به مشکلات و سوالات شما می باشد

راهنمای سایت

برخلاف سایت های دیگر که فایل ها را به صورت تکی می فروشند روال سایت ما این است که شما با عضویت در سایت ما میتوانید از تمام فایل های موجود استفاده کنید.

تمام مطالب سایت فقط برای اعضای سایت رایگان است.

نحوه عضویت در سایت