ماه: آوریل 2016

تاریخچه انرژی خورشیدی

کاربرد انرژی خورشیدی به قرن هفتم قبل از میلاد مسیح باز می گردد. از انرژی خورشیدی برای گرمایش، پخت و پز، روشنائی و روشن نمودن آتش استفاده می کردند. یونانیان و رومیان باستان معماری هایی را برای استفاده از نور و گرمایش انرژی خورشیدی در داخل ساختمان خود داشته اند.

انرژی خورشیدی 1 1

قرن هفتم قبل از میلاد مسیح: مردمان باستان از ذره بین برای تمرکز نور خورشید جهت روشن نمودن آتش استفاده می کردند.

قرن سوم قبل از میلاد مسیح: رومیان و یونانیان با استفاده از آینه مشعلهای خود را روشن می نمودند.

قرن دوم پیش از میلاد مسیح: ارشمیدس دانشمند یونانی با استفاده از بازتابش نور خورشید از سپری برنزی و متمرکز نمودن نور خورشید توانست کشتی های چوبی دشمنان را آتش بزند.

بیست سال بعد از میلاد مسیح: مردمان چین از آینه برای روشن نمودن مشعلهای خود استفاده کردند.

قرن یک تا چهارم میلادی: رومیان حمامهای خانه های خود را به گونه ای طراحی نمودند که از نور خورشید برای گرم شدن آب بهره ببرند.

قرن سیزدهم میلادی: اجداد پوئبلو در آمریکای شمالی خانه های صخره ای خود را رو به جنوب ساختند تا از گرمای خورشید در زمستان بیشتر بهره ببرند.

در سال ١٧٦٧ میلادی: دانشمندی سوئیسی اولین کلکتور خورشیدی را ساخت.

در سال ١٨١٦ میلادی: رابرت استرلینگ وزیر اسکاتلندی اختراع خود را برای پیش گرمکن موتور حرارتی به ثبت رساند. بعدها از این اختراع او در تولید الکتریسیته بوسیله حرارت انرژی خورشیدی بهره گرفتند.

در سال ١٨٣٩ میلادی: ادموند بکرل دانشمند فرانسوی اثر فتوولتائیک را کشف نمود. او هنگام کار با پیل الکترولیز که با دو الکترود فلزی در محلول الکترولیت خود بود به این نتیجه رسید که وقتی در معرض نور خورشید قرار می گیرد میزان تولید برق افزایش می یابد.

در سال ١٨٦٠ میلادی: ریاضیدان فرانسوی August Mouchet کار بر روی موتور بخار خورشیدی را آغاز کرد. بعد از ٢٠ سال او و دستیارش Abel Pifre موتورهایی را ساختند که نمونه های مدرن آن در حال حاضر در کلکتورهای سهموی خطی استفاده می گردد.

سال ١٨٧٣ میلادی: Willoughby Smith قابلیت هدایت نور سلنیوم را کشف نمود.

سال ١٨٧٦ میلادی: William Grylls Adams و Richard Evans Day کشف کردند که وقتی سلنیوم در مقابل نور خورشید قرار می گیرد برق تولید می کند.

سال ١٨٨٠ میلادی: Samuel P. Langley بولومتر را اختراع نمود که نور ستاره های دور دست را به خوبی اشعه های حرارتی خورشید اندازه گیری می نمود.

سال ١٨٨٣ میلادی: Charles Fritts آمریکایی به ایده ساخت سلولهای خورشیدی از ویفر سلنیوم فکر کرد.

سال ١٨٨٧ میلادی: هاینریش هرتز کشف کرد که اشعه ماورا بنفش کمترین ولتاژ را برای جرقه زدن بین دو الکترود لازم دارد.

سال ١٨٩١ میلادی: اولین آب گرمکن خورشیدی توسط کلارنس آمریکایی ثبت اختراع گردید.

سال ١٩٠٤ میلادی: Wilhelm Hallwachs کشف کرد که مس و اکسید مس در کنار یکدیگر حساسیت نسبت به نور نشان می دهند.

سال ١٩٠٥ میلادی: آلبرت انیشتین همراه با تئوری نسبیت خود اثر فوتوالکتریک را مطرح نمود.

سال ١٩٠٨ میلادی: ویلیام جی بیلی یک کلکتور با سیم پیچ مسی و یک جعبه عایق ساخت. این طرح تقریبا شبیه همان طرحی است که امروزه برای کلکتورهای خورشیدی استفاده می شود.

سال ١٩١٤ میلادی: دانشمندان متوجه یک بند الکترونی در دستگاههای فتوولتائیک شدند.

سال ١٩١٦ میلادی: دانشمندان اثر فوتوالکتریک را به صورت تجربی اثبات کردند.

سال ١٩١٨ میلادی: دانشمند لهستانی Jan Czochralski کشف نمود که چگونه یک تک کریستال سیلیکون را رشد دهد.

سال ١٩٢١ میلادی: آلبرت انیشتین به خاطر نظریه اثر فوتوالکتریک جایزه نوبل را دریافت کرد.

سال ١٩٣٢ میلادی: اثر فتوولتائیک در سولفید کادمیوم کشف شد.

سال ١٩٤٧ میلادی: ساختمانهای خورشیدی در طول جنگ جهانی دوم بسیار نادر شدند.

سال ١٩٥٤ میلادی: سه دانشمند آمریکایی اولین سلول فتوولتائیک سیلیکونی را توسعه دادند، اولین سلول خورشیدی توانائی این را داشت که برق کافی را از طریق خورشید برای تجهزات الکترونیکی فراهم نماید.

اواسط دهه ١٩٥٠ میلادی: اولین ساختمان اداری تجاری در جهان که با آبگرمکن خورشیدی کار می کرد طراحی شد.

سال ١٩٥٨ میلادی: سلولهای فتوولتائیک جدید در مقابل اشعه خورشید مقاوم تر شدند و این ویژگی برای استفاده سلولهای فتوولتائیک در فضا بسیار حائز اهمیت بود.

سال ١٩٦٣ میلادی: ژاپن یک پنل ٢٤ واتی را بر روی یک فانوس دریایی نصب نمود.

سال ١٩٦٤ میلادی: ناسا اولین ماهواره ای که با سلولهای فتوولتائیک به ظرفیت ٤٧٠ وات تغذیه می گردید توسط سفینه فضایی به فضا پرتاب نمود.

سال ١٩٦٩ میلادی: کوره خورشیدی با استفاده از ٨ آینه سهموی در Odeillo فرانسه ساخته شد.

دهه ١٩٧٠ میلادی: دکتر الیوت برمن و اکسون کرپ سلول خورشیدی ارزان تری را طراحی نمودند و این عامل باعث استفاده گسترده تر از سلولهای فتوولتائیک گردید.

سال ١٩٧٢ میلادی: دانشگاه دلاور موسسه تبدیل انرژی را تاسیس نمود و اولین آزمایشگاه جهان را برای تحقیق و توسعه سلولهای فتوولتائیک اختصاص داد. در سال بعد این موسسه یک سیستم هیبرید حرارتی فتوولتائیک با نام Solar One را ساخت.

سال ١٩٧٦ میلادی: مرکز تحقیقات لوئیس ناسا برای اولین بار شروع به نصب ٨٣ سیستم فتوولتائیک در سرتاسر جهان نمود که برای روشنائی درمانگاهها، پمپاژ آب و تلویزیون کلاس ها و موارد دیگر به کار می رفت.

سال ١٩٧٧ میلادی: دولت آمریکا موسسه تحقیقات انرژی خورشیدی را راه اندازی کرد.

سال ١٩٨١ میلادی: اولین هواپیمای خورشیدی از فرانسه تا انگلستان به پرواز درآمد.

سال ١٩٨٢ میلادی: یک استرالیایی اولین خودرو خورشیدی که فاصله بین سیدنی تا پرت که بالغ بر ٢٨٠٠ مایل است، پیمود.

سال ١٩٨٦ میلادی: بزرگترین نیروگاه حرارتی خورشیدی آن زمان در کالیفرنیا راه اندازی شد.

سال ١٩٩٤ میلادی: اولین بشقابک سهموی خورشیدی با استفاده از موتور استرلینگ با پیستون آزاد به شبکه متصل گردید.

سال ٢٠٠١ میلادی: تین فیلم فتوولتائیک ساخته شد.

سال ٢٠٠٢ میلادی: بزرگترین سیستم خورشیدی پشت بامی در کالیفرنیا نصب گردید.

سال ٢٠٠٨ میلادی: بزرگترین پارک خورشیدی در آلمان بوسیله سیستمهای تین فیلم راه اندازی گردید.

 

كاربردهاي انرژي خورشيد

ASCIIENERZY

كاربردهاي انرژي خورشيد

مقدمه

انرژي خورشيد يكي از منابع تامين انرژي رايگان، پاك و عاري از اثرات مخرب زيست محيطي است كه از ديرباز به روش‌هاي گوناگون مورد استفاده بشر قرار گرفته است. به طور متوسط خورشيد در هر ثانيه 1.1*1020 كيلووات ساعت انرژي ساطع مي كند. از كل انرژي منتشر شده توسط خورشيد، تنها در حدود 47% آن به سطح زمين مي‌رسد. اين بدان معني است كه زمين در هر ساعت، تابشي در حدود 60 ميليون Btu دريافت مي‌كند.

يعني انرژي ناشي از سه روز تابش خورشيد به زمين ‌برابر با تمام ‌انرژي ناشي از احتراق كل سوخت‌‌هاي ‌فسيلي در دل زمين است و بنابراين مي‌توان نتيجه گرفت كه در اثر تابش خورشيد به مدت چهل روز، مي‌توان انرژي مورد نياز يك قرن را ذخيره نمود. بنابراين با به كارگيري كلكتورهاي خورشيدي مي‌توان تا حدودي از اين منبع انرژي بي‌پايان، پاك و رايگان استفاده كرد و تا حد بسيار زيادي در مصرف سوخت‌هاي فسيلي صرفه جويي نمود.

موقعيت كشور ايران از نظر ميزان دريافت انرژي خورشيدي

كشور ايران در بين مدارهاي 25 تا 40 درجه عرض شمالي قرار گرفته است و در منطقه‌اي واقع شده كه به لحاظ دريافت انرژي خورشيدي در بين نقاط جهان در بالاترين رده‌ها قرار دارد. ميزان تابش خورشيدي در ايران بين 1800 تا 2200 كيلووات ساعت بر مترمربع در سال تخمين زده شده است كه البته بالاتر از ميزان متوسط جهاني است. در ايران به طور متوسط ساليانه بيش از 280 روز آفتابي گزارش شده است كه بسيار قابل توجه است.

تاريخچه

شناخت انرژي خورشيدي و استفاده از آن براي منظورهاي مختلف به زمان ماقبل تاريخ باز مي‌گردد، شايد به دوران سفالگري. در آن هنگام روحانيون معابد به كمك جام هاي بزرگ طلايي صيقل داده شده و اشعه خورشيد، آتشدان‌هاي محراب ها را روشن مي‌كردند. يكي از فراعنه مصر نيز معبدي ساخته بود كه با طلوع خورشيد درب آن باز و با غروب خورشيد درب بسته مي‌شد.

ولي مهم‌ترين روايتي كه درباره استفاده از خورشيد بيان شده، داستان ارشميدس، دانشمند و مخترع بزرگ يونان قديم مي‌باشد كه ناوگان روم را با استفاده از انرژي حرارتي خورشيد به آتش كشيد. گفته مي‌شود كه ارشميدس با نصب تعداد زيادي آينه كوچك مربعي شكل در كنار يكديگر كه روي يك پايه متحرك قرار داشته ‌است، اشعه خورشيد را از راه دور روي كشتي‌هاي روميان متمركز ساخته و به اين ترتيب آنها را به آتش كشيده‌است. در ايران نيز معماري سنتي ايرانيان باستان نشان دهنده توجه خاص آنان در استفاده صحيح و مؤثر از انرژي خورشيد در زمان‌هاي قديم بوده‌است. براي نمونه ديوارهاي خانه‌هاي قديمي از جنس كاهگل بوده كه با توجه به كم بودن نرخ انتقال حرارت در اين نوع ديوارها، حرارت جذب شده در روز با چند ساعت تاخير يعني در شب وارد خانه مي‌شود.