پایان نامه امکان سنجی انرژی خورشیدی در شهر اهواز

پژوهش حاضر که در مورد امکان سنجی انرژی خورشیدی در شهرستان اهواز می باشد، در پنج فصل تهیه شده است.

در این تحقیق به کمک عوامل و عناصر اقلیمی نظیر ساعات آفتابی، رطوبت نسبی، میزان ابرناکی، ماکزیمم دما ، میزان بارندگی، عرض جغرافیایی، ارتفاع محل از سطح دریا ، زوایه تابش و ... ،میزان ضریب صافی آسمان ، ضریب ابر ، زاویه تابش ، طول روز نجومی و... محاسبه شده و با استفاده از بعضی از مدل های متناسب با شرایط اقلیمی شهرستان اهواز به امکان سنجی انرژی خورشیدی اقدام شده است که نتایج آن برای مقایسه در جداول و نمودارهای درج و در نهایت مدل مناسب تر انتخاب و معرفی و پیشنهادهایی برای استفاده بهینه از انرژی خورشیدی ارائه گردیده است.

مقدمه

میلیاردها سال است که خورشید بر زمین می تابد و به آن انرژی می بخشد . انواع انرژی های موجود در مقایسه با انرژی خورشیدی ناچیزند و منشاء اغلب آن ها انرژی خورشیدی است.

انرژی خورشیدی در مقایسه با سایر شکل های انرژی مزایای بسیاری دارد. مهمترین مزیت آن لایزال بودن آن است . مزیت دیگر انرژی خورشیدی آلوده نکردن محیط زیست است .در حالی که استفاده از سوخت های فسیلی علاوه بر خطر اتمام این سوخت ها تولید گازهای سمی و آلودگی هوا ، آب و زمین، افزایش دمای کره ی زمین و ... را به دنبال دارد . که گرم شدن کره ی زمین به نوبه ی خود باعث مسائل متعددی چون آب شدن یخ ها در قطب ها ، تشدید تناوب طوفان ها و سیل ها ، به هم خوردن اکوسیستم های طبیعی و ... می شود .

برای کاهش آلودگی های مختلف ناشی از مصرف سوخت های فسیلی و استفاده ی بهینه از نفت و گاز در زمینه های صنعتی ، لازم است به انرژی خورشیدی که منبعی لایزال ، پاک و سازگار با محیط زیست است ، توجه بیشتری شود .

اهواز یکی از شهرهای پر آفتاب ایران است و به نظر می رسد امکان بهره برداری از انرژی خورشیدی در آن وجود دارد.اما باید گفت که عوامل متعددی از جمله :عوامل جغرافیایی مانند طول و عرض جغرافیایی ، ارتفاع از سطح دریا ، زاویه ی تابش خورشید و... و عناصر هواشناسی مانند تغییرات دمای روزانه ، تغییرات مقدار رطوبت نسبی ، میزان بارندگی ، مقادیر ابر موجود در آسمان ، ساعات خورشیدی در طول روز و ... در میزان تابش خورشیدی در یک محل موثر است .

مهار کردن و استفاده از منبع عظیم انرژی خورشیدی مستلزم شناخت و آگاهی از کمیت و ماهیت آن و عوامل جغرافیایی و اقلیمی مؤثر در شدت تابش خورشیدی در هر منطقه است . این گونه اطلاعات نه تنها در طراحی و ارزیابی سیستم هایی که با انرژی خورشیدی کار می کنند ،مورد استفاده قرار می گیرد؛ بلکه در زمینه های مختلف اقلیم شناسی ، هواشناسی ، زیست شناسی ، کشاورزی ، معماری ، تأسیسات و... نیز کاربرد دارد . بنابراین قبل از اجرای پروژه های بهره برداری انرژی خورشیدی ، ارزیابی تمامی پارامترهای فوق ضروری است . پس از اطلاع از عوامل و عناصر فوق ، قدم بعدی در برنامه ریزی برای استفاده از انرژی خورشیدی، پتانسیل سنجی منطقه با توجه به داده های اقلیمی است، که از دو طریق میسر است : اندازه گیری مستقیم انرژی خورشیدی و استفاده از مدل های موجود برای تخمین انرژی خورشیدی.

انرژی خورشیدی

انرژی خورشیدی مهمترین منبع انرژی کره ی زمین می باشد ، زیرا کل انرژی دریافتی زمین در هر لحظه از منابع مختلف که بالغ بر 173000 بیلیون کیلو وات است ، چیزی در حدود 98/99 درصد آن را انرژی خورشیدی تشکیل می دهد.

مقدار متوسط انرژی خورشیدی ای که دائماً به زمین می رسد . در حدود 173000 بیلیون کیلو وات ساعت تخمین زده می شود که 30000 برابر توان مصرفی کنونی جهان می باشد.

گسیل انرژی خورشیدی مطابق شکل (2-1) در سرتاسر طیف الکترومغناطیسی صورت می گیرد.

نشر و انتقال این انرژی به دو حالت موجی و ذره ایانجام می شود . نظریه ی موجی تابش الکترو مغناطیسی را ماکسول در اوایل قرن نوزدهم عرضه کرد . براساس این نظریه انرژی خورشید به صورت امواج پیوسته و پی در پی منتشر می شود....

فهرست مطالب

چکیده

پیش گفتار

فصل اول : کلیات تحقیق

مقدمه

موضوع تحقیق

بیان مسئله

اهمیت موضوع تحقیق

اهداف تحقیق

فرضیات تحقیق

واژه های کلیدی

پیشینه ی تحقیق

پیشینه ی تحقیق در جهان

پیشینه ی تحقیق در ایران

فصل دوم : مبانی نظری تحقیق

مقدمه

ویژگی های جغرافیایی استان خوزستان

موقعیت و وسعت استان خوزستان

ناهمورایهای استان خوزستان

سرزمین های پست و هموار

بخش کوهستانی

زمین شناسی استان خوزستان

خاکهای استان خوزستان

اقلیم استان خوزستان

عوامل اصلی محلی مؤثر بر اقلیم استان خوزستان

عوامل فرعی محلی موثر بر اقلیم استان خوزستان

عناصر اصلی آب و هوای استان خوزستان

آب های استان خوزستان

رودها

آب های زیر زمینی

تالاب ها

پوشش گیاهی استان خوزستان

جنگل ها

مراتع

بیشه زارها

ویژگی های جغرافیایی شهرستان اهواز

موقعیت و وسعت شهرستان اهواز

ناهمواری های شهرستان اهواز

زمین شناسی شهرستان اهواز

اقلیم شهرستان اهواز

وضعیت دمای شهرستان اهواز

وضعیت بارش شهرستان اهواز

بادهای شهرستان اهواز

رودخانه های شهرستان اهواز

رودخانه ی کارون

رودخانه ی کرخه

پوشش گیاهی شهرستان اهواز

خورشید

ساختمان و ویژگی های خورشید

شید سپهر

فام سپهر

رنگین سپهر

تاج

انرژی خورشیدی

عوامل موثر در تابش خورشیدی

مقدار انرژی گسیل شده از خورشید

فاصله خورشید تا زمین

ارتفاع خورشید

مدت تابش خورشید

عوامل کاهنده ی میزان انرژی دریافتی زمین از خورشید

عوامل نجومی

عوامل هندسی

عوامل فیزیکی

عوامل جغرافیایی

عوامل هواشناسی

اصطلاحات تخصصی برای محاسبه انرژی خورشیدی

ثابت خورشیدی

زاویه ی میل خورشیدی

زوایه ی ساعتی

زاویه ی تابش (سمت الرأس) خورشیدی

فصل سوم : مواد و روش ها

مقدمه

مواد

ایستگاه هواشناسی سینوپتیک اهواز

روش ها

میانگیری داده های خام

تابش کل خورشیدی بر بالای جوّ

مدل های محاسبه ی انرژی خورشیدی

مدل پیج

مدل تجربی ردی

مدل صباغ ، سایگ و ال سالم

مدل رایت ولد

مدل گلور و مک کلاخ

مدل گلدبرگ و کلاین

مدل یعقوبی جعفرپور

روزهای کلاین

ضریب صافی آسمان

فصل چهارم : تجزیه و تحلیل

مقدمه

نتایج تابش کل روزانه و متوسط ماهانه

مدل پیج

مدل تجربی ردی

مدل صباغ و دیگران

مدل رایت ولد

مدل گلور و مک کلاخ

مدل گلدبرگ و کلاین

مدل یعقوبی جعفرپور

تحلیل نتایج مدل ها

میزان ساعات آفتابی

بررسی نتایج ضریب صافی آسمان

بررسی نتایج روزهای کلاین

نتیجه گیری نهایی فرضیه ها

فرضیه ی اول

فرضیه ی دوم

فصل پنجم : نتیجه گیری و پیشنهادها

مقدمه

میزان تابش کل روزانه

میزان متوسط ماهانه تابش کل روزانه

میزان ضریب صافی آسمان

میزان ساعات آفتابی

مدل مناسب با اقلیم اهواز

نتیجه گیری نهایی فرضیه ها

سایر نتایج

محدودیت های تحقیق

پیشنهادها

فهرست منابع و مآخذ

چکیده ی انگلیسی