تبلیغات
برق. قدرت. کنترل. الکترونیک. مخابرات. تاسیسات. - فیزیک، توان،اثر دوپلر،سرعت موج،طول موج، فتوولتائیک

برق. قدرت. کنترل. الکترونیک. مخابرات. تاسیسات.

دایره المعارف تاسیسات برق (اطلاعات عمومی برق)

توان الکتریکی مطابق قانون اهم، اختلاف پتانسیل دو سر یک مقاومت با رابطه V = RI داده می‌شود که در آن I شدت جریان است که از مقاومت می‌گذرد. از طرفی مقدار انرژی مصرفی در یک مقاومت از رابطه W = RI2T محاسبه می‌شود. توان مصرفی که عبارت است از مقدار انرژی الکتریکی مصرف شده در این مقاومت در واحد زمان، از رابطهٔ زیر محاسبه می‌شود: حال اگر مقدار انرژی را از فرمولش در رابطه توان جایگذاری کنیم، روابط مربوط به توان به صورت زیر بدست می‌آید: همچنین اگر در فرمول بالا به جای RI به توجه به قانون اهم، مقدار V را بگذاریم، فرمول دوم توان نیز بدست می‌آید: رابطه دیگری نیز می‌توانیم برای توان بدست آوریم: مقدار توان مصرفی در مقاومت را می‌توان از یکی از روابط بالا بدست آورد. این توان مصرفی توسط یک مولد به توان P = εI تامین می‌گردد که در آن ε نیروی محرکه منبع می‌باشد. رسانای الکتریکی به هر ماده‌ای که جریان الکتریسیته را به خوبی از خود عبور دهد، رسانا یا هادی می‌گویند. رساناهای متداول از سیم مسی تقریباً خالص و دارای انعطاف قابل قبول یا از‎ ‎آلومینیوم‎ ‎یا آلیاژهای مخصوص ‏ساخته می‌شوند. سطح مقطع رساناها با توجه به مقدار‎ ‎جریان‎ ‎عبوری و نوع کاربرد در اندازهای ‏گوناگون و شکلهای متفاوت درست می‌شود‎.‎ اگر اتمی در لایهٔ آخر خود ۱ یا ۲ الکترون داشته باشد آن رسانا خواهد بود.  هدایت الکتریکی خاک هدایت الکتریکی خاک نماینده میزان املاح هادی موجود در محلول خاک می‌باشد که یکی از اصلی‌ترین آنها نمک (کلرید سدیم) می‌باشد. در شیمی خاک علاوه بر بحث هدایت الکتریکی خاک SAR یا SODIUM ABSORBSION RATIO یعنی نسبت جذب سدیم ESP یا EXCHANGABLE SODIUM PERCENTAGE یعنی درصد سدیم قابل تبادل و... هم اندازه گیری می‌شود. پیروالکتریسیته پدیده‌ای است که در اثر آن هنگام دادن گرما به یک ماده، آن ماده الکتریسیته تولید می‌کند.   منبع موج به چپ حرکت می‌کند، بسامد در سمت چپ بلندتر و در سمت راست کوتاه‌تر است. اثر دوپلر در فیزیک امواج می‌گوید که بسامد ظاهری یک موج بر اثر حرکت فرستنده یا گیرندهٔ آن تغییر می‌کند. این پدیده را کریستیان یوهان دوپلر (۱۸۰۳-۱۸۵۳ میلادی) فیزیکدان اتریشی در مقاله‌ای در سال ۱۸۴۲ بیان کرد. اثر دوپلر در همهٔ امواج مانند امواج صوتی و امواج الکترومغناطیسی (نور) دیده می‌شود. هرگاه گیرنده‌ای به سمت یک منبع ساکن که از خود موج صوتی می‌فرستد برود، بسامد صوتی که می‌گیرد بیشتر از وقتی است که نسبت به منبع ساکن باشد (شنونده صدا را زیرتر می‌شنود). و اگر از منبع صوت دور شود، موجی را با بسامد کمتر می‌گیرد (شنونده صدا را بم‌تر می‌شنود). اگر منبع موج نیز از گیرنده دور و یا به او نزدیک شود، بسامد صوتی که شنونده می‌شنود نیز به ترتیب کمتر و یا بیشتر می‌شود. اگر بسامد موج تولید شده در منبع ν باشد و سرعت شنونده و منبع به ترتیب vo و vs باشد، بسامد موجی که شنونده می‌شنود، 'ν، از رابطهٔ زیر به دست خواهد آمد: در این رابطه v سرعت موج در محیط انتشار است. علامت‌های بالایی (+ در صورت و - در مخرج) مربوط به وقتی است که منبع و شنونده به هم نزدیک می‌شوند و علامت‌های پایینی مربوط به وقتی است که منبع و شنونده از هم دور می‌شوند. این رابطه در دستگاهی نوشته شده است که نسبت به محیط انتشار ساکن است. اگر سرعت منبع یا ناظر در مقایسه با سرعت نور چشم‌پوشیدنی نباشد، باید رابطهٔ نسبیتی دوپلر را به کار برد که به شکل زیر است: در این رابطه vr سرعت نسبی منبع و شنونده است. یک مثال آشنا از پدیدهٔ دوپلر هنگامی است که یک اتومبیل آمبولانس در خیابان از کنار ما می‌گذرد. صدای آژیر آمبولانس هنگام نزدیک‌شدن به ما زیرتر از هنگام دورشدن آن است. این پدیده همان اثر دوپلر است. سرعت موج تعیین کننده تندی عبور موج از یک محیط مشخص می‌باشد. به عنوان مثال سرعت عبور نور در خلاء سیصد هزار کیلو متر در ثانیه می‌باشد. سرعت در محیطهایی مثل شیشه یا آب کاهش می‌یابد رابطهٔ سرعت موج با بسامد و طول موج به صورت زیر است: v = λf که در آن V سرعت، λ طول موج و f بسامد است. طول موج در یک موج سینوسی طول موج به فاصله بین دو قله متوالی موج (یا بین هر دو نقطه تکراری موج که شکل یکسان دارند) گفته می‌شود و آن را با λ نشان می‌دهند. برای دو موجی که دارای سرعت یکسان باشند، موجی که دارای فرکانس بالاتری است طول موج کوتاه‌تر دارد و موجی که فرکانس پایین‌تری دارد، طول موج بلندتری دارد.[۱] طول موج در موج الکترومغناطیسی در موج الکترومغناطیسی طول موج مشخص کننده رنگ موج است. با تعیین رنگ، انرژی و طول موج می‌توان یک موج را نسبت به دیگر موج‌ها سنجید. به عنوان مثال طول موج های کوتاه در طیف مرئی در ناحیه بین آبی و فوق بنفش قرار می‌گیرد در حالیکه رنگ قرمز دارای طول موج های بلندتری می‌باشد. فاصله بین این قله‌های موج آن چنان کوچک است که واحد آن را نانومتر (ده به توان منفی نه) یا میکرون (ده به توان منفی شش) قرار داده اند. تابش الکترومغناطیسی طیف طولانی از طول موج های بلند رادیویی تا طول موج های کوتاه پرتو ایکس را شامل می‌شود. چون شکل موج با سرعت ثابت c پیش می‌رود، فاصله یک طول موج را در زمان یک دوره تناوب طی می‌کند. فاز موج به زاویهٔ حرکت یک نوسانگر، فاز آن نوسانگر گفته می‌شود.  رطوبت ساز و کاربرد قارچی رطوبت‌ساز فراصوتی ویتک. رطوبت‌ساز وسیله‌ای است برای تنظیم میزان رطوبت محیطی که معمولا بیشتر در فضاهای صنعتی مانند دام‌داری سالن‌های پرورش قارچ و مرغداری و غیره استفاده می‌شود. به تازگی استفاده از این دستگاه در مراکز خرید پاساژها و لابی هتل‌ها نیز به خصوص در مناطق گرمسیری و دارای آب و هوای گرم خشک نیز متداول شده‌است. برخی از دستگاه‌های جدید رطوبت‌ساز تمام‌اتوماتیک با حسگر کنترل رطوبت و رطوبت‌سنج دجیتالی هستند.[۱] در ایران اولین نوع رطوبت سازها با نام مینیاتور دونالت توسط شرکت اندیشه سبز از هلند وارد ایران گردیدند. همان شرکت بعد از چند سال در حدود سال ۱۳۶۷ اقدام به تولید این نوع رطوبت ساز در ایران نمود که بعد از مدت کوتاهی به علت نبود امکانات و شرایط چنگی منطقه آذربایجان غربی تولید آن متوقف گردید ولی شرکت اندیشه سبز در اواخر سال ۱۳۸۰ تولید ان را از سر گرفت اکنون این محصول در ایران توسط شرکت‌های متعددی تولید و به کشورهای عربی و ترکیه نیز صادر می‌شود.[نیازمند منبع] توربین واژهٔ توربین برای اولین بار به وسیلهٔ (Claude Burdin (۱۷۹۰-۱۸۷۳ در سال ۱۸۲۸ به وجود آمد که از لغت یونانی به معنی چرخنده یا سر گردان مشتق شده‌است. توربین موتوری چرخنده‌است که می‌تواند از یک سیال انرژی به‌دست آورد. ساده‌ترین توربین‌ها یک بخش چرخنده و تعدادی پره دارند که به بخش اصلی متصل شده‌است سیال به پره‌ها برخورد می‌کند و بدین ترتیب از انرژی ناشی از متحرک بودن آن استفاده می‌کند به عنوان اولین توربین‌ها می‌توان آسیاب بادی و چرخاب را نام برد. توربین‌های گاز، بخار و آب معمولاً پوشش محافظی در اطراف پره‌هایشان دارند که سیال را کنترل می‌کنند پوشش‌ها و پره‌ها می‌توانند اشکال هندسی مختلفی داشته باشند که هر کدام برای نوع سیال و بازده متفاوت است. کمپرسور یا پمپ دستگاهی مشابه توربین است ولی با عملکرد بر عکس به طوری که این دستگاه انرژی را می‌گیرد و باعث حرکت یک سیال می‌شود. انواع توربین بدنه توربین گازی توربین‌های بخار: برای تولید برق در نیروگاه‌های حرارتی که از ذغال سنگ، نفت و انرژی هسته‌ای استفاده می‌کنند به کار برده می‌شوند روزی از آنها برای هدایت وسایل نقلیه مانند کشتی استفاده می‌شد. توربین‌های گازی: این توربین‌ها معمولاً دارای یک ورودی، فن، کمپرسور، محفظه متراکم کننده و یک نازل است. توربین‌های ترانسونیک: جریان گاز در اکثر توربین‌ها همواره سرعتی زیر صفر دارد در این نوع توربین‌ها سرعت گاز هنگام خروج بالاتر از صفر است. این توربین‌ها در فشار بالاتری کار می‌کند ولی معمولاً بازده کمی دارند و خیلی هم مرسوم نیستند. توربین‌های کنترا رتاتینگ: دو توربین که یکی بالا دیگری پایین در جهت مخالف هم می‌چرخند این سیستم پیچیدگی‌هایی دارد که تولید آن را کاهش می‌دهد. توربین‌های سرامیک: توربین‌های با فشار بالا که از آلیاژ نیکل و فولاد ساخته شده‌اند معمولا دارای سیستم‌های خنک کننده پیچیده هستند اخیرا پره‌های سرامیکی روی توربین‌های گازی امتحان شده‌است. موارد استفاده تقریبا تمام الکتریکی روی از نوعی توربین استفاده می‌کند بازده بالاترین توربین ۴۰ درصد است. اکثر جت‌ها مانند کشتی‌ها و نیروگاه‌های اتمی برای حرکت از توربین استفاده می‌کنند. برقگیر این اصطلاح در فارسی برای نامیدن دو وسیله الکتریکی متفاوت استفاده می شود. میله های فلزی که در بالای ساختمانها یا در پستهای فشار قوی نصب می شوند و تا با برخورد صاعقه با این میله ها از برخورد مستقیم صاعقه به تجهیز جلوگیری شود. این وسیله (Lightening rod) در مهندسی برق نیزه نیز نامیده می شود.این وسیله اولین بار توسط بنیامین فرانکلین مخترع آمریکایی ابداع شد.[۱] وسیله ای است که در شبکه های الکتریکی برای حفاظت تجهیزات در مقابل صدمات ناشی از اضافه ولتاژهای ناگهانی همچون صاعقه و رعد و برق به کار برده می شود. برق‌گیر (Lightning arrester) در مقابل ولتاژهای معمولی یک مقاومت بسیار زیاد در حد عایق از خود نشان می‌دهد و در مقابل ولتاژهای آنی مقاومت کمی از خود نشان می‌دهد و موجهای الکتریکی را اتصال به زمین می‌کند. انواع برقگیرهای مرسوم عبارتند از برقگیر شاخکی یا جرقه ای برقگیر سوپاپی برقگیر اکسید فلزی نحوهٔ اتصال یک سر برق‌گیر را به زمین و سر دیگر را به نقطه‌ای که میخواهند مورد حفاظت قرار گیرد متصل می‌کنند. پدیده فتوولتاییک اثر فتوالکتریک که برای اولین بار توسط آلبرت انیشتین شرح داده شد. بر اساس این پدیده وقتی که یک کوانتوم انرژی نوری یعنی یک فوتون در یک ماده نفوذ می کند، این احتمال وجود دارد که بوسیله الکترون جذب شود. و الکترون انتقال پیدامی کند.اخیراً دانشمندان آمده اند سلولهای خورشیدی ساخته اند. وقتی که امواج الکترو مغناطیسی خورشید برروی آن می تابد، جفت ماده ها ( الکترون و پوزیترون ) یعنی در نوار گاف نیم رسانا به تعداد زیاد تولید می شود «تولید زوج). در نتیجه برهم کنشهای فیزیکی بین ذرات صورت می گیرد که نهایتاً منجر به یک پیل خورشیدی می شود. مواد سازنده سلول های خورشیدی ماده ای که سلولهای خورشیدی از آنها ساخته می شود سیلیکون و آرسینورگالیم هستند. سلولهایی که از سیلیکون ساخته می شوند از لحاظ تیوری بازده ماکزیمم حدود ۲۲ درصد دارند. ولی بازده عملی آن حدود ۱۵ تا ۱۸ درصد است. در صورتی که بازده سلولها یی که از آرسینورگالیم ساخته می شود بازده عملی آنها بیشتر از ۲۰ درصد است. ماهواره های دریافت کننده انرژی خورشیدی یک ایستگاه فضایی در مداری که هم زمان با زمین در حرکت باشد دایماً با تابش خورشید روشن می شود. برقراری ماهواره های خورشیدی در مدار زمین بطور جدی در سال ۱۹۶۸ پیشنهاد شد. در این ماهواره ها پانل هایی ساخته اند از جنس آرسینوگالیم که انرژی خورشید را دریافت و تبدیل به جفت الکترون می کند، در داخل ماده الکترون ها شروع به حرکت می کنند که نهایتاً منجر به تولید الکتریسته می شود. ضریب توان سلولها ۱۸% ولتاژ بالای آن ۴۰ کیلو وات با ۵% اتلاف توان محاسبه شده است.  


پدیده فتوولتائیک:
به پدیده ای که در اثر آن و بدون استفاده از مکانیزم های مکانیکی انرژی تابشی به انرژی الکتریکی تبدیل شود را پدیده فتوولتائیک نامند. در واقع این پدیده از فرضیه ذره ای بودن انرژی تابشی بنا نهاده شده است. هر سیستمی نیز که از این خاصیت استفاده نماید را سیستم فتوولتائیک گویند. این مطلب در شکل(1) نشان داده شده است. سیستم فتوولتائیک انرژی موجود در نور خورشید را توسط سلولهای خورشیدی مستقیماً به برق از نوع DC تبدیل می کند. با استفاده از برق حاصله و بهره جویی از تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی موجود، می توان انرژی الکتریکی کلیه بارهای DC و AC را تأمین نمود.



    مکانیزم سلول های خورشیدی

سیستم های فتوولتاییک از سه بخش اصلی تشکیل شده است :
 
1         - ماژول یا پنل های خورشیدی که مبدل انرژی تابشی خورشید به انرژی الکتریکی می باشد.
سلول های خورشیدی سیلیکونی را به سه دسته تقسیم می کنند: سیلیکون تک کریستالی سلیکون چند کریستالیسلیکون آمورف
ماده اصلی تشکیل دهنده بیشتر سلول های خورشیدی موجود در بازار را لایه نازک سیلیسیوم میباشد. بر طبق خواص فیزیکی نیمه هادی ها با آلائیدن ماده اصلی به اعمال ناخالصی از(نوعN) مانند فسفر و (نوعP) مانند بور به ماده اصلی، میدان الکتریکی در سطوح خارجی سلول، ایجاد می‏شود بر اساس قوانین حاکم بر فیزیک مواد تشکیل دهنده در برابر انرژی تابشی (نور خورشید) قادر به تولید جریان الکتریکی می باشد. جریان و ولتاژ خروجی این سلول ها DC می باشد. به مجموعه ای از این سلول ها که درکنار یکدیگر سری وموازی می گردند پنل یا ماژول فتوولتاییک گویند .
 
2     - قسمت واسطه یا بخش توان مطلوب، انرژی الکتریکی حاصل از سیستم های فتوولتائیک را بر اساس طراحی انجام شده، متناسب با نیاز مصرف کننده، مدیریت و القا می نماید . این تجهیزات عمدتا ازشارژ کنترل، باطری، اینورتر و... بر اساس نیازمصرف کننده و طبق نظر طراح سیستم، طراحی و مشخصات آن تهیه و تدوین می گردد

      3  - مصرف کننده یا بار الکتریکی ، کلیه مصرف کنندگان الکتریکی اعم از مصارف برق مستقیم (AC,DC) را متناسب با میزان مصرف شامل می گردد.



مراحل اصلی طرح :





عمده دلایل توجه به صنعت فتوولتاییک در یک دهه اخیر و رشد سالانه آن به شرح ذیل می باشد.
 
Ø       عدم نیاز به سوخت فسیلی و مشکلات سوخت رسانی بویژه در مناطق صعب العبور
Ø       قابلیت تولید در محل مصرف، کاهش و صرفه جویی در هزینه های انتقال و توزیع انرژی الکتریکی و عدم نیاز به شبکه سراسری برق
Ø       امکان نصب و راه اندازی در توان های مختلف، متناسب با نیاز مصرف کننده
Ø        طول عمر مناسب و سهولت در بهره برداری
Ø       امکان نصب بر نما و یا روی سقف خانه ها و توانایی ذخیره سازی انرژی در باطری
 
 
 انواع روشهای استفاده از سیستمهای فتوولتائیک عبارتند از :
 
1.   سیستمهای متصل به شبکه سراسری برق(Grid Connected  )
 در این روش، انرژی الکتریکی حاصل از سیستم فتوولتائیک (با استفاده از تجهیزات الکتریکی مبدل جریان مستقیم به جریان متناوب، همچون اینورترهای متصل به شبکه و ...)مطابق ، با مشخصات سطح ولتاژ، اختلاف فاز، فرکانس و... شبکه سراسری به شبکه سراسری برق تزریق می گردد.
 
2.  سیستمهای مستقل از شبکه (Stand Alone  )
این نوع کاربرد، بدون نیاز به وجود شبکه سراسری برق قادر به تأمین انرژی الکتریکی مورد نیاز مصرف کننده می باشد. در این روش انرژی الکتریکی مورد نیاز با استفاده از پنلهای فتوولتائیک، سیستمهای ذخیره و کنترل، بعنوان یک واحد نیروگاهی با طول عمر مناسب 30 سال می تواند با قابلیت اطمینان بالا قابل نصب و راه اندازی می باشد.
          روشنایی خورشیدی
          سیستم تغذیه یک واحد مسکونی
          سیستم پمپاژ آب توسط پمپهای خورشیدی
          یخچالهای خورشیدی
          سیستم تغذیه ایستگاههای مخابراتی
          سیستم تغذیه ایستگاههای زلزله شناسی
          نیروگاه فتوولتائیک
        حفاظت کاتدیک و ...
 
 برآورد هزینه سیستم های برق خورشیدی

بالا بودن هزینه سرمایه گذاری اولیه در سیستم های برق خورشیدی(فتوولتائیک) مهمترین مسئله بر سر راه توسعه و ترویج آن می باشد. حمایت های دولتی و سیاست های تشویقی، توجه به امر تحقیق و توسعه زیرساختارها و... از جمله فعالیت هایی است که در کشورهای پیشرو ،در رشد این صنعت ، توسعه و ترویج بازار آن موثر بوده و راهگشای مفیدی در این خصوص خواهد بود.




صفحات جانبی

نظرسنجی

    لطفاً نظرات خود را درمورد وبلاگ با اینجانب در میان بگذارید.(iman.sariri@yahoo.com)نتایج تاکنون15000مفید و 125غیرمفید. با سپاس


  • آخرین پستها

آمار وبلاگ

  • کل بازدید :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :