مدل سازی بهینه سلول فتوولتاییک

مدل سازی بهینه سلول فتوولتاییک
رشته تحصیلی : برق ،الکترونیک و مخابرات

فرمت فایل : docx

تعداد صفحات : 104

حجم فایل (به کیلوبایت) : 2070

فرمت دانلود : رار/ زیپ

مبلغ : 10000 تومان

خرید و دانلود

    پایان نامه برق( مدل سازی بهینه سلول فتوولتاییک)

     چکیده

       امروزه بـا افزایش روز افزون جمعیـت جهان، محدودیت منابع انرژی و اثرات سوء زیست محیطی حاصل از مصرف بی­رویه سوخت­های فسیلی، توجه جهانیان متوجه استفاده از انواع انرژی­های تجدیدپذیر گردیده است. در این تحقیق ضمن معرفی سیستم­های فتوولتائیک به عنوان یک سیستم نوین انرژی­، انواع سلول­های فتوولتائیک و کاربردهای آن، مزایا و معایب استفاده از این سیستم­ها و شرایط بهینه جهت نصب این سلول ها مورد بررسی قرار گرفته است­.

       بر اساس نتایج به دست آمده، تلاش در جهت ترویج بکارگیری این سیستم­ها به ویژه در مناطق دور از شبکة توزیع برق­، ضمن کاهش مشکلات ناشی از توسعه شبکه و سوخت­رسانی در این مناطق می­تواند راهکاری برای کاهش مصرف سوخت­های فسیلی بوده و تاثیر به سزایی در تقلیل انتشار گازهای گلخانه­ای دارد و در آینده با افزایش تولید این سیستم­ها و کاهش هزینه­های ساخت­، استفاده از آنها امکان­پذیر خواهد شد.

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                                          صفحه

فصل اول: کلیات تحقیق...................................................................................................................  10

1-1- مقدمه............................................................................................................................................   11

1-2- انگیزه پژوهش..............................................................................................................................   12

1-3- هدف تحقیق.................................................................................................................................  14

1-4- ساختار پایان نامه.........................................................................................................................  14

فصل دوم: مفاهیم اولیه و کارهای پیشین.................................................................................  16

2-1- تاریخچه سیستم های فتوولتائیک................................................................................................        17

2-2- سیستم های فتوولتاییک.............................................................................................................. 19

2-2-1-1-   كاربردهای متصل به شبكه سیستم‌های فتوولتائیك......................................................      20

2-2-1-2-   كاربردهای منفصل از شبكه سیستم‌های فتوولتائیك.....................................................      21

2-2-1-3-   سیستم‌های پشتیبانی..................................................................................................... 21

2-2-2-      انواع سیستم های انرژی خورشیدی...............................................................................        22

2-2-2-1-   کاربردهای غیر نیروگاهی...............................................................................................  22

2-2-3-      کاربردهای نیروگاهی.......................................................................................................  23

2-2-3-1-   روش غیر مستقیم...........................................................................................................  23

2-2-3-2-   روش مستقیم (فتوولتائیک).............................................................................................         23

2-2-4-      ضرورت استفاده از سیستم فتوولتائیک............................................................................       23

2-2-4-1-   دلایل استفاده از سیستم های فتوولتائیک......................................................................       24

2-2-5-      اجزاء یک سیستم فتوولتائیک.........................................................................................         25

2-2-5-1-   ماژول یا پانل های خورشیدی.........................................................................................          25

2-2-5-2-   بخش واسطه یا پخش کننده توان مطلوب.....................................................................       26

2-2-5-3-   شارژ کنترل......................................................................................................................  26

2-2-5-4-   اینورتر...............................................................................................................................   27

2-2-5-5-   باتری...............................................................................................................................    27

2-2-6-      مصرف کننده یا بار الکتریکی......................................................................................... 28

2-2-6-1-   پانل‌های خورشیدی........................................................................................................  29

2-2-7-      انواع سلول‌های فتوولتائیك............................................................................................ 30

2-2-8-      شرایط مناسب جهت نصب و راه‌اندازی سیستم‌های فتوولتائیك...................................    31

2-2-8-1-   استفاده از سیستم های فتوولتائیک جهت روشنایی معابر...............................................    32

2-2-8-2-   مزایا و معایب  استفاده از سیستم های فتوولتائیک..........................................................    33

2-3- روش های بکارگیری سیستم های فتوولتائیک...........................................................................       34

2-3-1-      متصل به شبکه سراسری برق.........................................................................................         34

2-3-2-      مستقل از شبکه سراسری برق سیستم های مستقل از شبکه.........................................   35

2-3-3-      نحوه اجرای سیستم فتوولتائیک.......................................................................................        35

2-3-4-      اهم کاربردهای سیستم های فتوولتائیک........................................................................        36

2-3-5-      مزایای استفاده از انرژی­های تجدیدپذیر.........................................................................        38

2-3-6-      آمار مصرف جهانی انرژی............................................................................................... 39

2-4- کاربرد سیستم های فتوولتائیك درتولید برق خورشیدی.............................................................    40

2-4-1-      بررسی روند رو به رشد استفاده از سیستم های فتوولتائیك...........................................   44

2-5- ویژگی‌های مادّی ورقه‌های باریك IZO.................................................................................. 45

2-5-1-      كاربردهای اكسیدزینك ایندیوم به عنوان یك ماده‌ی جدید...........................................    47

2-5-2-      ویژگی‌های منحصربفرد اكسید ایندیوم...........................................................................        48

2-5-3-      روش‌های آماده‌سازی ورقه‌های نازك IZO................................................................. 48

2-5-3-1-   ته‌نشست لیزر پالس‌دار..................................................................................................... 49

2-5-4-      برهم‌كنش لیزر- هدف..................................................................................................... 51

2-5-5-      مزیت‌های فرآیند ته‌نشست لیزر پالس‌دار.........................................................................       52

2-5-6-      جزئیات فرآیند PLD برای تولید ورقه...........................................................................        52

2-5-6-1-   آماده‌سازی (قرص‌های) هدف......................................................................................... 52

2-5-6-2-   بارگذاری هدف و زیرلایه................................................................................................. 52

2-5-6-3-   دستیابی به فشار محیط و خلاء.......................................................................................        53

2-5-7-      دستیابی به پالس لیزری.................................................................................................. 54

2-5-8-      پرتوفكنی لیزر.................................................................................................................   54

2-5-9-      ویژگی‌های مشخص ماده‌ی اكسید زینك ایندیوم.........................................................       54

2-5-9-1-   ویژگی‌های ساختاری.....................................................................................................   56

2-5-9-2-   ویژگی‌های تركیبی........................................................................................................   58

2-5-9-3-   ریخت‌شناسی سطح.......................................................................................................  58

2-5-10-    ویژگی‌های اپتیكال........................................................................................................   61

2-5-10-1- ویژگی‌های فتوشبرنگی..................................................................................................  63

2-5-11-    ویژگی‌های الكتریكی.....................................................................................................   65

2-6- ویژگی‌های اپتو- الكترونیكی انواع SIS.....................................................................................         69

2-6-1-      طرح‌بندی و كاربرد..........................................................................................................  69

2-7- خلاصه فصل...............................................................................................................................    73

فصل سوم: متدولوژی تحقیق و روش پیشنهادی..................................................................  75

3-1- مقدمه..........................................................................................................................................    76

3-2- روش انجام تحقیق......................................................................................................................   76

3-3- روش پیشنهادی..........................................................................................................................   77

3-3-1-      مکانیسم تبدیل بالا........................................................................................................  77

3-3-2-      مبدل بالا مورد استفاده................................................................................................... 78

3-3-2-1-   بهره كوانتومی مبدل بالا................................................................................................  79

3-4- روش  RCWA..........................................................................................................................    81

فصل چهارم: ارزیابی نتایج...........................................................................................................     84

4-1- مقدمه..........................................................................................................................................    85

4-2- نتایج............................................................................................................................................     85

4-3- بحث و نتیجه گیری...................................................................................................................   90

4-4- پیشنهادات...................................................................................................................................   90

منابع و مراجع....................................................................................................................................     92

فهرست اشکال

  عنوان                                                                                                                 صفحه     

شکل (2-1): تولید انرژی برق توسط صفحات فتوولتائیک.................................................................................. 19

شکل (2-2): اجزاء سیستم ‌های متصل به شبكه فتوولتائیك............................................................................ 21

شکل (2-3): اجزا سیستم منفصل از شبكه فتوولتائیك...................................................................................... 22

شکل (2-4): اجزا سیستم پشتیبانی فتوولتائیك................................................................................................... 23

شکل (2-5): اجزا سیستم های فتوولتائیك............................................................................................................. 30

شکل (2-6): سلول، ماجول، پانل و آرایه‌های PV.................................................................................................. 40

شکل (2-7): انواع آرایه‌های فتوولتائیک................................................................................................................... 41

شکل (2-8): نمودارهای پراكندگی اشعه‌ی x اسكن ورقه‌های باریك.............................................................. 52

شکل (2-9): طیف EAAX ورقه‌های باریك epi-IZO........................................................................................ 53

شکل (2-10): طیف نانوی III..................................................................................................................................... 61

شکل (2-11): تبدیل نوری........................................................................................................................................... 64

شکل (2-12): طرح "Tauc" از ورقه‌های باریك IZO ته‌نشست شده در دمای  ........................................ 64

شکل (2-13) طرح Awehenious ورقه‌های باریك IZO ته‌نشست شده:...................................................... 65

شکل (2-14) مشخصه‌های اپتوالكترونیكی.............................................................................................................. 70

شکل (3-1): مکانیسم های مختلف فرآیندتبدیل بالا............................................................................................ 78

شکل (3-2): تبدیل بالا در دو یون اربیوم و ایتربیوم ...................................................................... 79

شکل (3-3): نحوه قرار گیری لایه مبدل بالا در سلول خورشید....................................................................... 81

شکل (4-1): ساختار پیشنهادی برای برانگیختگی مدهای پلاسمونی.............................................................. 87

شکل (4-2): نمودار طول موج برانگیختگی مدهای پلاسمون سطحی............................................................. 88

شکل (4-3): توزیع شدت میدان الکترومغناطیسی درساختار پیشنهادی....................................................... 89

شکل (4-4): میانگین مربع افزایش شدت میدان الکترومغناطیسی................................................................. 90