پايان نامه امكان سنجي انرژي خورشيدي در شهر اهواز
دانلود پايان نامه كارشناسي ارشد امكان سنجي انرژي خورشيدي در شهر اهواز |
![]() |
دسته بندي | جغرافيا |
فرمت فايل | doc |
حجم فايل | 12330 كيلو بايت |
تعداد صفحات فايل | 117 |
دانلود پايان نامه كارشناسي ارشد امكان سنجي انرژي خورشيدي در شهر اهواز
اين پايان نامه با فرمت Word بوده و قابل ويرايش است و همچنين آماده پرينت مي باشد.
چكيده
نياز به انرژي از ديرباز وجود داشته و بشر همواره به دنبال منابع جديد انرژي بوده است . در سالهاي اخير با تشديد انواع آلودگي هاي زيست محيطي و مسئله ي گرمايش جهاني ، دانشمندان به فكر استفاده از انرژي هاي سالم براي جايگزيني با سوختهاي فسيلي افتاده اند . يكي از انرژي هاي جديد كه پاكيزه و پايان ناپذير مي باشد انرژي خورشيدي است.
مهار و استفاده از چنين منبع عظيم انرژي و طراحي بهينه ي سيستم هاي خورشيدي مستلزم شناخت و آگاهي از كميت و ماهيت انرژي خورشيدي و عوامل و عناصر مؤثر در آن دارد، لذا در اين پژوهش ابتدا توضيحاتي در مورد منطقه ي مورد مطالعه ، ساختمان خورشيد و ماهيت انرژي خورشيدي آمده ، سپس با استفاده از چند مدل مناسب با شرايط اقليمي اهواز به محاسبه و تخمين انرژي خورشيدي با توجه به عوامل و عناصر اقليمي( عرض جغرافيايي ، زاويه خورشيد ، ارتفاع از سطح دريا ، ساعات آفتابي ، رطوبت نسبي ميزان بارندگي ، ميزان ابر و . . . ) اقدام شده است.
مقادير به دست آمده نشان مي دهد كه حداقل متوسط ماهانه انرژي تابشي كل روزانه به ميزان «93/9» مگاژول در هر مترمربع در ماه ميلادي «دسامبر» و حداكثر آن به ميزان «33/30» مگاژول در هر متر مربع در ماه ميلادي «ژوئن» و متوسط آن به ميزان «56/19» مگاژول در هر متر مربع دريافت مي شود.
همچنين مقدار ضريب صافي آسمان براي تمام روزهاي سال محاسبه شد كه نشان مي دهد به طور متوسط «12/87» درصد از روزها، شهرستان اهواز داراي آسماني صاف و فقط «88/12» درصد از روزها آسمان اين شهر ابري يا نيمه ابري است . همچنين ميزان شفافيت هوا در طول سال به طور متوسط «76/0» است. پس از بررسي ها، با توجه به مقادير «انرژي دريافتي، ضريب ابر، ضريب صافي آسمان و شفافيت هوا» كه نتايج آن در جداول و نمودارهايي خلاصه شده است، مشخص شد كه در شهرستان اهواز «امكان استفاده از انرژي خورشيدي در همه زمينه ها ، از جمله توليد انرژي الكتريكي» وجود دارد. در نهايت بهترين مدل براي محاسبه ي انرژي خورشيدي در منطقه ي مورد مطالعه و نقاط هم اقليم آن، مدل «گلدبرگ و كلاين » و سپس مدل «صباغ وديگران» تشخيص داده شد
فهرست مطالب
عنوان
|
صفحه |
چكيده............................................................................................................................................................ |
1 |
پيش گفتار...................................................................................................................................................... |
3 |
فصل اول : كليات تحقيق |
|
1-1) مقدمه................................................................................................................................................... |
5 |
1-2) موضوع تحقيق..................................................................................................................................... |
6 |
1-3) بيان مسئله............................................................................................................................................ |
6 |
1-4) اهميت موضوع تحقيق......................................................................................................................... |
7 |
1-5) اهداف تحقيق....................................................................................................................................... |
8 |
1-6) فرضيات تحقيق.................................................................................................................................... |
9 |
1-7) واژه هاي كليدي.................................................................................................................................. |
9 |
1-8) پيشينه ي تحقيق................................................................................................................................... |
9 |
1-8-1) پيشينه ي تحقيق در جهان............................................................................................................... |
9 |
1-8-2) پيشينه ي تحقيق در ايران................................................................................................................ |
11 |
فصل دوم : مباني نظري تحقيق |
|
2-1) مقدمه................................................................................................................................................... |
16 |
2-2) ويژگي هاي جغرافيايي استان خوزستان.............................................................................................. |
16 |
2-2-1) موقعيت و وسعت استان خوزستان.................................................................................................. |
16 |
2-2-2) ناهمورايهاي استان خوزستان........................................................................................................... |
18 |
2-2-2-1) سرزمين هاي پست و هموار....................................................................................................... |
18 |
2-2-2-2) بخش كوهستاني......................................................................................................................... |
19 |
2-2-3) زمين شناسي استان خوزستان......................................................................................................... |
19 |
2-2-4) خاكهاي استان خوزستان.................................................................................................................. |
21 |
2-2-5) اقليم استان خوزستان....................................................................................................................... |
22 |
2-2-5-1) عوامل اصلي محلي مؤثر بر اقليم استان خوزستان...................................................................... |
22 |
2-2-5-2) عوامل فرعي محلي موثر بر اقليم استان خوزستان...................................................................... |
24 |
2-2-5-3) عناصر اصلي آب و هواي استان خوزستان................................................................................. |
26 |
2-2-6) آب هاي استان خوزستان................................................................................................................. |
28 |
2-2-6-1) رودها.......................................................................................................................................... |
28 |
2-2-6-2) آب هاي زير زميني..................................................................................................................... |
28 |
2-2-6-3) تالاب ها..................................................................................................................................... |
29 |
2-2-7) پوشش گياهي استان خوزستان........................................................................................................ |
29 |
2-2-7-1) جنگل ها..................................................................................................................................... |
30 |
2-2-7-2) مراتع........................................................................................................................................... |
30 |
2-2-7-3) بيشه زارها................................................................................................................................... |
31 |
2-3) ويژگي هاي جغرافيايي شهرستان اهواز................................................................................................ |
31 |
2-3-1) موقعيت و وسعت شهرستان اهواز................................................................................................... |
31 |
2-3-2) ناهمواري هاي شهرستان اهواز........................................................................................................ |
32 |
2-3-3) زمين شناسي شهرستان اهواز........................................................................................................... |
32 |
2-3-4) اقليم شهرستان اهواز........................................................................................................................ |
34 |
2-3-4-1) وضعيت دماي شهرستان اهواز.................................................................................................... |
35 |
2-3-4-2) وضعيت بارش شهرستان اهواز................................................................................................... |
36 |
2-3-4-3) بادهاي شهرستان اهواز................................................................................................................ |
37 |
2-3-5) رودخانه هاي شهرستان اهواز.......................................................................................................... |
39 |
2-3-5-1) رودخانه ي كارون....................................................................................................................... |
39 |
2-3-5-2) رودخانه ي كرخه....................................................................................................................... |
39 |
2-3-6) پوشش گياهي شهرستان اهواز......................................................................................................... |
40 |
2-4) خورشيد............................................................................................................................................... |
40 |
2-4-1) ساختمان و ويژگي هاي خورشيد.................................................................................................... |
40 |
2-4-1-1) شيد سپهر.................................................................................................................................... |
41 |
2-4-1-2) فام سپهر..................................................................................................................................... |
41 |
2-4-1-3) رنگين سپهر................................................................................................................................ |
42 |
2-4-1-4) تاج.............................................................................................................................................. |
42 |
2-4-2) انرژي خورشيدي............................................................................................................................. |
42 |
2-4-3) عوامل موثر در تابش خورشيدي..................................................................................................... 2-4-3-1) مقدار انرژي گسيل شده از خورشيد........................................................................................... |
46 46 |
2-4-3-2) فاصله خورشيد تا زمين.............................................................................................................. |
46 |
2-4-3-3) ارتفاع خورشيد........................................................................................................................... |
47 |
2-4-3-4) مدت تابش خورشيد................................................................................................................... |
47 |
2-4-4) عوامل كاهنده ي ميزان انرژي دريافتي زمين از خورشيد................................................................ |
48 |
2-4-4-1) عوامل نجومي............................................................................................................................. |
48 |
2-4-4-2) عوامل هندسي............................................................................................................................. |
48 |
2-4-4-3) عوامل فيزيكي............................................................................................................................. |
48 |
2-4-4-4) عوامل جغرافيايي........................................................................................................................ |
48 |
2-4-4-5) عوامل هواشناسي........................................................................................................................ |
49 |
2-5) اصطلاحات تخصصي براي محاسبه انرژي خورشيدي........................................................................ |
49 |
2-5-1) ثابت خورشيدي.............................................................................................................................. |
49 |
2-5-2) زاويه ي ميل خورشيدي.................................................................................................................. |
50 |
2-5-3) زوايه ي ساعتي............................................................................................................................... |
50 |
2-5-4) زاويه ي تابش (سمت الرأس) خورشيدي....................................................................................... |
51 |
فصل سوم : مواد و روش ها |
|
3-1) مقدمه................................................................................................................................................... |
53 |
3-2) مواد...................................................................................................................................................... |
53 |
3-2-1) ايستگاه هواشناسي سينوپتيك اهواز................................................................................................. |
55 |
3-3) روش ها............................................................................................................................................... |
55 |
3-3-1) ميانگيري داده هاي خام................................................................................................................... |
55 |
3-3-2) تابش كل خورشيدي بر بالاي جوّ................................................................................................... |
56 |
3-3-3) مدل هاي محاسبه ي انرژي خورشيدي........................................................................................... |
56 |
3-3-3-1) مدل پيج...................................................................................................................................... |
56 |
3-3-3-2) مدل تجربي ردي........................................................................................................................ |
70 |
3-3-3-3) مدل صباغ ، سايگ و ال سالم..................................................................................................... |
72 |
3-3-3-4) مدل رايت ولد............................................................................................................................ |
73 |
3-3-3-5) مدل گلور و مك كلاخ............................................................................................................... |
73 |
3-3-3-6) مدل گلدبرگ و كلاين................................................................................................................ |
74 |
3-3-3-7) مدل يعقوبي – جعفرپور............................................................................................................. |
75 |
3-4) روزهاي كلاين..................................................................................................................................... |
76 |
3-5) ضريب صافي آسمان............................................................................................................................ |
76 |
فصل چهارم : تجزيه و تحليل |
|
4-1) مقدمه................................................................................................................................................... |
79 |
4-2) نتايج تابش كل روزانه و متوسط ماهانه................................................................................................ |
79 |
4-2-1) مدل پيج.......................................................................................................................................... |
79 |
4-2-2) مدل تجربي ردي............................................................................................................................. |
92 |
4-2-3) مدل صباغ و ديگران........................................................................................................................ |
92 |
4-2-4) مدل رايت ولد................................................................................................................................. |
92 |
4-2-5) مدل گلور و مك كلاخ.................................................................................................................... |
92 |
4-2-6) مدل گلدبرگ و كلاين..................................................................................................................... |
93 |
4-2-7) مدل يعقوبي – جعفرپور.................................................................................................................. |
93 |
4-3) تحليل نتايج مدل ها............................................................................................................................. |
93 |
4-4) ميزان ساعات آفتابي............................................................................................................................. |
96 |
4-5) بررسي نتايج ضريب صافي آسمان....................................................................................................... |
96 |
4-6) بررسي نتايج روزهاي كلاين................................................................................................................ |
97 |
4-7) نتيجه گيري نهايي فرضيه ها................................................................................................................ |
99 |
4-7-1) فرضيه ي اول.................................................................................................................................. |
100 |
4-7-2) فرضيه ي دوم.................................................................................................................................. |
100 |
فصل پنجم : نتيجه گيري و پيشنهادها |
|
5-1) مقدمه................................................................................................................................................... |
104 |
5-2) ميزان تابش كل روزانه......................................................................................................................... |
104 |
5-3) ميزان متوسط ماهانه تابش كل روزانه................................................................................................... |
105 |
5-4) ميزان ضريب صافي آسمان.................................................................................................................. |
105 |
5-5) ميزان ساعات آفتابي............................................................................................................................. |
105 |
5-6) مدل مناسب با اقليم اهواز.................................................................................................................... |
106 |
5-7) نتيجه گيري نهايي فرضيه ها................................................................................................................ |
106 |
5-8) ساير نتايج............................................................................................................................................ |
107 |
5-9) محدوديت هاي تحقيق......................................................................................................................... |
107 |
5-10) پيشنهادها........................................................................................................................................... |
108 |
فهرست منابع و مآخذ.................................................................................................................................... چكيده ي انگليسي.................................................................................................................................... |
112 117 |
فهرست جداول
عنوان
صفحه
جدول (2-1) : آمـار وزش بـاد در ايستـگاه هواشنـاسي اهـواز با تـوجـه به جهـت و فصـل وزش (1352-1371) شمسي...............................................................................................................................
37
جدول (3-1) : اطلاعـات هـواشناسي ميـانگيري شـده از اطلاعـات روزانه اندازه گيـري شـده 10 سـال (2003-1994ميلادي) مطابق با (1382-1373) شمسي.....................................................................
54
جدول (3-2) : مقادير روزانه ساعات آفتابي، طول روز، تابش بالاي جو و ضريب صافي آسمان ماه ژانويه در اهواز طي دوره آماري (2003-1994) مطابق با (1382-1373) شمسي....................................
57
جدول ( 3-3) : مقادير روزانه ساعات آفتابي، طول روز، تابش بالاي جو و ضريب صافي آسمان ماه فوريه در اهواز طي دوره آماري (2003-1994)مطابق با (1382-1373) شمسي........................................
58
جدول ( 3-4) : مقادير روزانه ساعات آفتابي، طول روز، تابش بالاي جو و ضريب صافي آسمان ماه مارس در اهواز طي دوره آماري (2003-1994) مطابق با (1382-1373) شمسي.....................................
59
جدول ( 3-5) : مقادير روزانه ساعات آفتابي، طول روز، تابش بالاي جو و ضريب صافي آسمان ماه آوريل در اهواز طي دوره آماري (2003-1994) مطابق با (1382-1373) شمسي.....................................
60
جدول ( 3-6) : مقادير روزانه ساعات آفتابي، طول روز، تابش بالاي جو و ضريب صافي آسمان ماه مــي در اهواز طي دوره آماري (2003-1994)مطابق با (1382-1373) شمسي......................................
61
جدول ( 3-7) : مقادير روزانه ساعات آفتابي، طول روز، تابش بالاي جو و ضريب صافي آسمان ماه ژوئـن در اهواز طي دوره آماري (2003-1994) مطابق با (1382-1373) شمسي....................................
62
جدول ( 3-8) : مقادير روزانه ساعات آفتابي، طول روز، تابش بالاي جو و ضريب صافي آسمان ماه جولاي در اهواز طي دوره آماري (2003-1994) مطابق با (1382-1373) شمسي....................................
63
جدول ( 3-9) : مقادير روزانه ساعات آفتابي، طول روز، تابش بالاي جو و ضريب صافي آسمان ماه آگوست در اهواز طي دوره آماري (2003-1994) مطابق با (1382-1373) شمسي..................................
64
جدول ( 3-10): مقادير روزانه ساعات آفتابي، طول روز، تابش بالاي جو و ضريب صافي آسمان ماه سپتامبر در اهواز طي دوره آماري (2003-1994) مطابق با (1382-1373) شمسي....................................
65
جدول ( 3-11) : مقادير روزانه ساعات آفتابي، طول روز، تابش بالاي جو و ضريب صافي آسمان ماه اكتبـر در اهواز طي دوره آماري (2003-1994) مطابق با (1382-1373) شمسي.....................................
66
جدول ( 3-12) : مقادير روزانه ساعات آفتابي، طول روز، تابش بالاي جو و ضريب صافي آسمان ماه نوامبر در اهواز طي دوره آماري (2003-1994) مطابق با (1382-1373) شمس.......................................
67
جدول ( 3-13) : مقادير روزانه ساعات آفتابي، طول روز، تابش بالاي جو و ضريب صافي آسمان ماه دسامبر در اهواز طي دوره آماري (2003-1994) مطابق با (1382-1373) شمسي.....................................
68
جدول (3-14): مقادير مربوط به براي ماه هاي مختلف سال.........................................................
71
جدول ( 3-15): روزهاي پيشنهادي كلاين................................................................................................. 76
جدول (4-1): مقادير انرژي خورشيدي تابش كل روزانه ماه ژانويه برحسب طي دوره
آماري(1994-2003) مطابق با (1382-1373) شمسي................................................................................
80
جدول (4-2): مقادير انرژي خورشيدي تابش كل روزانه ماه فوريه برحسب طي دوره
آماري (1994-2003) مطابق با (1382-1373) شمسي...............................................................................
81
جدول (4-3): مقادير انرژي خورشيدي تابش كل روزانه ماه مارس برحسب طي دوره
آماري (1994-2003) مطابق با (1382-1373) شمسي...............................................................................
82
جدول(4-4): مقادير انرژي خورشيدي تابش كل روزانه ماه آوريل برحسب طي دوره
آماري (1994-2003) مطابق با (1382-1373) شمسي...............................................................................
83
جدول (4-5): مقادير انرژي خورشيدي تابش كل روزانه ماه مــي برحسب طي دوره
آماري (1994-2003) مطابق با (1382-1373) شمسي...............................................................................
84
جدول (4-6): مقادير انرژي خورشيدي تابش كل روزانه ماه ژوئـن برحسب طي دوره
آماري (1994-2003) مطابق با (1382-1373) شمسي...............................................................................
85
جدول(4-7): مقادير انرژي خورشيدي تابش كل روزانه ماه جولاي برحسب طي دوره
آماري (1994-2003) مطابق با (1382-1373) شمسي...............................................................................
86
جدول(4-8): مقاديرانرژي خورشيدي تابش كل روزانه ماه آگوست برحسب طي دوره
آماري (1994-2003) مطابق با (1382-1373) شمسي........................................................................
87
جدول (4-9): مقادير انرژي خورشيدي تابش كل روزانه ماه سپتامبر برحسب طي دوره
آماري (1994-2003) مطابق با (1382-1373) شمسي...............................................................................
88
جدول (4-10): مقادير انرژي خورشيدي تابش كل روزانه ماه اكتبر برحسب طي دوره
آماري (1994-2003) مطابق با (1382-1373) شمسي...............................................................................
89
جدول (4-11): مقاديرانرژي خورشيدي تابش كل روزانه ماه نوامبر برحسب طي دوره
آماري (1994-2003) مطابق با (1382-1373) شمسي...............................................................................
90
جدول(4-12): مقاديرانرژي خورشيدي تابش كل روزانه ماه دسامبر برحسب طي دوره
آماري (1994-2003) مطابق با (1382-1373) شمسي...............................................................................
91
جدول(4-13) : مقادير متوسط ماهانـه تابش كل روزانه انرژي خورشيدي در مدلهاي مختلف طـي دوره آماري (2003-1994): ميلادي مطابق با (1382-1373) شمسي.................................................................
94
جدول (4-14): مـقـادبـر متـوسـط ضريـب صـافي آسمـان در طـول سال براي شش مدل و داده هاي اندازه گيري شده طي دوره آماري (2003-1994) ميلادي مطابق با (1382-1373) شمسي.......................
97
جدول (4- 15): مقادير انـرژي خورشيدي در روزهـاي كلايـن براي مـدل هـاي مـختـلف طـي آماري (2003-1994) ميلادي مطابق با (1382-1373) شمسي.............................................................................
98
فهرست نمودار
عنوان
صفحه
نمودار (2-1) : تغييرات ميانگين روزانه دمـا در دو دوره 10 ساله (1370-1361) و (1380-1371) نسبت به هـم 36
نمودار (4-1) : مقادير متوسط ماهانه تابش كل روزانه انرژي خورشيدي شش مدل و داده هاي اندازه گيري طي دوره آماري (2003-1994) مطابق با (1382-1373) شمسي........................................................................
95
نمودار (4-2) : مقادير واقعي متوسط ماهانه تابش كل روزانه انرژي خورشـيدي طـي دوره آمـاري (2003-1994) ميلادي مطابق با (1382-1373) شمسي.....................................................................................................................
96
نمودار (4-3) : مقادير انرژي خورشيدي روزانه در روزهاي كلاين و متوسط ماهانه كل روزانه طي دوره آماري (2003-1994) ميلادي مطابق با (1382-1373) شمسي.................................................................
99
فهرست اشكال
عنوان
صفحه
شكل (2-1) : توزيع طيف الكترومغناطيسي انرژي اشعه خورشيدي قبل و بعد از نفوذ در اتمسفر ........ 43
شكل (2-2) : توزيع طيف انرژِي تابش خورشيد.................................................................................... 44
شكل (2-3): پراكندگي جغرافيايي تابش كلي سالانه به كيلو كالري در سانتيمتر مربع............................... 45
شكل (2-4) : فاصله زمين تا خورشيد در فصول مختلف سال................................................................... 47
شكل( 2-5 ) : زاويه ي ميل يا انحراف خورشيدي ( δ)........................................................................... 50
شكل (2-6) : زوايه ي تابش يا سمت الراس خورشيدي ( θ).................................................................. 51
شكل (4-1) : سلولهاي خورشيدي جاذب اشعه خورشيدي....................................................................... 101
شكل (4-2) : سلولهاي خورشيدي جاذب اشعه خورشيدي....................................................................... 102
شكل (5-1) : پمپ آب خورشيدي..................................................................................................... 109
شكل (5-2) : علمك روشنايي خورشيدي........................................................................................ 110
شكل (5-3) : كيوسك تلفن خورشيدي................................................................................
شكل (5-4) : علمك روشنايي و تلفن خورشيدي.................................................................................. 110
111
فهرست نقشه ها و گلباد
عنوان
صفحه
نقشه (2-1) : موقعيت مكاني استان خوزستان در كشور......................................................................... 17
نقشه (2-2) : وسعت و محدوده ي شهرستان اهواز........................................................................ 33
گلباد (2-1) : گلباد ايستگاه سينوپتيك اهواز (1382-1330) شمسي........................................................ 38