سه شنبه 3 اسفند 1395 - 24 جمادي الاول 1438 - 21 فوريه 2017
همه‌ی آنچه لازم است در مورد ویروس کرونای جدید (COVID-19)، بدانید و بخوانید و بپرسید و ببینید

خودروهای سبز – جلسه پنجم

آشنایی با تاریخچه خودروهای خورشیدی و خورشید
عکس نویسنده
عکس نویسنده
نویسنده : یگانه داودی
بازدید :
زمان تقریبی مطالعه :
اهداف جلسه : آشنایی با تاریخچه خودروهای خورشیدی و خورشید
5-1- مقدمه
از زمان­های قدیم استفاده از انرژی خورشید برای بشر امری بسیار رایج و کاربردی بوده است. از قدیم انسان برای خشک کردن لباس، خشک کردن گوشت و گرمایش از انرژی خورشید استفاده نموده است. خورشید با انرژی که از خود ساطع می­کند، باعث گرمای زمین و بوجود آمدن شب و روز بوده است. گیاهان با استفاده از نور خورشید رشد می­ کنند، باران و آب پاکی که در اختیار ما قرار دارد به خاطر وجود خورشید، بخار شدن آب دریاها و بارش باران است. اگر خورشید نبود حیات در زمین وجود نداشت، پس وجود خورشید برای انسان امری حیاتی است.
خودروهای سبز – جلسه پنجم 
                                                                     شکل 5-1- نمای کلی خورشید، ماه و زمین
علاوه بر انسان­ها گیاهان نیز به خاطر وجود خورشید به وجود می­ آیند و به رشد خود ادامه می­ دهند، گیاهانی که اکسیژن لازم برای حیات انسان را بوجود می ­آورند.
خودروهای سبز – جلسه پنجم
                                                                                شکل 5-2- مزرعه گل آفتابگردان
  5-2- خورشید
خورشید نه‌تنها خود منبع عظیم انرژی است، بلکه سرآغاز حیات و منشأ تمام انرژی‌های دیگر می‌باشد. طبق برآوردهای علمی حدود 6000 سال از تولد خورشیدی می‌گذرد و در هر ثانیه 2/4 میلیون تن از جرم خورشید به انرژی تبدیل می‌شود. با توجه به وزن خورشید که 333 هزار برابر وزن زمین است، می‌تواند تا 5 میلیارد سال آینده به‌عنوان منبع انرژی مورد استفاده قرار گیرد. قطر خورشید 106×39/1 کیلومتر است و از گازهایی مثل هیدروژن (8/86 درصد)، هلیوم (3 درصد) و 63 عنصر دیگر تشکیل‌شده است. دمای مرکز خورشید حدود 10 تا 14 میلیون درجه سانتی‌گراد می‌باشد، انرژی از سطح خورشید با حرارتی نزدیک به 5600 درجه سانتی‌گراد و به‌صورت امواج الکترومغناطیسی در فضا منتشر می‌شود. زمین 150 میلیون کیلومتر با خورشید فاصله دارد و 8 دقیقه و 18 ثانیه طول می‌کشد تا نور خورشید به زمین برسد. سوخت‌های فسیلی ذخیره‌ شده در اعماق زمین، انرژی‌های باد و آبشار و امواج دریا و بسیاری موارد دیگر ازجمله نتایج همین انرژی دریافتی زمین از خورشیدند.
خودروهای سبز – جلسه پنجم
                                                                           شکل 5-3- نمایی از خورشید
همان‌طور که در شکل زیر مشاهده می‌کنید، خورشید از شش ناحیه‌ی اصلی تشکیل‌شده است:
خودروهای سبز – جلسه پنجم
                                                                          شکل 5-3- شش بخش اصلی خورشید
انرژی از سطح خورشید به ‌صورت نور و گرما به ‌صورت امواج الکترومغناطیسی در فضا منتشر می‌شود. نور خورشید شامل هفت نوع اشعه است که به ترتیب طول ‌موج عبارت‌اند از: اشعه گاما ،اشعه ایکس، اشعه ماوراءبنفش، اشعه مرئی، اشعه مادون‌قرمز، امواج رادیویی و امواج الکتریکی. در مقایسه این قسمت‌ها با یکدیگر قسمت مرئی نور خورشید، یعنی آن قسمت که ما با چشم غیرمسلح می‌بینیم، جز کوچکی از مجموعه‌ی طیف خورشیدی است که وقتی از یک منشور عبور داده شود شکست نور موجب خواهد شد که اجزای آن یعنی رنگ‌های بنفش، نیلی، آبی، سبز، زرد، نارنجی و قرمز به ترتیب دیده شوند.
 5-3- 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.
خودروهای سبز – جلسه پنجم
                                                             شکل 5-6- استفاده از انرژی خورشیدی در زمان­های گذشته
· 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 ۱۷۶۷ میلادی: دانشمندی سوئیسی اولین کلکتور خورشیدی را ساخت.
· در سال ۱۸۱۶ 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 ۱۸۳۹ 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 ۱۸۶۰ میلادی: ریاضیدان فرانسوی August Mouchet کار بر روی موتور بخار خورشیدی را آغاز کرد. بعد از ۲۰ 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 ۱۸۷۳ میلادی: Willoughby Smith قابلیت هدایت نور سلنیوم را کشف نمود.
·سال ۱۸۷۶ 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 ۱۸۸۰ 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 ۱۸۸۳ میلادی: Charles Fritts آمریکایی به ایده ساخت سلولهای خورشیدی از ویفر سلنیوم فکر کرد.
·سال ۱۸۸۷ میلادی: هاینریش هرتز کشف کرد که اشعه ماورا بنفش کمترین ولتاژ را برای جرقه زدن بین دو الکترود لازم دارد.
·سال ۱۸۹۱ میلادی: اولین آب گرمکن خورشیدی توسط کلارنس آمریکایی ثبت اختراع گردید.
·سال ۱۹۰۴ میلادی: Wilhelm Hallwachs کشف کرد که مس و اکسید مس در کنار یکدیگر حساسیت نسبت به نور نشان می دهند.
·سال ۱۹۰۵ میلادی: آلبرت انیشتین همراه با تئوری نسبیت خود اثر فوتوالکتریک را مطرح نمود.
·سال ۱۹۰۸ 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 ۱۹۱۴ میلادی: دانشمندان متوجه یک بند الکترونی در دستگاههای فتوولتائیک شدند.
·سال ۱۹۱۶ میلادی: دانشمندان اثر فوتوالکتریک را به صورت تجربی اثبات کردند.
·سال ۱۹۱۸ میلادی: دانشمند لهستانی Jan Czochralski کشف نمود که چگونه یک تک کریستال سیلیکون را رشد دهد.
·سال ۱۹۲۱ میلادی: آلبرت انیشتین به خاطر نظریه اثر فوتوالکتریک جایزه نوبل را دریافت کرد.
·سال ۱۹۳۲ میلادی: اثر فتوولتائیک در سولفید کادمیوم کشف شد.
·سال ۱۹۴۷ میلادی: ساختمانهای خورشیدی در طول جنگ جهانی دوم بسیار نادر شدند.
·سال ۱۹۵۴ 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 ۱۹۵۰ میلادی: اولین ساختمان اداری تجاری در جهان که با آبگرمکن خورشیدی کار می کرد طراحی شد.
·سال ۱۹۵۸ 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 ۱۹۶۳ میلادی: ژاپن یک پنل ۲۴ واتی را بر روی یک فانوس دریایی نصب نمود.
·سال ۱۹۶۴ میلادی: ناسا اولین ماهواره ای که با سلولهای فتوولتائیک به ظرفیت ۴۷۰ وات تغذیه می گردید توسط سفینه فضایی به فضا پرتاب نمود.
·سال ۱۹۶۹ میلادی: کوره خورشیدی با استفاده از ۸ آینه سهموی در Odeillo فرانسه ساخته شد.
·دهه ۱۹۷۰ 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 ۱۹۷۲ 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 ۱۹۷۶ میلادی: مرکز تحقیقات لوئیس ناسا برای اولین بار شروع به نصب ۸۳ سیستم فتوولتائیک در سرتاسر جهان نمود که برای روشنائی درمانگاهها، پمپاژ آب و تلویزیون کلاس ها و موارد دیگر به کار می رفت
·سال ۱۹۷۷ میلادی: دولت آمریکا موسسه تحقیقات انرژی خورشیدی را راه اندازی کرد.
·سال ۱۹۸۱ میلادی: اولین هواپیمای خورشیدی از فرانسه تا انگلستان به پرواز درآمد.
·سال ۹۸۱۲ میلادی: یک استرالیایی اولین خودرو خورشیدی که فاصله بین سیدنی تا پرت که بالغ بر ۲۸۰۰ مایل است، پیمود.
·سال ۱۹۸۶ میلادی: بزرگترین نیروگاه حرارتی خورشیدی آن زمان در کالیفرنیا راه اندازی شد.
·سال ۱۹۹۴ میلادی: اولین بشقابک سهموی خورشیدی با استفاده از موتور استرلینگ با پیستون آزاد به شبکه متصل گردید.
· سال ۲۰۰۱ میلادی: تین فیلم فتوولتائیک ساخته شد.
· سال ۲۰۰۲ میلادی: بزرگترین سیستم خورشیدی پشت بامی در کالیفرنیا نصب گردید
·سال ۲۰۰۸ میلادی: بزرگترین پارک خورشیدی در آلمان بوسیله سیستم های تین فیلم راه اندازی گردید.
همانطور که روند پیشرفت بشریت در مورد استفاده از انرژی خورشید را در بالا ذکر کردیم، متوجه اهمیت استفاده از این انرژی پاک برای انسان­ها را متوجه می ­شویم.
5-4- خودرو خورشیدی
 خودرو خورشیدی، خودرویی است که، به جای استفاده از سوخت فسیلی از انرژی خورشید برای حرکت استفاده می­ کند. در دهه اخیر به دلیل افزایش آلودگی هوا توسط خودروهای بنزینی و دیزلی، خودروهای خورشیدی مورد توجه بسیار زیادی قرار گرفته است. شرکت­ های خودروسازی هر ساله تلاش زیادی برای ساخت نمونه کاربردی این خودروها انجام می­دهند. بعضی از خودروهای خورشیدی، از باتری استفاده نمی‌کنند و جریان را مستقیم به سوی یک موتور برقی می‌فرستند. خودروهای خورشیدی این کار را از طریق سلول‌های فتوولتائی(PVC) انجام می‌دهند.PVC ، اجزایی از پنل خورشیدی هستند که انرژی نور خورشید را به الکتریسیته تبدیل می‌کنند. این سلول‎ها، اجسامی نیمه رسانا هستند که معمولاً از سیلیکون ساخته می‌شوند و نور را جذب می‌کنند. در مرحله بعدی، انرژی نور خورشید، الکترون‌های جسم نیمه رسانا را آزاد و جریان الکتریسته تولید می‌کند. همین جریان برق است که باتری را تغذیه می‌کند یا به طور مستقیم موتور را به کار می‌اندازد. البته ممکن است نتوانید خودروهای خورشیدی را در نمایشگاه‌های اتومبیل پیدا کنید، ولی این گونه خودروها از دهه 70 میلادی به این سو توسط افراد مختلف ساخته شده‌اند.
در سال 1977، اد پاسیرینی خودرو تمام خورشیدیBluebird  و در سال 1982، لاری پرکینز نیز خودرو Quiet   Achiever  را ساختند و اولین کسانی بودند که مبادرت به ساخت چنین خودروهایی کردند. کمپانی ‌های فورد و مزدا نیز چند کانسپت هیبریدی خورشیدی تولید کرده‌اند. در سال 2006، کمپانی فورد پنل‌های خورشیدی را روی چراغ‌های جلو خودرو Reflex و در سال 2005 نیز کمپانی مزدا این پنل‌ها را روی سقف خودرو Senku  نصب کردند تا به شارژ کردن باتری کمک کنند. در سال 2008 نیز کمپانی کادیلاک برای به کار انداختن تجهیزات برقی مانند چراغ‌های داخلی و سیستم صوتی خودرو Provoq، از پنل‌های خورشیدی استفاده کرد. با این که خودروهای مذکور خودروهایی کانسپت بودند، ولی خودروسازان تلاش کردند به روش‌های مبتکرانه‌ای دست پیدا کنند تا وابستگی خودروها به سوخت‌های فسیلی قطع بشود.
خودروهای سبز – جلسه پنجم
                                                                              شکل 5-7- نمونه خودرو خورشیدی
خودروهای سبز – جلسه پنجم
                                                                            شکل 5-8- نمونه خودرو خورشیدی
5-5- خودرو خورشیدی در ایران­
در ایران هم دانشگاه ­ها در سال­های اخیر نمونه هایی از خودرو خورشیدی ساخته اند که در مسابقات بین المللی نیز دارای مقام هستند.
خودروهای سبز – جلسه پنجم
                                                                        شکل 5-9- خودرو خورشیدی هاوین
خودروهای سبز – جلسه پنجم
                                                                                 شکل 5-10- خودرو خورشیدی غزال
ایران از جمله کشورهایی است که دارای روزهای آفتابی زیادی در سال است، به همین دلیل می توان از انرژی پاک خورشید به خوبی استفاده نمود. اما تا توسعه کامل این خودروها قدم­ های زیادی در پیش رو وجود دارد، که با استفاده از پیشرفت روز افزون علم در آینده­ی نزدیک شاهد فراگیر شدن این خودروها خواهیم بود.
تکلیف 1 : تحقیق کنید انرژی تولیدی خورشید چگونه ایجاد می­ شود.
تکلیف 2 : پدیده شب و روز به چه علتی روی می ­دهد؟
محل بازدید ، اردو یا خرید : بوستان آبشار تهران، نیروگاه ­های خورشیدی سطح کشور
وسایل مورد نیاز :---
منابع مطالعه :
satba.gov.ir
1car.ir
تنظیم کننده: محبوبه همت

 مطالب مرتبط :
خودروهای سبز-جلسه اول
خودروهای سبز -جلسه دوم
خودروهای سبز -جلسه سوم
خودروهای سبز -جلسه چهارم
خودروهای سبز -جلسه پنجم
خودروهای سبز -جلسه ششم
خودروهای سبز -جلسه هفتم
 خودروهای سبز -جلسه هشتم
خودروهای سبز-جلسه نهم
تلفن : 81200000
پست الکترونیک : public@tebyan.com
آدرس : بلوارکشاورز ، خیابان نادری ، نبش حجت دوست ، پلاک 12

ارتباط با ما

روابط عمومی

درباره ما

نقشه سایت

تعدادبازدیدکنندگان
افراد آنلاین