پایان نامه امکان سنجی انرژی خورشیدی در شهر اهواز

پایان نامه امکان سنجی انرژی خورشیدی در شهر اهواز

دانلود پایان نامه کارشناسی ارشد امکان سنجی انرژی خورشیدی در شهر اهواز

دسته بندی	جغرافیا
فرمت فایل	doc
حجم فایل	12330 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل	117

دانلود پایان نامه کارشناسی ارشد امکان سنجی انرژی خورشیدی در شهر اهواز

این پایان نامه با فرمت Word بوده و قابل ویرایش است و همچنین آماده پرینت می باشد.

چکیده

نیاز به انرژی از دیرباز وجود داشته و بشر همواره به دنبال منابع جدید انرژی بوده است . در سالهای اخیر با تشدید انواع آلودگی های زیست محیطی و مسئله ی گرمایش جهانی ، دانشمندان به فکر استفاده از انرژی های سالم برای جایگزینی با سوختهای فسیلی افتاده اند . یکی از انرژی های جدید که پاکیزه و پایان ناپذیر می باشد انرژی خورشیدی است.

مهار و استفاده از چنین منبع عظیم انرژی و طراحی بهینه ی سیستم های خورشیدی مستلزم شناخت و آگاهی از کمیت و ماهیت انرژی خورشیدی و عوامل و عناصر مؤثر در آن دارد، لذا در این پژوهش ابتدا توضیحاتی در مورد منطقه ی مورد مطالعه ، ساختمان خورشید و ماهیت انرژی خورشیدی آمده ، سپس با استفاده از چند مدل مناسب با شرایط اقلیمی اهواز به محاسبه و تخمین انرژی خورشیدی با توجه به عوامل و عناصر اقلیمی( عرض جغرافیایی ، زاویه خورشید ، ارتفاع از سطح دریا ، ساعات آفتابی ، رطوبت نسبی میزان بارندگی ، میزان ابر و . . . ) اقدام شده است.

مقادیر به دست آمده نشان می دهد که حداقل متوسط ماهانه انرژی تابشی کل روزانه به میزان «93/9» مگاژول در هر مترمربع در ماه میلادی «دسامبر» و حداکثر آن به میزان «33/30» مگاژول در هر متر مربع در ماه میلادی «ژوئن» و متوسط آن به میزان «56/19» مگاژول در هر متر مربع دریافت می شود.

همچنین مقدار ضریب صافی آسمان برای تمام روزهای سال محاسبه شد که نشان می دهد به طور متوسط «12/87» درصد از روزها، شهرستان اهواز دارای آسمانی صاف و فقط «88/12» درصد از روزها آسمان این شهر ابری یا نیمه ابری است . همچنین میزان شفافیت هوا در طول سال به طور متوسط «76/0» است. پس از بررسی ها، با توجه به مقادیر «انرژی دریافتی، ضریب ابر، ضریب صافی آسمان و شفافیت هوا» که نتایج آن در جداول و نمودارهایی خلاصه شده است، مشخص شد که در شهرستان اهواز «امکان استفاده از انرژی خورشیدی در همه زمینه ها ، از جمله تولید انرژی الکتریکی» وجود دارد. در نهایت بهترین مدل برای محاسبه ی انرژی خورشیدی در منطقه ی مورد مطالعه و نقاط هم اقلیم آن، مدل «گلدبرگ و کلاین » و سپس مدل «صباغ ودیگران» تشخیص داده شد

فهرست مطالب

*عنوان*	*صفحه*
چکیده............................................................................................................................................................	1
پیش گفتار......................................................................................................................................................	3
*فصل اول : کلیات تحقیق*
1-1) مقدمه...................................................................................................................................................	5
1-2) موضوع تحقیق.....................................................................................................................................	6
1-3) بیان مسئله............................................................................................................................................	6
1-4) اهمیت موضوع تحقیق.........................................................................................................................	7
1-5) اهداف تحقیق.......................................................................................................................................	8
1-6) فرضیات تحقیق....................................................................................................................................	9
1-7) واژه های کلیدی..................................................................................................................................	9
1-8) پیشینه ی تحقیق...................................................................................................................................	9
1-8-1) پیشینه ی تحقیق در جهان...............................................................................................................	9
1-8-2) پیشینه ی تحقیق در ایران................................................................................................................	11
*فصل دوم : مبانی نظری تحقیق*
2-1) مقدمه...................................................................................................................................................	16
2-2) ویژگی های جغرافیایی استان خوزستان..............................................................................................	16
2-2-1) موقعیت و وسعت استان خوزستان..................................................................................................	16
2-2-2) ناهمورایهای استان خوزستان...........................................................................................................	18
2-2-2-1) سرزمین های پست و هموار.......................................................................................................	18
2-2-2-2) بخش کوهستانی.........................................................................................................................	19
2-2-3) زمین شناسی استان خوزستان.........................................................................................................	19
2-2-4) خاکهای استان خوزستان..................................................................................................................	21
2-2-5) اقلیم استان خوزستان.......................................................................................................................	22
2-2-5-1) عوامل اصلی محلی مؤثر بر اقلیم استان خوزستان......................................................................	22
2-2-5-2) عوامل فرعی محلی موثر بر اقلیم استان خوزستان......................................................................	24
2-2-5-3) عناصر اصلی آب و هوای استان خوزستان.................................................................................	26
2-2-6) آب های استان خوزستان.................................................................................................................	28
2-2-6-1) رودها..........................................................................................................................................	28
2-2-6-2) آب های زیر زمینی.....................................................................................................................	28
2-2-6-3) تالاب ها.....................................................................................................................................	29
2-2-7) پوشش گیاهی استان خوزستان........................................................................................................	29
2-2-7-1) جنگل ها.....................................................................................................................................	30
2-2-7-2) مراتع...........................................................................................................................................	30
2-2-7-3) بیشه زارها...................................................................................................................................	31
2-3) ویژگی های جغرافیایی شهرستان اهواز................................................................................................	31
2-3-1) موقعیت و وسعت شهرستان اهواز...................................................................................................	31
2-3-2) ناهمواری های شهرستان اهواز........................................................................................................	32
2-3-3) زمین شناسی شهرستان اهواز...........................................................................................................	32
2-3-4) اقلیم شهرستان اهواز........................................................................................................................	34
2-3-4-1) وضعیت دمای شهرستان اهواز....................................................................................................	35
2-3-4-2) وضعیت بارش شهرستان اهواز...................................................................................................	36
2-3-4-3) بادهای شهرستان اهواز................................................................................................................	37
2-3-5) رودخانه های شهرستان اهواز..........................................................................................................	39
2-3-5-1) رودخانه ی کارون.......................................................................................................................	39
2-3-5-2) رودخانه ی کرخه.......................................................................................................................	39
2-3-6) پوشش گیاهی شهرستان اهواز.........................................................................................................	40
2-4) خورشید...............................................................................................................................................	40
2-4-1) ساختمان و ویژگی های خورشید....................................................................................................	40
2-4-1-1) شید سپهر....................................................................................................................................	41
2-4-1-2) فام سپهر.....................................................................................................................................	41
2-4-1-3) رنگین سپهر................................................................................................................................	42
2-4-1-4) تاج..............................................................................................................................................	42
2-4-2) انرژی خورشیدی.............................................................................................................................	42
2-4-3) عوامل موثر در تابش خورشیدی..................................................................................................... 2-4-3-1) مقدار انرژی گسیل شده از خورشید...........................................................................................	46 46
2-4-3-2) فاصله خورشید تا زمین..............................................................................................................	46
2-4-3-3) ارتفاع خورشید...........................................................................................................................	47
2-4-3-4) مدت تابش خورشید...................................................................................................................	47
2-4-4) عوامل کاهنده ی میزان انرژی دریافتی زمین از خورشید................................................................	48
2-4-4-1) عوامل نجومی.............................................................................................................................	48
2-4-4-2) عوامل هندسی.............................................................................................................................	48
2-4-4-3) عوامل فیزیکی.............................................................................................................................	48
2-4-4-4) عوامل جغرافیایی........................................................................................................................	48
2-4-4-5) عوامل هواشناسی........................................................................................................................	49
2-5) اصطلاحات تخصصی برای محاسبه انرژی خورشیدی........................................................................	49
2-5-1) ثابت خورشیدی..............................................................................................................................	49
2-5-2) زاویه ی میل خورشیدی..................................................................................................................	50
2-5-3) زوایه ی ساعتی...............................................................................................................................	50
2-5-4) زاویه ی تابش (سمت الرأس) خورشیدی.......................................................................................	51
*فصل سوم : مواد و روش ها*
3-1) مقدمه...................................................................................................................................................	53
3-2) مواد......................................................................................................................................................	53
3-2-1) ایستگاه هواشناسی سینوپتیک اهواز.................................................................................................	55
3-3) روش ها...............................................................................................................................................	55
3-3-1) میانگیری داده های خام...................................................................................................................	55
3-3-2) تابش کل خورشیدی بر بالای جوّ...................................................................................................	56
3-3-3) مدل های محاسبه ی انرژی خورشیدی...........................................................................................	56
3-3-3-1) مدل پیج......................................................................................................................................	56
3-3-3-2) مدل تجربی ردی........................................................................................................................	70
3-3-3-3) مدل صباغ ، سایگ و ال سالم.....................................................................................................	72
3-3-3-4) مدل رایت ولد............................................................................................................................	73
3-3-3-5) مدل گلور و مک کلاخ...............................................................................................................	73
3-3-3-6) مدل گلدبرگ و کلاین................................................................................................................	74
3-3-3-7) مدل یعقوبی – جعفرپور.............................................................................................................	75
3-4) روزهای کلاین.....................................................................................................................................	76
3-5) ضریب صافی آسمان............................................................................................................................	76
*فصل چهارم : تجزیه و تحلیل*
4-1) مقدمه...................................................................................................................................................	79
4-2) نتایج تابش کل روزانه و متوسط ماهانه................................................................................................	79
4-2-1) مدل پیج..........................................................................................................................................	79
4-2-2) مدل تجربی ردی.............................................................................................................................	92
4-2-3) مدل صباغ و دیگران........................................................................................................................	92
4-2-4) مدل رایت ولد.................................................................................................................................	92
4-2-5) مدل گلور و مک کلاخ....................................................................................................................	92
4-2-6) مدل گلدبرگ و کلاین.....................................................................................................................	93
4-2-7) مدل یعقوبی – جعفرپور..................................................................................................................	93
4-3) تحلیل نتایج مدل ها.............................................................................................................................	93
4-4) میزان ساعات آفتابی.............................................................................................................................	96
4-5) بررسی نتایج ضریب صافی آسمان.......................................................................................................	96
4-6) بررسی نتایج روزهای کلاین................................................................................................................	97
4-7) نتیجه گیری نهایی فرضیه ها................................................................................................................	99
4-7-1) فرضیه ی اول..................................................................................................................................	100
4-7-2) فرضیه ی دوم..................................................................................................................................	100
*فصل پنجم : نتیجه گیری و پیشنهادها*
5-1) مقدمه...................................................................................................................................................	104
5-2) میزان تابش کل روزانه.........................................................................................................................	104
5-3) میزان متوسط ماهانه تابش کل روزانه...................................................................................................	105
5-4) میزان ضریب صافی آسمان..................................................................................................................	105
5-5) میزان ساعات آفتابی.............................................................................................................................	105
5-6) مدل مناسب با اقلیم اهواز....................................................................................................................	106
5-7) نتیجه گیری نهایی فرضیه ها................................................................................................................	106
5-8) سایر نتایج............................................................................................................................................	107
5-9) محدودیت های تحقیق.........................................................................................................................	107
5-10) پیشنهادها...........................................................................................................................................	108
فهرست منابع و مآخذ.................................................................................................................................... چکیده ی انگلیسی....................................................................................................................................	112 117

فهرست جداول

عنوان

صفحه

جدول (2-1) : آمـار وزش بـاد در ایستـگاه هواشنـاسی اهـواز با تـوجـه به جهـت و فصـل وزش (1352-1371) شمسی...............................................................................................................................

جدول (3-1) : اطلاعـات هـواشناسی میـانگیری شـده از اطلاعـات روزانه اندازه گیـری شـده 10 سـال (2003-1994میلادی) مطابق با (1382-1373) شمسی.....................................................................

جدول (3-2) : مقادیر روزانه ساعات آفتابی، طول روز، تابش بالای جو و ضریب صافی آسمان ماه ژانویه در اهواز طی دوره آماری (2003-1994) مطابق با (1382-1373) شمسی....................................

جدول ( 3-3) : مقادیر روزانه ساعات آفتابی، طول روز، تابش بالای جو و ضریب صافی آسمان ماه فوریه در اهواز طی دوره آماری (2003-1994)مطابق با (1382-1373) شمسی........................................

جدول ( 3-4) : مقادیر روزانه ساعات آفتابی، طول روز، تابش بالای جو و ضریب صافی آسمان ماه مارس در اهواز طی دوره آماری (2003-1994) مطابق با (1382-1373) شمسی.....................................

جدول ( 3-5) : مقادیر روزانه ساعات آفتابی، طول روز، تابش بالای جو و ضریب صافی آسمان ماه آوریل در اهواز طی دوره آماری (2003-1994) مطابق با (1382-1373) شمسی.....................................

جدول ( 3-6) : مقادیر روزانه ساعات آفتابی، طول روز، تابش بالای جو و ضریب صافی آسمان ماه مــی در اهواز طی دوره آماری (2003-1994)مطابق با (1382-1373) شمسی......................................

جدول ( 3-7) : مقادیر روزانه ساعات آفتابی، طول روز، تابش بالای جو و ضریب صافی آسمان ماه ژوئـن در اهواز طی دوره آماری (2003-1994) مطابق با (1382-1373) شمسی....................................

جدول ( 3-8) : مقادیر روزانه ساعات آفتابی، طول روز، تابش بالای جو و ضریب صافی آسمان ماه جولای در اهواز طی دوره آماری (2003-1994) مطابق با (1382-1373) شمسی....................................

جدول ( 3-9) : مقادیر روزانه ساعات آفتابی، طول روز، تابش بالای جو و ضریب صافی آسمان ماه آگوست در اهواز طی دوره آماری (2003-1994) مطابق با (1382-1373) شمسی..................................

جدول ( 3-10): مقادیر روزانه ساعات آفتابی، طول روز، تابش بالای جو و ضریب صافی آسمان ماه سپتامبر در اهواز طی دوره آماری (2003-1994) مطابق با (1382-1373) شمسی....................................

جدول ( 3-11) : مقادیر روزانه ساعات آفتابی، طول روز، تابش بالای جو و ضریب صافی آسمان ماه اکتبـر در اهواز طی دوره آماری (2003-1994) مطابق با (1382-1373) شمسی.....................................

جدول ( 3-12) : مقادیر روزانه ساعات آفتابی، طول روز، تابش بالای جو و ضریب صافی آسمان ماه نوامبر در اهواز طی دوره آماری (2003-1994) مطابق با (1382-1373) شمس.......................................

جدول ( 3-13) : مقادیر روزانه ساعات آفتابی، طول روز، تابش بالای جو و ضریب صافی آسمان ماه دسامبر در اهواز طی دوره آماری (2003-1994) مطابق با (1382-1373) شمسی.....................................

جدول (3-14): مقادیر مربوط به برای ماه های مختلف سال.........................................................

جدول ( 3-15): روزهای پیشنهادی کلاین................................................................................................. 76

جدول (4-1): مقادیر انرژی خورشیدی تابش کل روزانه ماه ژانویه برحسب طی دوره

آماری(1994-2003) مطابق با (1382-1373) شمسی................................................................................

جدول (4-2): مقادیر انرژی خورشیدی تابش کل روزانه ماه فوریه برحسب طی دوره