کتاب مهندسی خورشیدی فرآیند‌های حرارتی جلد دوم

کتاب مهندسی خورشیدی فرآیند‌های حرارتی جلد دوم : 

پیشگفتار

با توسعه سریع اقتصاد جهانی، نیازهای انرژی به طور قابل توجهی افزایش یافته‌اند، به خصوص در کشورهای در حال توسعه که در حال تجربه رشد اقتصادی خود می‌باشد. درک این مطلب که منابع سوخت فسیلی مورد نیاز برای تولید الکتریسیته در حال کاهش می‌باشند و این که تغییرات آب و هوا به صدور کربن به اتمسفر وابسته است، توجه به منابع پاک و تجدید شونده انرژی را افزایش داده است.

امروزه تحقیقات گسترده‌ای توسط محققین و اندیشمندان در این زمینه صورت می‌گیرد و موضوع انرژی در برنامه استراتژیک در مقیاس جهانی، منطقه ای و ملی جایگاه ویژه‌‎ای دارد.

در میان منابع انرژی تجدیدپذیر انرژی خورشید به عنوان یکی از موثرترین و در دسترس ترین منابع شناخته می‌شود. همچنین به دلیل پیشرفت‌های چند دهه اخیر در زمینه طراحی سیستم‌ها و به کارگیری انرژی خورشید، این انرژی دارای قابلیت رقابت اقتصادی با منابع متداول انرژی‌های فسیلی را داراست.

مقدمه

اهداف کلی این بخش را می‌توان شامل تعیین نوع کاربرد عملی و تعیین امکان پذیری کاربردها دانست. در قسمت روش‌های طراحی، روش‌های برآورد عملکرد طولانی مدت فرآیندهای انرژی خورشیدی در نظر گرفته می‌شوند، که قدمی ضروری در طراحی آنها می‌باشد.

فصل ۱ به سیستم‌های گرمایش فعال و غیرفعال آب می‌پردازد و بسیاری از جنبه‌های فرآیندهای خورشیدی را که بیشتر توسعه یافته پوشش می‌دهد، ترکیب بندی‌های مختلف اجزا این سیستم‌ها نیز در این فصل مورد بررسی قرار می‌گیرند.

تعمیم عمل گرمایش آب به سیستم‌های بزرگتر برای گرمایش فعال فضا در فصل ۲ توضیح داده می‌شود، خانه‌های خورشیدی مبحث مورد توجه در آن فصل به شمار می‌رود.

فصل سوم با جنبه‌های حرارتی فرآیندهای گرمایش غیرفعال و مهندسی بخشی از مسائل ترکیبی مهندسی و معماری طراحی ساختمان‌ها برای استفاده از تابش خورشیدی سروکار دارد.

سرمایش خورشیدی ساختمان‌ها، به ویژه برای کاربرد در مناطق آب وهوای ملایم، راهکار مناسبی به نظر می‌رسد، از این رو فصل ۴ به فرآیندهای سرمایشی که با تابش خورشیدی انجام می‌شوند مربوط است، این فرآیندها ابتدا دسته بندی شده سپس مورد ارزبابی قرار می‌گیرند.

سه فصل بعدی راجع به کاربردهایی هستند که معمولا در اندازه‌های بزرگتر انجام می‌شوند.

فصل هشت در رابطه با شبیه سازی‌های مورد استفاده در روند طراحی شده است. این شبیه سازی‌های محاسبات عملکرد حرارتی گذرا به همراه جزئیات آن را پوشش می‌دهند.

فصل ۹ تا ۱۱ بحث‌هایی راجع  به روش‌هایی برای جایگزینی محاسبات ماهانه با محاسبات دقیق شبیه سازی‌ها هستند. این روش‌های طراحی یا بر پایه روابط نتایج آزمایشات عددی فراوان و یا بر پایه مفاهیم قابلیت بهره‌وری می‌باشند.

فرآیندی که فصل ۱۲ مورد بررسی قرار می‌دهد عملا حرارتی نیست، این فرایندها، فرآیندهای فتولتائیک هستند، اما بر اساس همان اطلاعات پیش زمینه‌ای و مشی سیتسم‌هایی بنا می‌شود که برای فرآیندهای حرارتی استفاده می‌شود.

فهرست مطالب کتاب مهندسی خورشیدی فرآیندهای حرارتی

بخش اول / کاربردها

فصل ۱: گرم کردن آب با استفاده از خورشید

۱-۱ سیستم‌های گرمایش آب
۱-۲ یخ زدگی، جوشش و پوسته پوسته شدن
۱-۳ انرژی کمکی
۱-۴ سیستم‌های گردش اجباری
۱-۵ سیستم‌های پمپی با جریان کم
۱-۶ سیستم‌های گردش طبیعی
۱-۷ سیستم‌های یکپارچه کلکتور ذخیره
۱-۸ آب گرمکن‌های تجهیزی
۱-۹ گرمایش آب در سیستم‌های گرمایش و سرمایش فضا
۱-۱۰ آزمایش آب گرمکن‌های خورشیدی
۱-۱۱ اقتصاد گرمایش خورشیدی آب
۱-۱۲ گرمایش استخر شنا
۱-۱۲ خلاصه

فصل ۲: گرمایش ساختمان: فعال

۲-۱ تاریخچه
۲-۲ سیستم‌های گرمایش خورشیدی
۲-۳- سیستم مایع صفحه تخت خانه CSU II
۲-۴ سیستم هوایی خانه CSU II
۲-۵ مطالعه پارامترهای سیستم گرمایش
۲-۶ سیستم‌های انرژی خورشیدی – پمپ حرارتی
۲-۷ سیستم‌های ذخیره تغییر فاز
۲-۸ سیستم‌های ذخیره فصلی انرژی
۲-۹ انرژی خورشیدی و سیستم‌های الکتریکی در مواقع غیر اوج بار
۲-۱۰ گرمایش بیش از حد سیستم خورشیدی
۲-۱۱ اقتصاد گرمایش خورشیدی
۲-۱۲ ملاحظات معماری

فصل ۳: گرمایش ساختمان- روش‌های غیر فعال و ترکیبی (فعال و غیرفعال)

۳-۱ مفاهیم گرمایش غیرفعال
۳-۲ معیارهای آسایش و بارهای گرمایشی
۳-۳ کنترلرها و عایق‌های قابل حرکت
۳-۴ سایه: جلوآمدگی افقی و عمودی (سایه‌بان‌های افقی و عمودی)
۳-۵ سیستم‌های دریافت مستقیم
۳-۶ دیوارها و بام‌های کلکتور – ذخیره
۳-۷ فضاهای خورشیدی
۳-۸ سیستم‌های ترکیبی با گرد آوری فعال و ذخیره غیرفعال
۳-۹ سیستم‌های ترکیبی دیگر
۳-۱۰ کاربردهای غیرفعال
۳-۱۱ توزیع حرارت در ساختمان‌های غیرفعال
۳-۱۲ هزینه‌ها و اقتصاد گرمایش غیرفعال

فصل ۴: سرمایش خورشیدی

۴-۱ سرمایش جذبی خورشیدی
۴-۲ تئوری سرمایش جذبی
۴-۳ گرمایش و سرمایش ترکیبی خورشیدی
۴-۴ مطالعه شبیه سازی تهویه مطبوع خورشیدی
۴-۵ تجربه کارکرد با سرمایش خورشیدی
۴-۶ کاربردهای تهویه مطبوع جذبی خورشیدی
۴-۷ سرمایش خورشیدی با جذب رطوبت
۴-۸ تهویه و سیکل‌های گردش مجدد جاذب رطوبت
۴-۱۰ تهویه مطبوع مربوط به انرژی خورشیدی
۴-۱۱ سرمایش غیرف

فصل ۵: حرارت انرژی خورشیدی برای فرآیندهای صنعتی

۵-۱ تلفیق با فرآیندهای صنعتی
۵-۲ ملاحظات طراحی مکانیکی
۵-۳ اقتصاد حرارت فرآیند صنعتی
۵-۴ کاربردهای گرمایشی هوا با مدار باز
۵-۵ کاربردهای سیستم گردش مجدد هوا
۵-۶ گرمایش آب برای مصارف صنعتی به صورت تک عبوره
۵-۷ گرمایش آب برای مصارف صنعتی به صورت گردش مجدد
۵-۸ آب‌گرمکن‌های حوضچه‌ای کم عمق
۵-۹ خلاصه

فصل ۶: سیستم‌های توان حرارتی خورشیدی

۶-۱ سیستم‌های تبدیل حرارتی
۶-۲ سیستم پمپاژ GILA BEND
۶-۳ سیستم‌های لوز(Luz)
۶-۴ سیستم‌های گیرنده مرکزی
۶-۵ نیروگاه‌های خورشیدی یک و دو

فصل ۷: حوضچه‌های خورشیدی: فرآیندهای تبخیری

۷-۱ حوضچه‌های خورشیدی با گرادیان نمک
۷-۲ تئوری حوضچه
۷-۳ کاربردهای حوضچه‌ها
۷-۴ تقطیر خورشیدی
۷-۵ تبخیر
۷-۶ خشک کردن مستقیم خورشیدی
۷-۷خلاصه

بخش دوم / روش‌های طراحی

فصل ۸: شبیه‌سازی در طراحی فرآیند خورشیدی

۸-۱ برنامه شبیه‌سازی
۸-۲ برنامه (نرم افزار) شبیه‌سازی‌
۸-۳ اطلاعات حاصل از شبیه‌سازی‌ها
۸-۴ TRNSYS‌: برنامه شبیه سازی فرآیند حرارتی
۸-۵ شبیه‌سازی‌ها و آزمایشات
۸-۶ داده‌های هواشناسی
۸-۷ محدودیت‌های شبیه سازی

فصل ۹: طراحی سیستم‌های فعال: نمودار

۹-۱ مرور روش‌های طراحی
۹-۲ روش نمودارf
۹-۳ نمودار f برای سیستم های مایع
۹-۴ نمودار f برای سیستم‌های هوا
۹-۵ سیستم های گرمایش آب سرویس
۹-۶ نتایج نمودارf.
۹-۷ سیستم های موازی انرژی خورشیدی-پمپ حرارتی
۹-۸ خلاصه

فصل ۱۰: طراحی سیستم‌های فعال به وسیله روش‌های قابلیت بهره‌برداری

۱۰-۱ قابلیت بهره‌برداری ساعتی
۱۰-۲ قابلت بهره‌برداری روزانه
۱۰-۳ روش نمودار و f
۱۰-۴ خلاصه

فصل ۱۱: طراحی سیستم‌های غیر فعال و سیستم‌های تلفیقی گرمایشی

۱۱-۱ راه های طراحی غیر فعال
۱۱-۲ روش نسبت خورشیدی – بار
۱۱-۳ روش طراحی عدم قابلیت بهره برداری‌: دریافت مستقیم
۱۱-۴ روش طراحی عدم قابلیت بهره برداری:دیوارهای کلکتور ذخیره
۱۱-۵ سیستم‌های تلفیقی: گردآوری فعال با ذخیره غیر فعال
۱۱-۶ سایر سیستم‌های تلفیقی

فصل ۱۲: طراحی سیستم‌های فتوولتائیک

۱۲-۱ مبدل‌های فتوولتائیک
۱۲-۲ مشخصه ها و مدل های ژنراتور PV
۱۲-۳ دمای سلول
۱۲-۴ مشخصه‌های بار و سیستم‌های متصل مستقیم
۱۲-۵ کنترل‌ها و ردیابی نقطه توان بیشینه
۱۲-۶ کاربردها
۱۲-۷ روندهای طراحی
۱۲-۸ ژنراتورهای PV با شار بالای انرژی خورشیدی
۱۲-۹ خلاصه

فصل ۱۳: انرژی باد

۱۳-۱ مقدمه
۱۳-۲ منبع باد
۱۳-۳ مدل توربین بادی یک بعدی
۱۳-۴ برآورد میانگین توان توربین بادی وتولید انرژی
۱۳-۵ خلاصه

منابع و مآخذ کتاب مهندسی خورشیدی فرآیند‌های حرارتی جلد دوم