آمونیاک

(تغییر مسیر از آمونياك)

آمونیاک مهم‌ ترین ترکیب هیدروژنهٔ ازت است و در طبیعت از تجزیهٔ مواد آلی ازت دار بدست می‌آید.

آمونیاک گازی است بی رنگ، با مزهٔ فوق العاده تند و زننده که اشک‌آور و خفه کننده است. گاز آمونیاک از هوا

سبک تر بوده و به سهولت به مایع تبدیل می‌شود. آمونیاک درآب بسیار محلول بوده و در منفی ۷/۷۷ درجهٔ

سانتیگراد منجمد و در منفی ۵/۳۳ درجهٔ سانتیگراد به جوش در می‌آید. وزن مخصوص محلول اشباع آمونیاک ۸۸/۰

گرم بر سانتیمتر مکعب است. گاز آمونیاک قابل افروزش و حدود اشتعالش ۱۶-۲۵ درصد حجمی گاز آمونیاک در

هوا است. حضور مواد نفتی و دیگر مواد افروختنی خطر آتشگیری را افزایش می‌دهد. مجاورت و تماس آمونیاک با

نقره و جیوه تولید ” فولمینات نقره و جیوه ” می‌کند که موادی شدیداً قابل انفجار هستند. گاز آمونیاک در اثر گرمای

از ۴۰۰ درجه به بالا تجزیه شده و تولید هیدروژن می‌کند. آمونیاک سبب تحریکات دستگاه تنفسی، پوست و چشم

شده و با آسیب رساندن به شش‌ها در اثر مواجهه با حجم زیاد این گاز می‌تواند سبب مرگ شود.

منبع

دانشنامه رشد.

طرز تهيه ۱ ليتر محلول آمونياك ۶ نرمال:

********************************

فرض كنيد كه محلول اوليه و غليظ آمونياك كه براي تهيه محلول ۶ نرمال آن استفاده مي شود، آمونياك ۲۵% باشد.

در اين حالت عدد نرماليته را كه در اينجا ۶ است را در عدد ثابت ۷۵ ضرب كنيد كه حاصل ۴۵۰ مي شود.

بدين ترتيب ۴۵۰ ميلي ليتر آمونياك ۲۵% را برداشته و با آب مقطر به حجم برسانيد.

**********

نكات مهم:

۱ – اگر به مقدار كمتري نياز داريد تناسب ببنديد و حجم مورد نياز از آمونياك غليظ را محاسبه كنيد.

۲ – بعضا آمونياك هايي هستند كه درصد آمونياك آنها اينگونه نوشته شده ۳۰-۲۸ % كه ميتوانيد ميانگين آن يعني ۲۹% را در نظر گرفته محلول با نرماليته مورد نظر را بسازيد كه در اين حالت قطعا بخاطر خلوص بيشتر به مقدار كمتر از ۴۵۰ ميلي ليتر نياز خواهيد داشت:

۳۸۸=۲۹ ÷ ۴۵۰×۲۵

پس اين بار ۳۸۸ ميلي ليتر بجاي ۴۵۰ برداشته و به حجم ۱۰۰۰ برسانيد.

۳ – نرماليته آمونياك ۲۵% برابر ۴/۱۳ و نرماليته آمونياك ۳۵% برابر ۱/۱۸ است.

واحدهاي آمونياك

خوراك اصلي واحدهاي آمونياك گازهاي شيرين (متان) و ازت هوا است. گاز متان پس از اختلاط با بخار و فعل و

انفعال در قسمت ريفرمر اوليه به هيدروژن، منواكسيدكربن (CO) و دي‌اكسيدكربن (CO2) تبديل مي‌گردد. واكنش

ريفرمينگ با تزريق هوا در ريفرمر ثانويه تكميل شده و همزمان با آن، ازت مورد نياز براي واكنش آمونياك‌سازي

نيز از طريق هوا وارد چرخه فرآيند مي‌گردد. منواكسيدكربن همراه گاز پروسس در مراحل بعدي به CO2 تبديل

مي‌شود و مخلوط حاصله، جهت خالص‌سازي، به بخش جذب CO2 هدايت مي‌گردد. گاز CO2 محصول فرعي

واحدهاي آمونياك‌سازي است كه پس از جداسازي، بعنوان خوراك به واحدهاي اوره ارسال مي‌گردد.

مخلوط گاز ازت و هيدروژن، اصطلاحاً گاز سنتز ناميده شده كه پس از تراكم، تحت شرايط خاص دما و فشار در

مجاورت كاتاليست در راكتور، سنتز به آمونياك تبديل مي‌گردد.

عمده آمونياك توليدي به مصرف تهيه كودهاي اوره و دي‌آمونيم فسفات در مجتمع رسيده و آمونياك مازاد بر احتياج

جهت فروش به بازارهاي بين‌المللي عرضه مي‌گردد.
در مجتمع دو واحد آ,ونياك مشابه يكديگر هر كدام با ظرفيت توليد ۱۰۰۰ تن وجود دارند و از نظر فرآيندي نسبت به

ديگر واحدهاي توليدكننده، از تكنولوژي پيشرفته و پيچيده‌اي برخوردارند فرآيند توليد هر دو واحد از نوع

HABER-BOSCH بوده و طراحي آنها توسط شركت KELLOGG انجام شده است. بهينه‌سازي واحدهاي

آمونياك از سال ۱۳۷۴ آغاز شد و عمليات مدرنيزه نمودن اين واحدها در سال ۱۳۷۹ به اتمام رسيد.

در برنامه توسعه شركت ملي صنايع پتروشيمي، پروژه آمونياك سوم اين مجتمع نيز در دستور كار شركت قرار

گرفته است.

واحدهاي آمونياك

خوراك اصلي واحدهاي آمونياك گازهاي شيرين (متان) و ازت هوا است. گاز متان پس از اختلاط با بخار و فعل و

انفعال در قسمت ريفرمر اوليه به هيدروژن، منواكسيدكربن (CO) و دي‌اكسيدكربن (CO2) تبديل مي‌گردد. واكنش

ريفرمينگ با تزريق هوا در ريفرمر ثانويه تكميل شده و همزمان با آن، ازت مورد نياز براي واكنش آمونياك‌سازي

نيز از طريق هوا وارد چرخه فرآيند مي‌گردد. منواكسيدكربن همراه گاز پروسس در مراحل بعدي به CO2 تبديل

مي‌شود و مخلوط حاصله، جهت خالص‌سازي، به بخش جذب CO2 هدايت مي‌گردد. گاز CO2 محصول فرعي

واحدهاي آمونياك‌سازي است كه پس از جداسازي، بعنوان خوراك به واحدهاي اوره ارسال مي‌گردد.

مخلوط گاز ازت و هيدروژن، اصطلاحاً گاز سنتز ناميده شده كه پس از تراكم، تحت شرايط خاص دما و فشار در

مجاورت كاتاليست در راكتور، سنتز به آمونياك تبديل مي‌گردد.

عمده آمونياك توليدي به مصرف تهيه كودهاي اوره و دي‌آمونيم فسفات در مجتمع رسيده و آمونياك مازاد بر احتياج

جهت فروش به بازارهاي بين‌المللي عرضه مي‌گردد.

در مجتمع دو واحد آ,ونياك مشابه يكديگر هر كدام با ظرفيت توليد ۱۰۰۰ تن وجود دارند و از نظر فرآيندي نسبت به

ديگر واحدهاي توليدكننده، از تكنولوژي پيشرفته و پيچيده‌اي برخوردارند فرآيند توليد هر دو واحد از نوع HABER-BOSCH

بوده و طراحي آنها توسط شركت KELLOGG انجام شده است. بهينه‌سازي واحدهاي آمونياك از سال ۱۳۷۴ آغاز

شد و عمليات مدرنيزه نمودن اين واحدها در سال ۱۳۷۹ به اتمام رسيد.

در برنامه توسعه شركت ملي صنايع پتروشيمي، پروژه آمونياك سوم اين مجتمع نيز در دستور كار شركت قرار

گرفته است.

چگونه بر گاز آمونياك سالنهاي مرغداري غلبه كنيم ؟

گازهاي مختلفي در طول دوره پرورش در سالنهاي مرغداري يافت مي شوند . اكثر آنها در غلظتهاي بالاتر از حد

مجاز باعث ايجاد ضايعات و در موارد حاد باعث تلفات مي گردند . وليكن در عمل قسمت اعظم مشكلات مرغداريها

در رابطه با گاز آمونياك مي باشد.

غلظت گاز آمونياك

بالا رفتن تراكم گاز آمونياك در سالنهاي مرغداري باعث حالت تهوع و سوزش چشم كارگران مرغداري گشته و

طيور را نيز آسيب رسان مي نمايد . ميزان اين گاز برحسب قسمت در ميليون [۱]ppm) )سنجيده مي شود . بطور

معمول ميزان ppm15 باعث ناراحتي انسان مي شود و حداكثر غلظت مجاز براي مدت ۸ ساعت ppm50 تعيين

گرديده است .

و اما در مورد طيور ؛ غلظت زياد و مداوم گاز آمونياك باعث كاهش فعاليت دستگاه تنفسي طيور ميشود . در مورد

طيور تخمگذار ميزان ppm30 برروي توليد تخم مرغ و وضعيت عمومي طيورآسيب رساني محدودي اعمال مي

كند ولي ميزان ppm50 صدمات جدي بخصوص برروي رشد ايجاد مي نمايد .
طيور مي توانند غلظتهاي بالاتر و تا بعضي مواقع به طور محدود تا حد ppm100 را تحمل نمايند كه در اين حد

تاولهايي روي سينه بروز كرده و مصرف آب نيز بالا ميرود . اين گاز در غلظت ppm150 باعث كراتوكنژكتيويت

، تراكئيت و از بين رفتن مژه هاي ناي مي شود. از اينرو غلظت آمونياك در سالن مرغداري نبايد از حد ppm25

تجاوز كند .

و اما چگونه بر گاز آمونياك سالنهاي مرغداري غلبه كنيم ؟

از اواسط قرن بيستم تاكنون تركيبات مختلفي با مكانيسم هاي اثر متفاوت در رابطه با كنترل گاز آمونياك در صنعت

مرغداري در دنيا مورد استفاده قرار گرفته اند . از ميان اين مواد ، فرمالين و عصاره درخت يوكا [۲] با استقبال

بيشتري مواجه شد . وليكن از ميان اين دو ماده عصاره درخت يوكا بازدهي بيشتر داشت چرا كه اين ماده داراي

خاصيت پيوند با آمونياك مي باشد كه باعث جلوگيري از رها شدن گاز آمونياك از طريق فضولات طيور مي شود.

با گذشت سالها تركيبات جديدتري جايگزين موارد فوق شدند . اين مواد علاوه برطيف عمل وسيع ، كاملاً بي ضرر

نيز تشخيص داده شده اند . اين تركيبات كه هم اكنون به طور گسترده اي در صنعت پيشرفته طيور اكثر كشورها

مورد استفاده قرار مي گيرند قادرند از فعاليت آنزيم اوره آز [۳] جلوگيري نمايند . از آنجا كه منشاء توليد گاز

آمونياك درسالنهاي مرغداري، بستر مي باشد ـ كه علت آن نيز تخمير اوره فضولات طيور در بستر است ـ با استفاده

از اين تركيبات توليد گاز مذكور در بستر متوقف مي شود .

از جمله اين مواد مي توان به پاد آمونياك اشاره كرد .

پاد آمونياك كه نوعي پودر خنثي كننده گاز آمونياك مي باشد محصول تكنولوژي ايالات متحده امريكا در سال ۱۹۹۹

ميلادي مي باشد .

طرز مصرف اين ماده بسيار آسان بوده و به شرح ذيل است :

(۱) سيستم بستر : يك روز قبل از جوجه ريزي به صورت يكنواخت درروي بستر پخش شود (براي كل دوره )

(۲) سيستم قفس : پس از هر نوبت كودكشي در زير قفسها ونيز هر دو هفته يكبار برروي كود پخش شود .

ميزان مصرف اين ماده كه به صورت پودر با مش [۴] ۲۰ الي ۱۰۰ تهيه شده است ، ۲۵۰-۲۰۰ گرم درمتر مربع

بستر مي باشد .

به طور مثال براي محاسبه ميزان پاد آمونياك مصرفي در سالني كه داراي عرض ۱۲ متر و طول ۹۰ متر باشد به

ترتيب زير عمل مي شود : متر مربع ۱۰۸۰=۹۰*۱۲

كيلوگرم ۲۱۶ = گرم ۲۱۶۰۰۰= ۲۰۰*۱۰۸۰

كيلوگرم ۲۷۰ = گرم ۲۷۰۰۰۰= ۲۵۰*۱۰۸۰

بنابراين ۲۷۰-۲۱۶ كيلوگرم ميزان مصرف پادآمونياك در سالن فوق مي باشد .

اين ماده در طي دوره پرورش در بستر فعال باقي مانده و باعث جلوگيري از توليد گاز آمونياك و در نتيجه كاهش

شديد بيماريهاي تنفسي مي شود . از مزاياي ديگر اين ماده مي توان به موارد ذيل اشاره كرد :

۱- كاهش بيماري كوكسيديوز از طريق از بين بردن يا محدود كردن اووسيست هاي كوكسيديوز .

۲- كاهش رطوبت بستر

۳- جلوگيري از اشاعه بوي زننده كود .

۴- كاهش حشرات .

۵-غني شدن كود حاصل از فضولات طيور بدينصورت كه كود مرغي را بعنوان يك كود فسفاته كه داراي فسفر غيرمحلول است مطرح مي نمايد و اين از آنجهت قابل اهميت است كه كودهاي فسفاته داراي فسفر محلول در آب هستند و در اثر بارندگي به لايه هاي پائيني رفته و عملا” از دسترس ريشه گياه خارج مي شوند.

جانت رالف – ترجمه زينب همتى: هر فرد به درستى مى داند كه بوى بد كهنه خيس بچه يا پاكيزگى محل ادرار گربه

تنها به يك دليل و آن هم وجود ماده اى به نام آمونياك در ادرار آنهاست. آمونياك يك ماده دفعى طبيعى و فرار است

كه در مقادير زياد توسط حيوانات توليد مى شود. اما نكته جالب توجه اين است كه افزايش غلظت آمونياك در محيط

هاى سربسته نگهدارى حيوانات همچون مرغدارى هاى بزرگ مى تواند سبب آسيب چشم جوجه ها يا حتى چشمان

يك فرد شود.آمونياك، به رغم بوى نامطبوعى كه دارد به عنوان يك ماده غذايى با ارزش در زندگى گياهان داراى

اهميت است. اين گاز فرار، مهمترين منبع نيتروژن موجود در كودهايى است كه توسط كشاورزان براى تقويت

محصولات مورد استفاده قرار مى گيرد.

آمونياك موجود در اين كودها يا فضولات دفع شده توسط حيوانات اهلى مى تواند هوا را آلوده كرده و در ادامه از

طريق باران، آبراهه ها يا گرد و خاك دوباره به زمين بازگردد.علاوه بر اين، آمونياك مى تواند موجب بارور شدن

جلبك هاى مصب رودخانه هايى همچون خليج چيزاپيك شود. اين جلبك ها پس از مرگ در چنين آب هايى به قعر

رودخانه سقوط كرده و در ميان رسوبات موجود در كف رودخانه قرار گرفته و نهايتاً تجزيه مى شوند. در آنجا نيز

اين جلبك ها رشد ميكروارگانيسم هاى موجود در كف دريا را تشديد مى كنند. اين ميكروارگانيسم ها با جذب اكسيژن

موجود در لايه هاى پايين آب موجب ايجاد منطقه مرده در رودخانه شده و بنابراين طى بخش هايى از سال، آن

قسمت رودخانه از وجود ماهى ها تهى مى شود.

منطقه مرده ايجاد شده در خليج چيزاپيك طى سال گذشته، قريب به ۴۰ درصد از آب هاى پايين مصب رودخانه را

تحت تاثير خود قرار داد _ منطقه مرده ايجاد شده در آن سال يكى از بزرگ ترين مناطق مرده ايجاد شده طى ۲ دهه

گذشته بوده است. نيم ميليارد پوند از غذاى دريايى تهيه شده در طول سال از خليج چيزاپيك _ نزديك به ۴۰ مايل

طول و از ۳ تا ۳۵ مايل عرض دارد _ تامين مى شود. بنابراين مشخص است كه اين خليج نقش بسيار مهمى را در

اقتصاد ايالت هايى همچون دلاوير، مريلند، ويرجينيا و دلماروا كه در نزديكى ساحل واقع شده اند، بازى مى كند.

در مطالعه جديدى كه توسط پژوهشگرانى از مريلند و دلاوير صورت گرفته نشان داده شده كه مرغدارى ها _ سود

حاصل از اين صنعت در دلماروا، سالانه ۵/۱ ميليارد دلار برآورد شده است _ عامل بيش از ۱۸ هزار تن آمونياك

وارد شده به خليج چيزاپيك، چه از طريق هوا و چه از طريق آب هاى تغذيه كننده آن هستند. در صورتى كه نتيجه

گيرى حاصل از اين تحقيق درست باشد مى توان چنين پيش بينى كرد كه نيتروژن وارد شده به جلگه رودخانه حدوداً

۸ درصد از اين مقدار را شامل مى شود – خليج چيزاپيك داراى جلگه اى به وسعت ۶۴ مايل مربع است كه در اطراف

۶ ايالت واقع شده است. در حال حاضر پژوهشگران در جست وجوى راهى براى جلوگيرى از ورود مواد غذايى به

اين خليج هستند. به اعتقاد پژوهشگران، مواد شيميايى موجود در هوا كه از نظر مقدار به هزاران تن مى رسند مى

بايست جزء مهمترين منابع نيتروژن وارده به خليج چيزاپيك در نظر گرفته شوند.رونالد سيفرت (R.Siefert) از

مركز علوم محيط زيست دانشگاه مريلند و هم دانشگاهى هاى او دستگاه هاى اندازه گيرى آمونياك را در ۶۰ مترى

دو مرغدارى بزرگ دلماروا و در جهت مسير وزش باد قرار دادند _ ظرفيت هر يك از اين مرغدارى ها در حدود

۱۱هزار و پانصد مرغ است. عمل نمونه گيرى در ۷ دوره جداگانه و هر دوره به مدت ۶ تا ۱۲ ساعت به طول

انجاميد. تيم تحت سرپرستى سيفرت، آمونياك جمع آورى شده در اين دستگاه هاى نمونه گيرى واقع در ارتفاعات

مختلف را اندازه گيرى و نتايج حاصله را يادداشت مى كردند. آمونياك موجود در اتمسفر نمى تواند براى مدت هاى

طولانى باقى بماند. اين ذره، نسبتاً چسبناك بوده و به راحتى به ذرات و موادى كه با آن برخورد مى كنند، مى چسبد.

بنابراين شايد علت قرار دادن وسايل نمونه گيرى در فواصل بسيار نزديك به مرغ دارى ها همين مسئله بوده باشد. در

واقع پژوهشگران قصد داشتند كه مقدار آمونياك را قبل از اينكه اين گاز انتشار پيدا كند يا به گياهان، خاك يا ذرات

موجود در هوا متصل شود اندازه گيرى كنند. مقدار آمونياك گزارش شده توسط تيم سيفرت، حدوداً ۵۰ درصد بيشتر

از حداقل مقدارى بود كه توسط پژوهشگران ديگر، خصوصاً پژوهشگران اروپايى، از محوطه نزديك مرغدارى ها

گزارش شده بود. به گفته سيفرت: «دليل بالا بودن آمونياك اندازه گيرى شده توسط ما معلوم نيست. اين سئوالى است

كه احتمالاً در آينده، جوابى براى آن پيدا خواهيم كرد.» به اعتقاد سيفرت، مى توان علت اين مسئله را در رژيم غذايى

مرغ ها يا چگونگى سامان گرى كردن فضولات مرغان در داخل مرغدارى ها جست وجو كرد.

ساختمان هاى مستطيلى شكل مرغدارى هاى مورد تحقيق تيم دانشگاه مريلند، در سرتاسر ديواره هاى بيرونى خود

داراى پنجره هاى بازى بود. حال آنكه سيستم تهويه مرغدارى هاى مورد استفاده توسط كشاورزان، داراى پنجره

هايى بودند كه در يك انتهاى ساختمان قرار گرفته بودند. به گفته سيفرت، از طريق مرغدارى هاى مورد استفاده

توسط كشاورزان، آمونياك بيشترى به هوا وارد مى شود. در صورتى كه مردم و مسئولين بخواهند حاضريم طرح

تهويه مرغدارى هاى خودمان را در اختيار آنها قرار دهيم. وى مى افزايد به احتمال قوى، پرورش دهندگان مرغ از

چنين كنترل هاى آلودگى استقبال نخواهند كرد اما بايد به آنها خاطرنشان كرد كه هزينه مورد نياز براى اين تغيير

سيستم تهويه ناچيز اما سود حاصل از آن بسيار زياد خواهد بود.

علاوه بر اين، كشاورزان بايد اين نكته را نيز مدنظر داشته باشند كه در صورت عدم تغيير سيستم تهويه مرغدارى

خود، به هنگام شست وشو و تميز كردن آن، با مشكل ديگرى مواجه خواهند بود و آن نيز مقابله با آمونياك مايع

خواهد بود.سيفرت معتقد است كه نگهدارى از دام و طيور مهمترين منبع ورود طبيعى نيتروژن به محيط زيست

است، بنابراين چگونگى مديريت آلودگى و آلوده كننده هاى حاصل از اين كار مى بايست در راس امور همه

كشاورزان قرار گيرد. وى مى گويد: «من تنها سعى مى كنم بهترين امتيازات را در اختيار كشاورزان و مسئولان

قرار دهم اما تلاش كشاورزان در جهت حفاظت از منابع طبيعى ما به وضع اقتصادى آنها و شرايطى كه دولت به

خاطر اين كار در اختيارشان مى گذارد بازمى گردد.»

آمونياك / آمونيم

آمونياك توليد شده در سيستم در اثر متابوليسم ماهي و تجزيه مواد دفعي وپسماندهاي غذا مي باشد به همين دليل لازم

است به سرعت ذرات جامد مدفوع وغذاي خورده نشده از سيستم خارج شود.

(آمونياك كل به دو فرم آمونياك غير يونيزه سمي و آمونياك يونيزه غيرسمي باشد. مقدار آمونياك مجاز غير يونيزه

براي سايزفينگرلينگ ۰۰۵/۰ وبراي ماهيهاي بزرگتر ۰۲۵/۰ ميلي گرم در ليتر است. اما مقدار ۰۶/۰ ميلي گرم در

ليتر سبب ايجاد واكنشهاي سمي در ماهي ميشود. پ هاش در محدوده ۷ سبب كمتر شدن سمي بودن آمونياك مي شود.

مقدار توليد آمونياك از طرفي به ميزان پروتئين واسيد آمينه غذا واز طرف ديگر به مقدار غذادهي بستگي دارد.

ارگانيسمهاي حذف نيتروژن باكتريهاي اتوتروف هستند كه از گونه هاي نيتروزموناس و نيتروباكتر مي باشند. از

آنجائيكه همزمان بارشد ماهي غذادهي هم افزايش ميابد بايد توجه داشت اين افزايش بصورتي باشد كه فرصت لازم

جهت افزايش جمعيت باكتريهاي مسئول نيتريفيكاسيون براي تبديل آمونياك اضافه شده به نيتريت ونيترات وجود

داشته باشد.

براي تثبيت وافزايش جمعيت باكتريها معمولا چند هفته وقت لازم است. باكتريهاي نيتريفيكاسيون به بسياري از

داروها ومواد شيميايي كه براي درمان ماهي بكار ميرود حساس هستند به همين دليل لازم است كه درهنگام درمان

مواد شيميايي ودارو وارد بيوفيلترها نشود.

FAQ

دفتر خورشیدیN

پديده فتوولتائيك چيست؟

تعريف سيستم فتوولتائيك

سلول و يا باطري خورشيدي چيست و جنس مواد سازنده آن چه مي باشد

تعريف پنل، مدول و آرايه خورشيدي

مشخصه جريان و ولتاژ حاصل از پنل هاي فتوولتائيک

آيا باطري هاي خورشيدي قدرت ذخيره سازي دارند؟

مشخصه پنلها بر اساس تابش و دما به چه صورت تغيير مي كند؟

طول عمر مفيد سلولهاي خورشيدي بطور متوسط چند سال مي باشد و به چند نوع مي باشند.

سيستم هاي فتوولتائيك از سه بخش عمده تشكيل شده است.

وظيفه پنلهاي خورشيدي در سيستم فتوولتائيك چه مي باشد.

وظيفه بخش واسطه

انواع كاربرد سيستمهاي فتوولتائيك عبارتند از:

تعريف سيستمهاي مستقل، متصل و هيبريد

مقايسه سيستمهاي مستقل، متصل و هيبريد با يكديگر

مهمترين مزايا و معايب سيستمهاي فتوولتائيك به اختصار به شرح زير است.

چند نمونه از كاربردهاي سيستمهاي فتوولتائيك را نام ببريد؟

نام ۵ توليد كننده مهم پنلهاي فتوولتائيک در دنيا.

توليد كنندگان پنل فتوولتائيك در داخل كشور.

آيا اين سيستمها اقتصادي هستند و موارد كاربرد اقتصادي آنها را نيز نام ببريد.

چند نمونه از فعاليتهاي سانا در زمينه سيستمهاي فتوولتائيك.

چند نمونه از كاربردهاي غير نيروگاهي حرارتي انرژي خورشيدي را نام ببريد.

انواع كلكتورهاي بكار رفته در آبگرمكنهاي خورشيدي را نام ببريد.

نحوه قرار گيري و اجزاي كلكتورهاي FPC چگونه مي باشد؟

آبگرمكنهاي خورشيدي چگونه كار مي كنند؟

براي هريك از كلكتورهاي نام برده حداقل ۲ كاربرد نام ببريد.

يخچال خورشيدي چگونه كار مي كند؟

نحوه عملكرد سيستم پمپ حرارتي خورشيدي را شرح دهيد.

گرمايش پسيو خورشيدي در ساختمان را شرح دهيد.

انواع روشهاي سرمايش پسيو را توضيح دهيد.

خشك كنهاي خورشيدي چگونه عمل مي كنند؟

انواع آب شيرين كتهاي خورشيدي ظرفيت پايين را نام ببريد.

انواع آب شيرين كنهاي خورشيدي را توضيح دهيد.

عملكرد اجاق خورشيدي را شرح دهيد.

كوره خورشيدي چگونه كار مي كند؟

سيستم گرمايش با سيال عامل هوا را توضيح دهيد.

كلكتور لوله خلائ چگونه كار مي كند؟

اساس كار كلكتور جفت سهموي را توضيح دهيد.

چگونه مي توان با استفاده از خورشيد روشنايي ساختمان را تامين كرد؟

فوائد طرحهاي پسيو خورشيدي را نام ببريد.

چه عواملي در راندمان آب شيرين كنهاي ظرفيت پايين تك حوضچه اي اثر مي گذارد؟

۱- پديده فتوولتائيك چيست؟

به پديده اي كه در اثر آن انرژي تابشي بطور مستقيم به انرژي الكتريكي تبديل شود، پديده فتوولتائيك گويند.

۲- تعريف سيستم فتوولتائيك

به هر سيستم كه از پديده فتوولتائيك (تبديل مستقيم انرژي تابشي به انرژي الكتريكي) استفاده كند، سيستم فتوولتائيك گويند.

۳- سلول و يا باطري خورشيدي چيست و جنس مواد سازنده آن چه مي باشد.

به صفحه اي که انرژي تابشي خورشيد را به انرژي الكتريكي تبديل مي كند، سلول يا باطري خورشيدي مي

گويند.سلول هاي خورشيدي بطور عمده از سيليسيوم ساخته می شود.

۴- تعريف پنل، مدول و آرايه خورشيدي.

به مجموعه چند سلول خورشيدي که در کنار يکديگر، يک صفحه را تشکيل ميدهند، پنل يا مدول گفته مي شود و به

مجموعه پنلهاي فتوولتائيك، يك آرايه خورشيدي گفته مي شود.

۵- مشخصه جريان و ولتاژ حاصل از پنل هاي فتوولتائيک.

جريان الکتريکي حاصل از پنل هاي فتوولتائيک از نوع جريان و ولتاژ مستقيمDC) ( مي باشد.

۶- آيا باطري هاي خورشيدي قدرت ذخيره سازي دارند؟

پيل يا باطري هاي خورشيدي تنها مبدل انرژي تابشي خورشيد به انرژي الکتريکي باجريان الکتريکي از نوع

مستقيم مي باشند و توانايي ذخيره سازي انرژي را ندارند.

از ابزار ذخيره سازي در اين سيستم ها استفاده از باطريهاي الکتروشيميايي مي باشد.

۷- مشخصه پنلها بر اساس تابش و دما به چه صورت تغيير مي كند؟

مشخصه جريان – ولتاژ پنلها بر اساس دماي ثابت و تابش متغير و نيز تابش ثابت و دمای متغير متفاوت می باشد.

۸- طول عمر مفيد سلولهاي خورشيدي بطور متوسط چند سال مي باشد و به چند نوع مي باشند.

طول عمر مفيد پنلهاي فتوولتائيك بطور عمده ۲۵ (۲۰ الي ۳۰) سال مي باشد.

انواع سلولهاي خورشيدي عبارتند از:

مونوكريستال – پلي كريستال و آمورف

۹-سيستم هاي فتوولتائيك از سه بخش عمده تشكيل شده است.

۳ بخش اصلي سيستم هاي فتوولتائيك را:

– پنلهاي خورشيد

– بخش واسطه

– مصرف كننده تشكيل داده است.

۱۰- وظيفه پنلهاي خورشيدي در سيستم فتوولتائيك چه مي باشد.

وظيفه اين بخش تأمين انرژي و منبع تغذيه مورد نياز سيستم الکتريکي مي باشد.

در واقع بدليل استفاده از پنلهاي خورشيدي جهت تأمين انرژي الكتريكي مورد نياز در يك سيستم الكتريكي، به آن

سيستم فتوولتائيك گويند.

۱۱- وظيفه بخش واسطه

بخش واسطه يا تطبيق توان در واقع، وظيفه كنترل و تطبيق توان الكتريكي حاصل از پنلها و مصرف كننده را بر

عهده دارد.

۱۲- انواع كاربرد سيستمهاي فتوولتائيك عبارتند از:

– سيستم هاي مستقل از شبكه سراسري برق

– سيستم هاي متصل به شبكه سراسري برق

– سيستم هاي هيبريد

۱۳- تعريف سيستمهاي مستقل، متصل و هيبريد

سيستمهاي مستقل : به سيستمهايي گفته مي شود كه انرژي مورد نياز بطور كامل از طريق پنلهاي خورشيدي تأمين

مي گردد و نيازي به شبكه سراسري برق و يا منبع تغذيه ديگري نمي باشد.

سيستمهاي متصل به شبكه سراسري: به سيستمهايي گفته مي شود که انرژي الكتريكي حاصل از پنلهاي خورشيدي

مستقيماً به شبكه سراسري برق تزريق مي گردد. در واقع در اين نوع سيستم ضمن تزريق انرژي الكتريكي به شبكه

سراسري برق از مزاياي شبكه برق نيز استفاده مي گردد.

سيستمهاي هيبريد: به سيستمهايي گفته مي شود كه از چند منبع تغذيه براي تامين انرژي الكتريكي مورد نياز استفاده

مي گردد و سيستم فتوولتائيك يکي از منابع تغذيه اصلي مي باشد. از جمله منابع تأمين كننده انرژي ديگري که در اين

مجموعه استفاده مي گردند شبكه سراسري برق، ديزل ژنراتور، توربينهاي بادي و … مي باشند.(در اين مدل، بر

اساس موقعيت و نياز بار استفاده از هر يك از منابع تغذيه مذکور، اولويت بندي و كنترل مي گردند).

۱۴- مقايسه سيستمهاي مستقل، متصل و هيبريد با يكديگر

در سيستمهاي مستقل تنها منبع تأمين کننده انرژي سيستم فتوولتائيك است.

در سيستمهاي متصل ضمن بهره جويي از مزاياي شبکه سراسري برق از سيستمهاي P.V نيز جهت کمک به شبکه

سراسري و جلوگيري از افت ولتاژ استفاده مي گردد

در سيستمهاي هيبريد منابع تأمين كننده انرژي چندگانه و در صورت قطع هر کدام از منبع ديگر استفاده مي گردد.

در اين مدل احتمال قطع برق به حداقل مي رسد.

۱۵- مهمترين مزايا و معايب سيستمهاي فتوولتائيك به اختصار به شرح زير است.

مزايا:

عدم نياز به شبكه سراسري

عدم نياز به سوخت

سازگاري با محيط زيست، محيط زيست را آلوده نمي كند

آلودگي صوتي ندارد

براي توليد برق نياز به آب ندارد

معايب:

هزينه سرمايه گذاري اوليه بالا است

وابستگي به تغييرات تابش خورشيد در طي روز و ماه هاي مختلف

۱۶- چند نمونه از كاربردهاي سيستمهاي فتوولتائيك را نام ببريد؟

روشنايي خورشيدي (معابر، تونلها، منازل، مدارس، جاده ها، چراغهاي دريايي و …)

پمپ آب (كشاورزي، دامپروري و آبشخور حيوانات، پرورش ماهي، آب شرب و …)

سيستمهاي نيروگاهي (بصورت مستقل و متصل)

سيستمهاي پرتابل

يخچال هاي خورشيدي

۱۷- نام ۵ توليد كننده مهم پنلهاي فتوولتائيک در دنيا.

شركت Sharp ژاپن

شركت Kyocera ژاپن

شركت Solar cell

شركت Qcell

۱۸- توليد كنندگان پنل فتوولتائيك در داخل كشور.

تنها توليد كننده پنل فتوولتائيك در داخل كشور شركت – كارخانه كابلهاي مخابراتي شهيد قندي مي باشد. تلفن تماس ۴-۴۴۰۶۶۵۱

۱۹- آيا اين سيستمها اقتصادي هستند و موارد كاربرد اقتصادي آنها را نيز نام ببريد.

تا کنون اين سيستمها در جهان اقتصادي نشده اند، اما متخصصان در تلاش براي كاهش قيمت اين سيستمها و

اقتصادي نمودن آنها مي باشد اما در بعضي از مكانها كه فاصله از شبكه سراسري برق زياد بوده و يا امكان سوخت

رساني نمي باشد ويا صعب العبور است. بعلاوه آنكه هزينه سوخت نيز بالا مي باشد استفاده از اين سيستمها اقتصادي

استكه از آن جمله مي توان به:

روستاهاي خارج از شبكه

ماشينهاي حمل مواد غذايي و فاسد شدني بويژه در كشورهاي آفريقايي كه ميزان تابش مناسب مي باشد.

كمپهاي تفريحي خارج از شبکه سراسري برق

مراكز مخابراتي و ايستگاههاي هواشناسي و … كه در مكانهاي صعب العبور و فاقد برق مي باشند.

۲۰- چند نمونه از فعاليتهاي سانا در زمينه سيستمهاي فتوولتائيك.

روشنايي خورشيدي

پمپ آب

سيستمهاي متصل به شبكه سراسري

سيستم مستقل از شبكه براي تأمين برق مورد نياز يك منطقه مسكوني

۲۱- چند نمونه از كاربردهاي غير نيروگاهي حرارتي انرژي خورشيدي را نام ببريد.

خوراك پز خورشيدي، آبگرمكنهاي خورشيدي، آبشيرين كنهاي خورشيدي،يخچال خورشيدي،خشك كن خورشيدي و

گلخانه خورشيدي

۲۲- انواع كلكتورهاي بكار رفته در آبگرمكنهاي خورشيدي را نام ببريد.

كلكتورهاي نوع صفحه تخت (Flat Plate Collectors – FPC)

كلكتورهاي نوع جفت سهموي (Compound parabolic collectors)

كلكتورهاي لوله خلاء (ETC Evacuated tube collectors)

اين كلكتورها اغلب بصورت ثابت در محل خود نصب ميشوند و نيازي به دنبال كردن خورشيد ندارند.

۲۳- نحوه قرار گيري و اجزاي كلكتورهاي FPC چگونه مي باشد؟

اين كلكتورها بايد رو به خط استوا نصب شوند، بطوريكه در نيمكره شمالي به سمت جنوب و در نيمكره شمالي

بسمت شمال قرار گيرند. زاويه شيب مناسب براي اين كلكتورها برابر با عرض جغرافيايي منطقه نصب است كه

بسته به نوع سيستم، اين زاويه بين ۵ تا ۱۰ درجه افزايش يا كاهش مي يابد.

كلكتورهاي صفحه تخت عموماٌ از قسمتهايي كه در شكل ۲ نمايش داده شده اند تشكيل ميشوند.

شيشه: يك يا چند صفحه شفاف شيشه اي يا از جنس مواد دياترموس (عبور دهنده پرتو)

لوله ها،پره ها، كانالها :براي هدايت و انتقال سيال عامل از ورودي به خروجي

صفحات جاذب: صفحه هاي تخت، موج دار، يا شيار داري كه لوله ها، پره ها يا كانال هايي به آنها وصل شده اند يا

اينكه ممكن است لوله ها بصورت يكپارچه و قسمتي از صفحات باشند.

هدرها يا مانيفولدها: براي جمع آوري و تخليه سيال

عايق: براي به حداقل رساندن افت حرارتي در اطراف صفحه جاذب

محفظه نگهدارنده: براي در بر گرفتن اجزاي فوق الذكر به جهت حفاظت از آنها در مقابل گرد و خاك، رطوبت هوا

و غيره.

۲۴- آبگرمكنهاي خورشيدي چگونه كار مي كنند؟

مهمترين قسمت هر سيستم آبگرمكن خورشيدي يا( SWH Solar water heating) عبارتست از آرايه كلكتورهاي

آن كه وظيفه جذب انرژي خورشيدي و تبديل آن به حرارت را به عهده دارند. حرارت دريافت شده از طريق سيال

عامل (آب، مايع ضد يخ يا هوا) كه از داخل كلكتور عبور ميكند جذب ميشود. اين حرارت ميتواند مستقيماً مورد

استفاده قرار گيرد يا اينكه در يك منبع ذخيره حرارتي، براي استفاده هاي بعدي ذخيره شود. اجزاء مختلف سيستمهاي

انرژي خورشيدي دائماً در معرض شرايط جوي هستند، لذا اين قطعات بايد بتوانند در مقابل يخ زدگي يا افزايش بيش

از حد حرارت و هنگاميكه تقاضا براي مصرف كم است بطور مناسب محافظت شوند.

در سيستمهاي آبگرمكن خورشيدي، آب مصرفي يا بطور مستقيم با عبور از كلكتور گرم ميشود (سيستمهاي گردش

مستقيم) يا اينكه بطور غير مستقيم و توسط يك مبدل حرارتي كه خود در يك سيكل بسته توسط سيال داخل كلكتور گرم

شده است، گرما ميگيرد (سيستم گردش غير مستقيم). سيال عامل نيز يا به صورت طبيعي ( غير فعال يا پسيو) جابجا

ميشود يا اينكه بصورت اجباري به گردش در ميآيد (فعال يا اكتيو). گردش طبيعي سيال عامل بر اثر پديده

ترموسيفون بوجود ميآيد در حاليكه براي گردش اجباري اين سيال از يك پمپ استفاده ميشود. غير از سيستمهاي

ترموسيفون و سيستمهايي كه كلكتور و منبع ذخيره يكپارچه دارند، ساير سيستمهاي گرمايش آب توسط ترموستاتهاي

تفاضلي كنترل ميشوند.

پنج نوع از سيستمهاي خورشيدي ميتوانند براي گرم كردن آب مصرفي يا بهداشتي مورد استفاده قرار گيرند كه

عبارتند از: ترموسيفون، كلكتور- مخزن يكپارچه، گردش اجباري، غير مستقيم و هوا. دوسيستم اول سيستمهاي غير

فعال (پسيو) ناميده ميشوند، اما سه سيستم ديگر سيستمهاي فعال (اكتيو) هستند، چون يك پمپ يا فن براي گردش سيال

عامل در آنها نصب ميشود. براي جلوگيري از يخ زدگي كلكتور در سيستمهاي مستقيم از گردش

معكوس(recirculation) يا تخليه (drain-down) و در سيستمهاي غير مستقيم از تخليه برگشتي (drain-back)

استفاده ميشود.

شكل ۶ – دياگرام شماتيك يك آبگرمكن خورشيدي نوع ترموسيفوني

تمامي اين سيستمها داراي مزاياي اقتصادي خوبي هستند و بسته به نوع سوخت جايگزين، دوره بازگشت سرمايه

براي آنها بين ۴ سال (براي الكتريسيته) و ۷ سال (براي ديزل) ميباشد.

البته دوره بازگشت سرمايه، در كشورهاي مختلف بستگي به شاخصهاي اقتصادي، نظير ميزان تورم و قيمت انواع

سوخت و غيره دارد. امروزه در دنيا به ميزان بسيار زيادي از كلكتورهاي خورشيدي براي آبگرمكنهاي خورشيدي

استفاده ميشود.

۲۵-براي هريك از كلكتورهاي نام برده حداقل ۲ كاربرد نام ببريد.

۲۶- يخچال خورشيدي چگونه كار مي كند؟

راه هاي بسياري وجود دارند كه ميتوان انرژي خورشيد را با پروسه توليد سرما ادغام كرد. سرمايش خورشيدي را

هم ميتوان از طريق گرمايش خورشيدي بعنوان منبع گرمايي و هم از طريق فتوولتائيك بعنوان منبع الكتريكي ايجاد

كرد. اين كار را ميتوان با روشهاي جذبي و جذب سطحي از طريق گرمايش و يا با استفاده از يك يخچال معمولي كه

برق آن از فتوولتائيك تامين ميشود انجام داد. سرمايش خورشيدي خصوصاً براي سرد نگهداشتن واكسنها در مناطقي

كه الكتريسيته در دسترس نيست يا براي سرمايش مكانها مورد استفاده قرار ميگيرد.

انواع روشهاي سرمايش خورشيدي عبارتند از:

يونيتهاي جذب سطحي (Adsurbtion units)

جامدات متخلخل، كه جاذب ناميده ميشوند، بصورت فيزيكي و بازگشت پذيري ميتوانند مقادير زيادي بخار را كه

سيال جذبي (adsorbate) ناميده ميشود خود جذب (adsorb) كنند. ايده اصلي استفاده از اين پديده در قرن نوزدهم

بوجود آمد. تراكم بخار جذبي درون جامد جاذب بستگي به دماي زوج يا به عبارت ديگر تركيب جاذب و جذب شونده

و نيز فشار بخار دارد. اگر فشار ثابت باشد ميتوان با تغيير دادن درجه حرارت موجب جذب يا بازپس دهي ماده

جذبي توسط جاذب شد. اين روش، مبناي كاركرد سيستمهاي خورشيدي استفاده كننده از سيكل جذب بخار مي باشد.

يك زوج جاذب- جذبي براي كار كردن در يك مبرد خورشيدي بايد ويژگيهاي زير را داشته باشد:

يك مبرد با گرماي نهان بالا

يك زوج كاري با خواص ترموديناميكي بالا

يك دماي بازگشتي (بازپس دهي سيال جذبي) كوچك در مواجهه با فشار و دماي كاري

ظرفيت گرمايي پايين

زوج آب- آمونياك بيشترين استفاده را در بين سيستمهاي موجود دارد و استفاده از زوجهاي جذبي مناسب تر براي

سيستمهاي خورشيدي در حال بررسي و مطالعه و تحقيق است. بازده اين سيستمها توسط دماي كندانسه محدود

ميشود، و بدون استفاده از تكنولوژيهاي سطح بالا امكان كاهش آن وجود ندارد. براي مثال، برجهاي خنك كن و

رطوبت زدا (desiccant bends) براي توليد آب سرد براي كنداسه كردن آمونياك در فشار پايين استفاده ميشوند. از

جمله معايب ذاتي زوج آب- آمونياك اين است كه لوله ها و مخازني با ضخامت بالا نياز دارند، خوردگي ناشي از

آمونياك، مشكلات برودت و جدا كردن آب از آمونياك نيز مي باشد. چند زوج ديگر نظير زئوليت- آب، زئوليت-

متانول و متانول-كربن فعال در حال بررسي و مطالعه هستند كه از ميان آنها نوع مناسب تري انتخاب گردد. تا كنون

زوج متانول- كربن فعال بهترين نتيجه را داشته است .

يونيتهاي جذبي (Absorbtion units)

پروسه جذبي عبارتست از جذب و گرفتن رطوبت توسط ماده اي كه رطوبت گير ناميده ميشود. رطوبت گيرها يا

جاذبها موادي هستند كه قابليت جذب و در برگيري گازها يا مايعات را در خود دارند و ميل تركيبي ويژه اي با آب

دارند. در حين جذب، ماده جاذب با گرفتن رطوبت، يك تغيير شيميايي پيدا ميكند، براي مثال ميتوان به نمك طعام

اشاره كرد كه هنگام جذب رطوبت تغيير فرم داده و از جامد به سيال تبديل ميشود. ويژگي وابستگي رطوبت گيرها به

رطوبت، اين مواد را براي واكنشهاي شيميايي جداساز بسيار سودمند ساخته است.

سيستمهاي جذبي مشابه سيستمهاي تهويه مطبوع بخار-compresstion هستند اما در مرحله فشار

(compresstion stage)با هم تفاوت دارند. بطور كلي يك

جاذب، قسمت كم فشار، يك سيار مبرد تبخير شده را جذب ميكند. پر استفاده ترين تركيب مايعات شامل ليتيم برميد-

آب كه بخار آب نقش سرد كننده را ايفاد ميكند و آمونياك- آب كه آمونياك سرد كننده است، ميباشند.

۲۷-نحوه عملكرد سيستم پمپ حرارتي خورشيدي را شرح دهيد.

پمپهاي حرارتي با استفاده از انرژي مكانيكي، انرژي حرارتي را از يك محل به يك منبع حرارتي منتقل ميكنند.

پمپهاي حرارتي كه بوسيله الكتريسيته راه اندازي ميشوند در مقايسه با گرمكنهاي الكتريكي يا سوختهاي گرانقيمت

داراي دو مزيت هستند: ضريب عملكرد (COP) اين پمپها به اندازه اي بالاست كه ميتوانند بازاي هر كيلووات

ساعت انرژي تغذيه شده به كمپرسور، ۱۱ تا ۱۵ مگاژول گرما بدهند كه اين امر موجب صرفه جويي در هزينه هاي

تامين انرژي ميشود. پمپهاي حرارتي آب به هوا، كه از آب گرم شده توسط خورشيد بعنوان منبع انرژي اواپراتور

استفاده ميكنند را ميتوان بعنوان منابع كمكي گرمايي استفاده كرد. استفاده از آب مشكلات يخ زدگي را دارد كه بايد مد

نظر قرار گيرد. سيستمهاي خورشيدي كه از سيال مايع استفاده ميكنند در دمايي كمتر از سيستمهاي متداول كار

ميكنند و از تجهيزات بيشتري براي هدايت گرما به ساختمان استفاده ميكنند.

۲۸-گرمايش پسيو خورشيدي در ساختمان را شرح دهيد.