- سلول مغز یک انسان می تواند ۵ برابر اطلاعاتی که ویکی پدیا دارد را در خود نگهداری کند.

2- بدن تان به اندازه ای گرما در عرض ۳۰ دقیقه تولید می کند که با آن می شود نیم گالون آب را جوشاند.

3- مغز به همان میزان از انرژی که یک چراغ برق ۱۰ وات استفاده می کند، بهره می جوید.

4- بیشتر نوزادان با چشمانی آبی به دنیا می آیند.

5- تکانه های عصبی با سرعت ۲۷۴ کیلومتر بر ساعت به مغز وارد و از آن خارج می شوند.

6- عطسه ها با سرعت ۱۶۱ کیلومتر بر ساعت حرکت می کنند.

7- اسید معده به اندازه کافی قوی است تا یک تیغ ریش تراشی را حل کند.

8- روده باریک بزرگترین عضو درونی بدن است.

9- راست دست ها ۹ سال بیشتر از چپ دست ها عمر می کنند.

10- ناخن انگشت میانی سریع تر از ناخن باقی انگشت ها رشد می کند.

11- نوزادان با ۳۰۰ استخوان متولد می شوند. بزرگسالان ۲۰۶ استخوان دارند.

12- شما برای برداشتن یک قدم از ۲۰۰ ماهیچه یاری می جویید.

13- پاها می توانند در حدود نیم لیتر در طول روز عرق تولید کنند.

14- پوست تان هر ۲۷ روز پوست اندازی می کند

کالری چیست؟

توجه داشته باشید مقدار انرژی موجود در خوراکی ها با واحد کالری سنجیده می شود

همانطور که محاسبه وزن خوراکی ها که با واحد کیلوگرم اندازه گیری می شود.

همان طور که می دانید برای کاهش وزن، فرد باید کمتر غذا بخورد و بیشتر فعالیت داشته

باشد. با استفاده از محاسبه گرBMI   مشخص نمایید که دارای وزن سالمی هستید یا خیر.

کالری و تعادل انرژی

هنگامی که غذا می خوریم یا نوشیدنی می نوشیم در واقع انرژی(کالری) را وارد بدن خود

می کنیم. سپس بدن ما از آن انرژی استفاده می کند. این انرژی صرف عملکردهای بدن و

فعالیت های بدنی می شود. اگر بعضی روزها انرژی که دریافت می کنید بیش از انرژی

باشد که مورد استفاده قرار می دهید باید روزهایی هم باشد که عکس آن صادق است در این

صورت انرژی دریافتی با انرژی که مورد استفاده قرار می گیرد در تعادل است.

پس اضافه وزن هنگامی رخ می دهد که فرد به طور منظم انرژی بیش از انرژی مصرفی

بدن خود دریافت می کند. با گذشت زمان این انرژی بیش از حد، در بدن به صورت چربی

ذخیره می شود. تحقیقات نشان می دهد بیشتر بزرگسالان بیش از نیاز بدن خود غذا و

نوشیدنی مصرف می نمایند و گمان می کنند فعالیت بدنی آنان به اندازه کافی است.

برچسب های روی مواد غذایی معمولا نشان می دهد چه مقدار کالری در 100 گرم غذا یا

100 میلی لیتر نوشیدنی وجود دارد.

بنابراین میتوان میزان کالری محصولات مختلف را با هم مقایسه نمود.به یاد داشته باشید که

مقدار کالری نوشته شده غذا توسط شرکت غذایی ممکن است برابر با آن چه شما می خورید

نباشد. بنابراین ممکن است در مقداری از غذا که مصرف می کنید کالری بیشتری موجود

 باشد.

علاوه بر این برای تعیین اینکه آیا میزان کالری مواد غذایی خاص متناسب با میزان کالری

دریافتی شماست یا خیر می توان از اطلاعات مربوط به کالری استفاده نمود. به عنوان

نمونه باید بگوییم یک مرد متوسط برای حفظ وزن سالم خود به 2500 کیلوکالری(10500

کیلوژول) و یک زن متوسط به 2000 کیلوکالری(8400 کیلوژول)نیاز دارند.

برخی رستوران ها کالری غذاها را در لیست غذا می نویسند بنابراین هنگامی که در

رستوران غذا می خورید می توانید میزان کالری غذاها را بررسی نمایید. البته کالری غذاها

باید بر اساس وعده غذایی باشد.

چرا ابرها سقوط نمی‌کنند!؟ منظره شگفت‌انگیزی است دیدن آسمانی که در 

زمینه آبی آن، ابرهای سپید به آرامی در حال حرکتند بخصوص اگر ابرهای

پنبه‌ای کومولوس باشند که مثل یک کپه پنبه غول پیکر در حال سفر طولانی

هوایی خود هستند؛ اما تا حالا فکر کرده‌اید ابرها چطور آن بالا شناور باقی

می‌مانند؟ من هم می‌دانم تا حالا کسی ندیده است که یک تکه ابر یکدفعه

سقوط کند و با صدای بلندی به زمین بخورد. به نظر شما کدام گزینه عجیب‌تر

است؛ این که ابر به زمین بخورد یا نخورد؟ همه ما می‌دانیم آب سنگین‌تر از

هواست و باز هم بدیهی است ابر از قطرات ریز آب تشکیل شده است. پس

چرا نمی‌افتد پایین؟ اگر هنوز هم شک دارید که دیدن یک ابر شناور در آسمان

عجیب است، در نظر بگیرید هر قطعه ابر کوچک حدود 550 تن وزن دارد، یعنی

تقریبا معادل وزن 100 راس فیل بالغ. یعنی اگر شما یک روز صبح از خانه خارج

شوید و ببینید 100 فیل در هوا در حال شنا هستند، تعجب نمی‌کنید؟ اما اگر

چگالی آب بیشتر از هواست و هر تکه ابر هم اندازه یک گله 100 تایی فیل

جرم دارد و گرانش زمین هم سر جایش باقی است، پس چرا ابرها سقوط

نمی‌کنند؟

واقعیت این است که ابرها سقوط می‌کردند اگر همه ذرات تشکیل‌دهنده آن

به هم متصل بودند. ابرها از قطرات بسیار کوچک آب تشکیل شده‌اند. ابعاد هر

یک از این ذرات قطری معادل یک تا 100 میکرون دارند. هر توده ابر از ذرات

جداگانه‌ای در این ابعاد ساخته شده است به طور میانگین در هر یک

سی‌سی حجم ابر می‌توان چند صد ذره کوچک پیدا کرد. در واقع بین هر دو

ذره فاصله بزرگی حدود یک ملی‌متر فاصله وجود دارد. این یک میلی‌متر چیزی

حدود 100 برابر قطر ذرات است و در عمل می‌بینیم بسیاری از این ذرات در

جریان حرکت توده ابر حتی به هم نزدیک هم نمی‌شوند و برخوردی با هم

ندارند. اگرچه جرم کل ابر بسیار عظیم است، اما جرم تک‌تک ذرات سازنده آن

بسیار پایین و ناچیز بوده به طوری که باید اثر جریانات هوایی و مقاومت هوا را

روی آن محاسبه کرد. به طور کلی جریانات هوایی که به دلیل گرمای سطح

زمین از پایین به بالا جریان دارد کمک می‌کند تا تک‌تک این قطرات و در نتیجه

کل ابر ساعت‌ها به حرکت در آسمان ادامه دهد. این ذرات تشکیل‌دهنده ابر بر

جریان هوایی شناور می‌مانند و به این ترتیب کل ابر از سقوط باز می‌ماند.

البته می‌توان این توضیح را دقیق‌تر هم کرد. با کوچک شدن قطر ذرات، میزان

درگیری آن با محیط اطرافش بیشتر می‌شود.

نیرویی که لازم است تا یک کرهکوچک را در محیطی فشرده حرکت دهد،

طبق قانون استوکس محاسبه می‌شود.با کمک این نیرو می‌توان سرعت 

سقوط این ذرات را حساب کرد، این سرعت با توجه به قطر ذرات آنقدر کم

است که بیشتر از 2 سال طول خواهد کشید تا یک متر سقوط کند. معلوم

است که عمر هیچ ابری به این حد نمی‌رسد و پیش از رسیدن به این نقطه

ابر دگرگون شده است. به این ترتیب ابر تنها زمانی سقوط خواهد کرد که

محیط فشرده‌تر و قطرات با هم ترکیب شده و ذره‌های بزرگ‌تری تشکیل ‌دهند

که بر اثر افزایش قطر، سرعت حدی سقوطشان افزایش یافته و به شکل

باران به زمین سقوط ‌کنند. اگر فیل‌‌ها هم می‌توانستند اجزای بدنشان را از

هم جدا کنند آنها هم می‌توانستند در هوا شناور باقی بمانن

انرژی خورشیدی

خورشید از گازهایی نظیر هیدروژن (۷۳٫۴۶درصد) هلیوم (۲۴٫۸۵ درصد) و عناصر دیگری تشکیل شده است که از جمله آن‌ها می‌توان به اکسیژن، کربن، نئون و نیتروژن اشاره نمود.

انرژی ستاره خورشید یکی از منابع عمده انرژی در منظومه شمسی می‌باشد. طبق آخرین برآوردهای رسمی اعلام شده عمر این انرژی بیش از ۱۴ میلیارد سال می‌باشد. در هر ثانیه ۲/۴ میلیون تن از جرم خورشید به انرژی تبدیل می‌شود. با توجه به جرم خورشید که حدود ۳۳۳ هزار برابر جرم زمین است. این کره نورانی را می‌توان به‌عنوان منبع عظیم انرژی تا ۵ میلیارد سال آینده به حساب آورد.

میزان دما در مرکز خورشید حدود ۱۰ تا ۱۴ میلیون درجه سانتیگراد می‌باشد که از سطح آن با حرارتی نزدیک به ۵۶۰۰ درجه و به صورت امواج الکترو مغناطیسی در فضا منتشر می‌شود.

زمین در فاصله ۱۵۰ میلیون کیلومتری خورشید واقع است و ۸ دقیقه و ۱۸ ثانیه طول می‌کشد تا نور خورشید به زمین برسد. بنابراین سهم زمین در دریافت انرژی از خورشید میزان کمی از کل انرژی تابشی آن می‌باشد. سرمنشاء تمام اشکال مختلف انرژیهای شناخته شده تاکنون شامل (سوختهای فسیلی ذخیره شده درزمین، انرژی‌های بادی، آبشارها، امواج دریاها و...) موجود در کره زمین از خورشید می‌باشد.

انرژی خورشید همانند سایر انرژی‌ها بطور مستقیم یا غیر مستقیم می‌تواند به دیگر اشکال انرژی تبدیل شود، همانند گرما و الکتریسیته و.... ولیکن موانعی شامل (ضعف علمی و تکنیکی در تبدیل بعلت کمبود دانش و تجربه میدانی - متغیر و متناوب بودن مقدار انرژی به دلیل تغییرات جوی و فصول سال و جهت تابش - محدوده توزیع بسیار وسیع) موجب گردیده تا استفاده کمی از این انرژی صورت گیرد.

استفاده ازمنابع عظیم انرژی خورشید برای تولید انرژی الکتریسته، استفاده دینامیکی، ایجاد گرمایش محوطه‌ها و ساختمانها، خشک کردن تولیدات کشاورزی و تغییرات شیمیایی و..... اخیراً شروع گردیده‌است.

انرژی خورشیدی

انرژی خورشیدی منحصربه‌فردترین منبع انرژی تجدیدپذیر در جهان است و منبع اصلی تمامی انرژی‌های موجود در زمین می‌باشد. انرژی خورشیدی به صورت مستقیم و غیرمستقیم می‌تواند به اشکال دیگر انرژی تبدیل گردد. بطور کلی انرژی متصاعد شده از خورشیدی در حدود ۳٫۸ در۱۰۲۳ کیلووات در ثانیه می‌باشد.

ایران با داشتن حدود ۳۰۰ روز آفتابی در سال جزو بهترین کشورهای دنیا در زمینه پتانسیل انرژی خورشیدی در جهان می‌باشد. با توجه به موقعیت جغرافیای ایران و پراکندگی روستای در کشور، استفاده از انرژی خورشیدی یکی از مهمترین عواملی است که باید مورد توجه قرار گیرد. استفاده از انرژی خورشیدی یکی از بهترین راه‌های برق رسانی و تولید انرژی در مقایسه با دیگر مدل‌های انتقال انرژی به روستاها و نقاط دور افتاده در کشور از نظر هزینه، حمل‌نقل، نگهداری و عوامل مشابه می‌باشد.

با توجه به استانداردهای بین‌المللی اگر میانگین انرژی تابشی خورشید در روز بالاتر از ۳٫۵ کیلووات ساعت در مترمربع (۳۵۰۰ وات/ساعت) باشد استفاده از مدلهای انرژی خورشیدی نظیر کلکتورهای خورشیدی یا سیستم‌های فتوولتائیک بسیار اقتصادی و مقرون به صرفه است.

در بسیاری از قسمتهای ایران انرژی تابشی خورشید بسیار بالاتر از این میانگین بین‌المللی می‌باشد و در برخی از نقاط حتی بالاتر از ۷ تا ۸ کیلو وات ساعت بر مترمربع اندازه‌گیری شده است ولی بطور متوسط انرژی تابشی خورشید بر سطح سرزمین ایران حدود ۴٫۵ کیلو وات ساعت بر مترمربع است.^[۱]

تاریخچه

شناخت انرژی خورشیدی و استفاده از آن برای منظورهای مختلف به زمان ماقبل تاریخ باز می‌گردد. شاید به دوران سفالگری، در آن هنگام روحانیون معابد به کمک جام‌های بزرگ طلائی صیقل داده شده و اشعه خورشید، آتشدان‌های محرابها را روشن می‌کردند. یکی از فراعنه مصر معبدی ساخته بود که با طلوع خورشید درب آن باز و با غروب خورشید درب بسته می‌شد.

ولی مهم‌ترین روایتی که درباره استفاده از خورشید بیان شده داستان ارشمیدس دانشمند و مخترع بزرگ یونان قدیم می‌باشد که ناوگان روم را با استفاده از انرژی حرارتی خورشید به آتش کشید گفته می‌شود که ارشمیدس با نصب تعداد زیادی آئینه‌های کوچک مربعی شکل در کنار یکدیگر که روی یک پایه متحرک قرار داشته‌است اشعه خورشید را از راه دور روی کشتی‌های رومیان متمرکز ساخته و به این ترتیب آنها را به آتش کشیده‌است. در ایران نیز معماری سنتی ایرانیان باستان نشان دهنده توجه خاص آنان در استفاده صحیح و مؤثر از انرژی خورشید در زمان‌های قدیم بوده‌است.

با وجود آنکه انرژی خورشید و مزایای آن در قرون گذشته به خوبی شناخته شده بود ولی بالا بودن هزینه اولیه چنین سیستم‌هایی از یک طرف و عرضه نفت و گاز ارزان از طرف دیگر سد راه پیشرفت این سیستم‌ها شده بود تا اینکه افزایش قیمت نفت در سال ۱۹۷۳ باعث شد که کشورهای پیشرفته صنعتی مجبور شدند به مسئله تولید انرژی از راه‌های دیگر (غیر از استفاده سوختهای فسیلی) توجه جدی‌تری نمایند.

کاربردهای الکتریکی فتو ولتایک‌ها را آزمایش می‌کنند، یک فرایند که توسط آن انرژی نور خورشید به طور مستقیم به الکتریسیته تبدیل می‌شود. الکتریسیته می‌تواند به طور مستقیم از انرژی خورشید تولید شود و ابزارهای فتوولتایک استفاده کند یا به طور غیر مستقیم از ژنراتورهای بخار ذخایر حرارتی خورشیدی را برای گرما بخشیدن به یک سیال کاربردی مورد استفاده قرار می‌دهند.

کاربردهای انرژی خورشید

در عصر حاضر از انرژی خورشیدی توسط سیستم‌های مختلف استفاده می‌شود که عبارت‌اند از:

1. استفاده از انرژی حرارتی خورشید برای مصارف خانگی، صنعتی و نیروگاهی.
2. تبدیل مستقیم پرتوهای خورشید به الکتریسیته بوسیله تجهیزاتی به نام فتوولتائیک.

انرژی فتوولتائیک

انرژی فتوولتاییک به تبدیل نور خورشید به الکتریسیته از طریق یک سلول فوتوولتاییک (pvs) گفته می‌شود، که به طور معمول توسط یک سلول خورشیدی انجام می‌پذیرد. سلول خورشیدی یک ابزار غیر مکانیکی است که معمولاً از آلیاژ سیلیکون ساخته می‌شود.

نور خورشید از فوتون‌ها یا ذرات انرژی خورشیدی ساخته شده‌است. این فوتون‌ها که مقادیر متغیر انرژی را شامل می‌شوند، درست مشابه با طول موجهای متفاوت طیف‌های نوری هستند.

وقتی فوتون‌ها به یک سلول فوتوولتاییک برخورد می‌کنند، ممکن است منعکس شوند، مستقیم از میان آن عبور کنند و یا جذب شوند. فقط فوتون‌های جذب شده انرژی را برای تولید الکتریسیته فراهم می‌کنند. وقتی که نور خورشید کافی یا انرژی توسط جسم نیمه رسانا جذب شود، الکترون‌ها از اتم‌های جسم جدا می‌شوند. (به دلیل اینکه آخرین الکترون یک اتم با گرفتن انرزی فوتون به لایه بالاتر رفته و می‌تواند از میدان پروتون خلاص شده و آزادانه در نیمه رسانا حرکت کند.)

رفتار خاص سطح جسم در طول ساختن باعث می‌شود سطح جلویی سلول که برای الکترون‌های آزاد بیشتر پذیرش یابد. بنا براین الکترون‌ها بطور طبیعی به سطح مهاجرت می‌کنند.

زمانی که الکترون‌ها موقعیت n را ترک می‌کنند، سوراخ‌هایی شکل می‌گیرد. تعداد الکترونها زیاد بوده و هر کدام یک بار منفی را حمل می‌کنند و به طرف جلو سطح سلول پیش می‌روند، در نتیجه عدم توازون بار بین سلولهای جلویی وسطوح عقبی یک پتانسیل ولتاژ شبیه قطب‌های مثبت ومنفی یک باتری ایجاد می‌شود.

وقتی که دو سطح از میان یک راه داخلی مرتبط می‌شود، الکتریسیته جریان می‌باشد

با این وجود، توان ۱یا ۲ وات تولید می‌کند، که برای بیشتر کار بردها این مقدار از انرژی کافی نیست. برای اینکه بازده انرژی را افزایش دهیم، سلولها بطور الکتریکی به داخل هوای بسته یک مدول سخت مرتبط می‌شود.

این فوتون است

اصطلاح آرایش به کل صفحه انرژی اشاره می‌کند، اگر چه آن از یک یا چند هزار مدول ساخته شده باشد، آن تعداد مدولهای مورد نیاز می‌توانند بهم مرتبط شوند برای اینکه اندازه آرایش مورد نیاز (تولید انرژی) را تشکیل دهند. اجرای یک آرایش فوتوولتاییک به انرژی خورشید وابسته‌است.

شرایط آب وهوایی (همانند ابر و مه) تاثیر مهمی روی انرزی خورشیدی دریافت شده توسط یک آرایش pv و در عوض، اجرایی آن دارد. بیشتر تکنولوژی مدول‌های فوتوولتاییک در حدود ۱۰ درصد موثر هستند در تبدیل انرژیخورشید با تحقیق بیشتر مرتبط شوند برای اینکه این کار را به ۲۰ درصدافزایش دهند.

سلولهای pv که در سال ۱۹۵۴ توسط تحقیقات تلفنی بل bell کشف شد حساسیت یک آب سیلیکونی حاضر به خورشید را به طور خاصی آزمایش کرد. ابتدا در گذشته در دهه ۱۹۵۰،pvs برای تامین انرژی قمرهای فضا در یک مورد استفاده قرار گرفتند.

موفقیت pvs در فضا کار بردهای تجاری برای تکنو لوژی pvs تولید کرد. ساده‌ترین سیستم‌های فوتوولتاییک انرژی تعداد زیادی از ماشین حساب‌های کوچک و ساعتهای مچی که روزانه مورد استفاده قرار می‌گیرد را تأمین می‌کند.

بیشتر سیستم‌های پیچیده الکتریسیته را برای پمپاژ آب، انرژی ابزارهای ارتباطی، وحتی فراهم کردن الکتریسیته برای خانه هایمان فراهم می‌کنند.

تبدیل فوتوولتاییک به چندین دلیل مفید است. تبدیل نور خورشیدبه الکتریسیته مستقیم است، بنابراین سیستم‌های تولید کننده مکانیکی به حجم زیادی لازم نیستند. خصوصیت مدولی انرژی فوتوولتاییک اجازه می‌دهد به طور سریع آرایش‌ها در هر اندازه مورد نیاز یا اجازه داده شده نصب شوند.

همچنین، تاثیر محیطی یک سیستم فوتوولتاییک حد اقل است، آب را برای سیستم نیاز ندارد پختن و تولید محصول فرعی نیست. سلولهای فتوولتاتیک، همانند باتریها، جریان مستقیم (dc)را تولید می‌کنند که به طور عمومی برای برای راههای کوچکی مورد استفاده‌است (ابزار الکترونیک). وقتی که جریان مستقیم از سلولهای فتوولتاتیک برای کاربردهای تجاری یا لحیم کردن کار بردهای الکتریکی استفاده می‌شود. راندمان سلولهای فتوولتایک در سال ۲۰۱۰ حدود ۱۷٪ می‌باشد و توان آن در تابش مستقیم آفتاب (۱۰۰۰ وات بر متر مربع) به ازای هر متر مربع حدود ۱۷۰ وات است.

شبکه‌های الکتریکی بایستی به جریان متناوب (AC)برای استفاده تبدیل کننده‌ها تبدیل شوند، Inverterها ابزارهایی هستند که جریان مستقیم را به جریان متناوب تبدیل می‌کنند. به طور تاریخی PVS در جاهای دور برای تولید الکتریسیته بکار گرفته شده‌است. با این وجود یک بازار برای تولید از PVS را توزیع کنند ممکن است با بی نظمی قیمتهای تبدیل و توزیع همزمان با بی نظمی الکتریکی توسعه داده شود.

جایگزین ژنراتوهای کوچک مقیاس عددی در تغذیه کنندهای الکتریکی می‌توانند اقتصاد واعتبار سیستم توزیع را بهبود بخشد.

استفاده از انرژی حرارتی خورشید

این بخش از کاربردهای انرژی خورشید شامل دو گروه نیروگاهی و غیر نیروگاهی می‌باشد.

کاربردهای نیروگاهی

تأسیساتی که با استفاده از آنها انرژی جذب شده حرارتی خورشید به الکتریسیته تبدیل می‌شود نیروگاه حرارتی خورشیدی نامیده می‌شود این تأسیسات بر اساس انواع متمرکز کننده‌های موجود و بر حسب اشکال هندسی متمرکز کننده‌ها به سه دسته تقسیم می‌شوند:

• نیروگاههایی که گیرنده آنها آینه‌های سهموی ناودانی هستند
• نیروگاه‌هایی که گیرنده آنها در یک برج قرار دارد و نور خورشید توسط آینه‌های بزرگی به نام هلیوستات به آن منعکس می‌شود. (دریافت کننده مرکزی)
• نیروگاه‌هایی که گیرنده آنها بشقابی سهموی (دیش) می‌باشد

قبل از توضیح در خصوص نیروگاه خورشیدی بهتر است شرح مختصری از نحوه کارکرد نیروگاه‌های تولید الکتریسیته داده شود. بهتر است بدانیم در هر نیروگاهی اعم از نیروگاههای آبی، نیروگاههای بخاری و نیروگاههای گازی برای تولید برق از ژنراتورهای الکتریکی استفاده می‌شود که با چرخیدن این ژنراتورها برق تولید می‌شود. این ژنراتورهای الکتریکی انرژی دورانی خود را از دستگاهی بنام توربین تأمین می‌کنند. بدین ترتیب می‌توان گفت که ژنراتورها انرژی جنبشی را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کنند. تأمین کننده انرژی جنبشی ژنراتورها، توربین‌ها هستند که انواع مختلف دارند. در نیروگاه‌های بخاری توربین‌هایی وجود دارند که بخار با فشار و دمای بسیار بالا وارد آنها شده و موجب به گردش در آمدن پره‌های توربین می‌گردد. در نیروگاه‌های آبی که روی سدها نصب می‌شوند انرژی پتانسیل موجود در آب موجب به گردش در آمدن پره‌های توربین می‌شود.

بدین ترتیب می‌توان گفت در نیروگاههای آبی انرژی پتانسیل آب به انرژی جنبشی و سپس به الکتریکی تبدیل می‌شود، در نیروگاههای حرارتی بر اثر سوختن سوختهای فسیلی مانند مازوت، آب موجود در سیستم بسته نیروگاه داخل دیگ بخار (بویلر) به بخار تبدیل می‌شود و بدین ترتیب انرژی حرارتی به جنبشی و سپس به الکتریکی تبدیل می‌شود در نیروگاههای گازی توربینهایی وجود دارد که بطور مستقیم بر اثر سوختن گاز به حرکت درآمده و ژنراتور را می‌گرداند و انرژی حرارتی به جنبشی و سپس به الکتریکی تبدیل می‌شود. و اما در نیروگاههای حرارتی خورشیدی وظیفه اصلی بخش‌های خورشیدی تولید بخار مورد نیاز برای تغذیه توربینها است یا به عبارت دیگر می‌توان گفت که این نوع نیروگاهها شامل دو قسمت هستند:

• سیستم خورشیدی که پرتوهای خورشید را جذب کرده و با استفاده از حرارت جذب شده تولید بخار می‌نماید.
• سیستمی موسوم به سیستم سنتی که همانند دیگر نیروگاههای حرارتی بخار تولید شده را توسط توربین و ژنراتور به الکتریسیته تبدیل می‌کند.

نیروگاه‌های حرارتی خورشید از نوع سهموی خطی

در این نیروگاه‌ها، از منعکس کننده‌هایی که به صورت سهموی - خطی می‌باشند جهت تمرکز پرتوهای خورشید در خط کانونی آنها استفاده می‌شود و گیرنده به صورت لوله‌ای در خط کانونی منعکس کننده‌ها قرار دارد. در داخل این لوله روغن مخصوصی در جریان است که بر اثر حرارت پرتوهای خورشید گرم و داغ می‌گردد.

روغن داغ از مبدل حرارتی عبور کرده و آب را به بخار به مدارهای مرسوم در نیروگاه‌های حرارتی انتقال داده می‌شود تا به کمک توربین بخار و ژنراتور به توان الکتریکی تبدیل گردد.

برای بهره‌گیری بیشتر و افزایش بازدهی لوله دریافت کننده سطح آن را با اکسید فلزی که ضریب بالایی دارد پوشش می‌دهند و همچنین در محیط اطراف آن لوله شیشه‌ای به صورت لفاف پوشیده می‌شود تا از تلفات گرمایی و افت تشعشعی جلوگیری گردد و نیز از لوله دریافت کننده محافظت بعمل آید.

ضمناً بین این دو لوله خلاء بوجود می‌آوردند برای آنکه پرتوهای تابشی خورشید در تمام طول روز به صورت مستقیم به لوله دریافت کننده برسد.

در این نیروگاهها یک سیستم ردیاب خورشید نیز وجود دارد که بوسیله آن آینه‌های شلجمی دائماً خورشید را دنبال می‌کنند و پرتوهای آن را روی لوله دریافت کننده متمرکز می‌نمایند.

تغییرات تابش خورشید در این نیروگاهها توسط منبع ذخیره و گرمکن سوخت فسیلی جبران می‌شوند. در چند کشور نظیر ایالات متحده آمریکا، اسپانیا، مصر، مکزیک، هند و مراکش از نیروگاه‌های سهموی خطی استفاده شده‌است که این نیروگاه‌ها یا در مرحله ساخت و یا در مرحله بهره‌برداری قرار دارند. در ایران نیز تحقیقات و مطالعاتی در زمینه این نیروگاهها انجام شده و پروژه یک نیروگاه تحقیقاتی با ظرفیت ۳۵۰ کیلووات توسط سازمان انرژی‌های نو ایران در شیراز ساخته شده است.

کلیه مراحل مطالعاتی، طراحی و ساخت این نیروگاه به طور کامل توسط مختصصین و مهندسان ایرانی انجام شده است.

بدیهی است که با افزایش ظرفیت فنی و علمی که در اثر اجرای پروژه نیروگاه خورشیدی شیراز عاید محققین مجرب ایرانی می‌شود ایران در زمره محدود کشورهای سازنده نیروگاه‌های خورشید از نوع متمرکز کننده‌های سهموی خطی قرار خواهند گرفت.

نیروگاههای حرارتی از نوع دریافت کننده مرکزی

در این نیروگاه‌ها پرتوهای خورشیدی توسط مزرعه‌ای متشکل از تعداد زیادی آینه منعکس کننده بنام هلیوستات بر روی یک دریافت کننده که در بالای برج نسبتاً بلندی استقرار یافته‌است متمرکز می‌گردد. در نتیجه روی محل تمرکز پرتوها انرژی گرمایی زیادی بدست می‌آید که این انرژی بوسیله سیال عامل که داخل دریافت کننده در حرکت است، جذب می‌شود و بوسیله مبدل حرارتی به سیستم آب و بخار مرسوم در نیروگاه‌های سنتی منتقل شده و بخار فوق گرم در فشار و دمای طراحی شده برای استفاده در توربین ژنراتور تولید می‌گردد.

این سیال عامل در مبدلهای حرارتی در کنار آب قرار گرفته و موجب تبدیل آن به بخار با فشار و حرارت بالا می‌گردد. در برخی از سیستم‌ها سیال عامل آب است و مستقیماً در داخل دریافت کننده به بخار تبدیل می‌شود.

برای استفاده دائمی از این نوع نیروگاه در زمانی که تابش خورشید وجود ندارد مثلاً ساعات ابری یا شبها از سیستم‌های ذخیره کننده حرارت و یا احیاناً از تجهیزات پشتیبانی که ممکن است از سوخت فسیلی استفاده کنند جهت ایجاد بخار برای تولید برق کمک گرفته می‌شود.

مطالعات و تحقیقات در زمینه فناوری و سیستمهای این نیروگاه‌ها ادامه دارد و آزمایشگاهها و مؤسسات متعددی در سراسر دنیا در این زمینه فعالیت می‌کنند.

مطالعات ساخت اولین نیروگاه خورشیدی ایران از نوع دریافت کننده مرکزی توسط سازمان انرژیهای نو ایران و با کمک شرکتهای مشاور و سازنده داخلی با ظرفیت یک مگاوات و سیال عامل آب و بخار در طالقان جریان دارد. کلیه مطالعات اولیه و پتانسیل سنجی و طراحی نیروگاه به انجام رسیده و یک نمونه هلیوستات نیز ساخته شده‌است.

نیروگاه‌های حرارتی از نوع بشقابی

در این نیروگاهها از منعکس کننده‌هایی که به صورت شلجمی بشقابی می‌باشد جهت تمرکز نقطه‌ای پرتوهای خورشیدی استفاده می‌گردد و گیرنده‌هایی که در کانون شلجمی قرار می‌گیرند به کمک سیال جاری در آن انرژی گرمایی را جذب نموده و به کمک یک ماشین حرارتی و ژنراتور آن را به نوع مکانیکی و الکتریکی تبدیل می‌نماید.

دودکش‌های خورشیدی

روش دیگر برای تولید الکتریسیته از انرژی خورشید استفاده از برج نیرو یا دودکش‌های خورشیدی می‌باشد در این سیستم از خاصیت دودکش‌ها استفاده می‌شود به این صورت که با استفاده از یک برج بلند به ارتفاع حدود ۲۰۰ متر و تعداد زیادی گرم خانه‌های خورشیدی که در اطراف آن است هوای گرمی که بوسیله انرژی خورشیدی در یک گرمخانه تولید می‌شود و به طرف دودکش یا برج که در مرکز گلخانه‌ها قرار دارد، هدایت می‌شود.

این هوای گرم بعلت ارتفاع زیاد برج با سرعت زیاد صعود کرده و با عث چرخیدن پروانه و ژنراتوری که در پایین برج نصب شده‌است می‌گردد و بوسیله این ژنراتور برق تولید می‌شود هم اکنون یک نمونه از این سیستم در ۱۶۰ کیلومتری جنوب مادرید احداث گردیده که ارتفاع برج آن به ۲۰۰ متر می‌رسد.

مزایای نیروگاههای خورشیدی

نیروگاه‌های خورشیدی که انرژی خورشید را به برق تبدیل می‌کنند امید است در آینده با مزایای قاطعی که در برابر نیروگاه‌های فسیلی و اتمی دارند به خصوص اینکه سازگار با محیط زیست می‌باشند، مشکل برق بخصوص در دوران اتمام ذخائر نفت و گاز را حل نمایند. تأسیس و بکارگیری نیروگاه‌های خورشیدی آینده‌ای پر ثمر و زمینه‌ای گسترده را برای کمک به خودکفایی و قطع وابستگی کشور به صادرات نفت فراهم خواهد کرد. اکنون شایسته‌است که به ذکر چند مورد از مزایای این نیروگاه‌ها بپردازیم.

الف) تولید برق بدون مصرف سوخت

نیروگاه‌های خورشیدی نیاز به سوخت ندارند و برخلاف نیروگاه‌های فسیلی که قیمت برق تولیدی آنها تابع قیمت نفت بوده و همیشه در حال تغییر می‌باشد. در نیروگاه‌های خورشیدی این نوسان وجود نداشته و می‌توان بهای برق مصرفی را برای مدت طولانی ثابت نگهداشت.

ب) عدم احتیاج به آب زیاد

نیروگاه‌های خورشیدی بخصوص دودکشهای خورشیدی با هوای گرم احتیاج به آب ندارند لذا برای مناطق خشک مثل ایران بسیار حائز اهمیت می‌باشند. (نیروگاه‌های حرارتی سنتی هنگام فعالیت نیاز به آب مصرفی زیادی دارند).

ت) امکان تأمین شبکه‌های کوچک و ناحیه‌ای

نیروگاه‌های خورشیدی می‌توانند با تولید برق به شبکه سراسری برق نیرو برسانند و در عین امکان تأمین شبکه‌های کوچک ناحیه‌ای، احتیاج به تأسیس خطوط فشار قوی طولانی جهت انتقال برق ندارند و نیاز به هزینه زیاد احداث شبکه‌های انتقال نمی‌باشد.

ث) استهلاک کم و عمر زیاد

نیروگاه‌های خورشیدی بدلایل فنی و نداشتن استهلاک زیاد دارای عمر طولانی می‌باشند در حالی که عمر نیروگاه‌های فسیلی بین ۱۵ تا ۳۰ سال محاسبه شده‌است.

ج) عدم احتیاج به متخصص

نیروگاه‌های خورشیدی احتیاج به متخصص عالی ندارند و می‌توان آنها را بطور اتوماتیک بکار انداخت، در صورتی که در نیروگاه‌های اتمی وجود متخصصین در سطح عالی ضروری بوده و این دستگاهها احتیاج به مراقبتهای دائمی و ویژه دارند.

کاربردهای غیر نیروگاهی

کابردهای غیر نیروگاهی از انرژی حرارتی خورشید شامل موارد متعددی می‌باشد که اهم آنها عبارت‌اند از: آبگرمکن و حمام خورشیدی – سرمایش و گرمایش خورشیدی – آب شیرین کن خورشیدی – خشک کن خورشیدی – اجاق خورشیدی – کوره‌های خورشیدی و خانه‌های خورشیدی.

الف – آبگرمکن‌های خورشیدی و حمام خورشیدی

 

 

تولید آب گرم تهیه آب گرم بهداشتی در منازل و اماکن عمومی به خصوص در مکانهایی که مشکل سوخت رسانی وجود دارد استفاده کرد. چنانچه ظرفیت این سیستمها افزایش یابد می‌توان از آنها در حمامهای خورشیدی نیز استفاده نمود. تاکنون با توجه به موقعیت جغرافیایی ایران تعداد زیادی آب گرمکن خورشیدی و چندین دستگاه حمام خورشیدی در نقاط مختلف کشور از جمله استان‌های خراسان، سیستان و بلوچستان، یزد و کرمان نصب و راه‌اندازی شده‌است.

ب – گرمایش و سرمایش ساختمان و تهویه مطبوع خورشیدی

اولین خانه خورشیدی در سال ۱۹۳۹ساخته شد که در آن از مخزن گرمای فصلی برای بکارگیری گرمای آن در طول سال استفاده شده‌است. گرمایش و سرمایش ساختمانها با استفاده از انرژی خورشید، ایده تازه‌ای بود که در سالهای ۱۹۳۰ مطرح شد و در کمتر از یک دهه به پیشرفتهای قابل توجهی رسید. با افزودن سیستمی معروف به سیستم تبرید جذبی به سیستم‌های خورشیدی می‌توان علاوه بر آب گرم مصرفی و گرمایش از این سیستم‌ها در فصول گرما برای سرمایش ساختمان نیز استفاده کرد.

پ – آب شیرین کن خورشیدی

هنگامی که حرارت دریافت شده از خورشید با درجه حرارت کم روی آب شور اثر کند تنها آب تبخیر شده و املاح باقی می‌ماند.

سپس با استفاده از روشهای مختلف می‌توان آب تبخیر شده را تنظیم کرده و به این ترتیب آب شیرین تهیه کرد. با این روش می‌توان آب بهداشتی مورد نیاز در نقاطی که دسترسی به آب شیرین ندارند مانند جزایر را تأمین کرد.

آب شیرین کن خورشیدی در دو اندازه خانگی و صنعتی ساخته می‌شوند. در نوع صنعتی با حجم بالا می‌توان برای استفاده شهرها آب شیرین تولید کرد.

ت – خشک کن خورشیدی

خشک کردن مواد غذایی برای نگهداری آنها از زمانهای بسیار قدیم مرسوم بوده و انسان‌های نخستین خشک کردن را یک هنر می‌دانستند.

خشک کردن عبارت است از گرفتن قسمتی از آب موجود در مواد غذایی و سایر محصولات که باعث افزایش عمر انباری محصول و جلوگیری از رشد باکتریها می‌باشد. در خشک کن‌های خورشیدی بطور مستقیم و یا غیر مستقیم از انرژی خورشیدی جهت خشک نمودن مواد استفاده می‌شود و هوا نیز به صورت طبیعی یا اجباری جریان یافته و باعث تسریع عمل خشک شدن محصول می‌گردد. خشک کن‌های خورشیدی در اندازه‌ها و طرحهای مختلف و برای محصولات و مصارف گوناگون طراحی و ساخته می‌شوند.

==== ث – اجاق‌های خورشیدی ====دستگاه‌های خوراک پز خورشیدی اولین بار بوسیله شخصی بنام نیکلاس ساخته شد. اجاق او شامل یک جعبه عایق بندی شده با صفحه سیاه رنگی بود که قطعات شیشه‌ای درپوش آن را تشکیل می‌داد اشعه خورشید با عبور از میان این شیشه‌ها وارد جعبه شده و بوسیله سطح سیاه جذب می‌شد سپس درجه حرارت داخل جعبه را به ۸۸ درجه افزایش می‌داد. اصول کار اجاق خورشیدی جمع‌آوری پرتوهای مستقیم خورشید در یک نقطه کانونی و افزایش دما در آن نقطه می‌باشد. امروزه طرح‌های متنوعی از این سیستم‌ها وجود دارد که این طرح‌ها در مکان‌های مختلفی از جمله آفریقای جنوبی آزمایش شده و به نتایج خوبی نیز رسیده‌اند. استفاده از این اجاق‌ها به ویژه در مناطق شرقی ایران که با مشکل کمبود سوخت مواجه می‌باشند بسیار مفید خواهد بود.

ج – کوره خورشیدی

در قرن هجدهم نوتورا اولین کوره خورشیدی را در فرانسه ساخت و بوسیله آن یک تل چوبی را در فاصله ۶۰ متری آتش زد.

بسمر پدر فولاد جهان نیز حرارت مورد نیاز کوره خود را از انرژی خورشیدی تأمین می‌کرد. متداولترین سیستم یک کوره خورشیدی متشکل از دو آینه یکی تخت و دیگری کروی می‌باشد. نور خورشید به آینه تخت رسیده و توسط این آینه به آینه کروی بازتابیده می‌شود. طبق قوانین اپتیک هر گاه دسته پرتوی موازی محور آینه با آن برخورد نماید در محل کانون متمرکز می‌شوند به این ترتیب انرژی حرارتی گسترده خورشید در یک نقطه جمع می‌شود که این نقطه به دماهای بالایی می‌رسد. امروزه پروژه‌های متعددی در زمینه کوره‌های خورشید در سراسر جهان در حال طراحی و اجراء می‌باشد.

چ – خانه‌های خورشیدی

ایرانیان باستان از انرژی خورشیدی برای کاهش مصرف چوب در گرم کردن خانه‌های خود در زمستان استفاده می‌کردند. آنان ساختمانها را به ترتیبی بنا می‌کردند که در زمستان نور خورشید به داخل اتاقهای نشیمن می‌تابید ولی در روزهای گرم تابستان فضای اتاق در سایه قرار داشت. در اغلب فرهنگ‌های دیگر دنیا نیز می‌توان نمونه‌هایی از این قبیل طرحها را مشاهده نمود. در سالهای بین دو جنگ جهانی در اروپا و ایالات متحده طرحهای فراوانی در زمینه خانه‌های خورشیدی مطرح و آزمایش شد. از آن زمان به بعد تحول خاصی در این زمینه صورت نگرفت. حدود چند سالی است که معماران بطور جدی ساخت خانه‌های خورشیدی را آغاز کرده‌اند و به دنبال تحول و پیشرفت این تکنولوژی به نتایج مفیدی نیز دست یافته‌اند مثلاً در ایالات متحده در سال ۱۸۹۰ به تنهایی حدود ۱۰ تا ۲۰ هزار خانه خورشیدی ساخته شده‌است. در این گونه خانه‌ها سعی می‌شود از انرژی خورشید برای روشنایی – تهیه آب گرم بهداشتی – سرمایش و گرمایش ساختمان استفاده شود و با بکار بردن مصالح ساختمانی مفید از اتلاف گرما و انرژی جلوگیری شود.

در ایران نیز پروژه ساخت اولین ساختمان خورشیدی واقع در ضلع شمالی دانشگاه علم و صنعت و به منظور مطالعه و پژوهش در خصوص بهینه‌سازی مصرف انرژی و امکان بررسی روشهای استفاده از انواع انرژیهای تجدیدپذیر به ویژه انرژی خورشیدی اجرا گردیده‌است.

سیستمهای فتوولتاییک

به پدیده‌ای که در اثر تابش نور بدون استفاه از مکانیزم‌های محرک، الکتریسیته تولید کند پدیده فتوولتائیک و به هر سیستمی که از این پدیده‌ها استفاده کند سیستم فتوولتائیک گویند. سیستم‌های فتوولتائیک یکی از پر مصرف‌ترین کاربرد انرژی‌های نو می‌باشند و تاکنون سیستم‌های گوناگونی با ظرفیت‌های مختلف (۵/۰ وات تا چند مگاوات) در سراسر جهان نصب و راه‌اندازی شده‌است و با توجه به قابلیت اطمینان و عملکرد این سیستم‌ها هر روزه بر تعداد متقاضیان آنها افزوده می‌شود. از سری و موازی کردن سلولهای آفتابی می‌توان به جریان و ولتاژ قابل قبولی دست یافت. در نتیجه به یک مجموعه از سلولهای سری و موازی شده پنل (Panel) فتوولتائیک می‌گویند. امروزه اینگونه سلولها عموماً از ماده سیلیسیم تهیه می‌شود و سیلیسیم مورد نیاز از شن و ماسه تهیه می‌شود که در مناطق کویری کشور، به فراوانی یافت می‌گردد. بنابراین از نظر تأمین ماده اولیه این سلولها هیچگونه کمبودی در ایران وجود ندارد. سیستمهای فتوولتائیک را می‌توان بطور کلی به دو بخش اصلی تقسیم نمود که بطور خلاصه به توضیح آنها می‌پردازیم.

۱ – صفحه‌های خورشیدی

این بخش در واقع مبدل انرژی تابشی خورشید به انرژی الکتریکی بدون واسطه مکانیکی می‌باشد. این بخش در واقع کلیه مشخصات سیستم را کنترل کرده وتوان ورودی پنلها را طبق طراحی انجام شده و نیاز مصرف کننده به بار یا باتری تزریق و کنترل می‌کند. لازم به ذکر است که در این بخش مشخصات و عناصر تشکیل دهنده با توجه به نیازهای بار الکتریکی و مصرف کننده و نیز شرایط آب و هوایی محلی تغییر می‌کند.

عکس هایی از یک کشتی که با انرژی خورشیدی کار می کند

هر سال هنگام آب شدن برف ها در اتریش پارک زیبایی زیر آب فرو رفته و تبدیل به پارک زیر آبی می شود.

پارک سبز در تراگوس اتریش واقع شده که جذابیت توریستی فراوانی داشته و با آب شدن برفهای کوه کارست، در مساحتی به  وسعت 2 هزار در 4 هزار متر مربع ایجاد می شود.

پل ها، صندلی های پارک، درختان و سایر اشیا به زیر آب فرو رفته و بدلیل شفافیت آب کوهستان کاملا نمایان می شوند، در حالی که زیر آب رفته اند.

دریاچه سبز به صورت معمولی یک متر عمق دارد اما در فصل آب شدن برفها تا 12 متر هم رسیده و برای غواصی نیزمناسب می شود.

جلبک

جلبک یا گاوآببه موجودات گیاه مانند آبی می گویند. هر جا که اندکی خیس و یا مرطوب باشد گیاهان بدون گل یافت می‌شوند. ساده‌ترین آنها، جُلبَک‌ها، خزه‌ها، هپاتیکها و کرفها هستند. اکثر آنها نزدیک و یا داخل آب زندگی می‌کنند و ریشه حقیقی ندارند بازدانگان، پیشرفته‌ترین گیاهان بدون گل محسوب می‌شوند. آنها دارای ریشه‌های عمیق و برگهای ضد آب هستند و می‌توانند در مکانهای خشک زندگی کنند.

 

جلبک‌ها معمولاً در حاشیه‌ها می‌رویند

اشنه دریایی غول پیکر، طویل‌ترین و زودرشدترین علف دریایی است. این گیاه که در سواحل کالیفرنیا یافت می‌شود در یک فصل می‌تواندبه طول ۹۱ متر (۳۰۰ پا) رشد کند. درخت سرخسی که در نواحی مداری یافت می‌شود، می‌تواند به ارتفاع بیش از ۲۳ متر(۷۵ پا) برسد و برگ ساقهایش نیز به طول ۵ متر (۱۶ پا) برسند. زمانی گیاهان ماقبل تاریخ از خانواده پنجه‌گرگیان جنگلهای عظیمی را شکل داده بودند آنها سنگواره شدند تا رگه‌های زغال سنگ امروزی را تشکیل دهند.

از دیگز نمونه‌های جلبک می‌توان به علف دریایی قرمز و علف صخره و کاهوی دریایی اشاره کرد.

جلبک صخره

این جلبک در طول خط ساحلی بین موجهای بلند و کوتاه رشد می‌نماید و توسط زایده‌ای دکمه مانند به نام قسمت نگه دارنده، خود را به صخره‌ها قلاب می‌کند و دارای برگ ساقه‌های قهوه‌ای زیتونی که دارای شناورهای پر شده از هوا است در موجهای کوتاه برگ ساقه‌ها روی صخره‌ها وموجها پهن می‌شوند در موجهای بلند توسط شناور روی سطح آب شناور می‌گردند و بصورت لایه‌ای ضخیم گسترش می‌یابند علفهای صخره‌ای بر روی نوک برگ ساقه‌های خود هاگ تولید می‌کنند این هاگها در حالیکه هنوز به گیاه متصلند ساختارهایی را تشکیل می‌دهند که سلولهای نر و ماده را درون آب می‌ریزد.

جلبک های سبز

بسیاری از جلبک های سبز تک سلولی اند و در آب شیرین زندگی می کنند؛ بعضی دیگر پرسلولی بوده و در آب شور زندگی می کنند. بسیاری از پلانکتون های میکروسکوپی آب شور از جلبک های سبز هستند. جلبک های سبز میکروسکوپی در خاک های مرطوب و حتی درون سلول های موجودات دیگر زندگی می کنند. این دسته از جلبک های سبز به صورتِ هم زیست با روزن داران، که آنها هم از فرمانروی آغازیان هستند، زندگی می کنند.
 رنگیزه های فتوسنتزیِ جلبک های سبز همانند رنگیزه های کلروپلاستی گیاهان است. بیشترِ جلبک های سبز هر دو نوع تولیدمثل جنسی و غیر جنسی را دارند.

جلبک های قرمز

جلبک های قرمز موجوداتی پرسلولی هستند که در آبهای گرم اقیانوس ها زندگی می کنند. ای جلبک ها به علت داشتن رنگیزه‌های فیکوسیانین(سبز مایل به آبی) و فیکواریترین(قرمز)، به رنگهای بنفش، سبز زیتونی، ارغوانی و صورتی و غیره دیده می‌شوند. رنگیزه های این جلبک ها برای جذب امواج نوری در اعماق دریا به روشی مناسب سازماندهی شده است و آنها قادرند در اعماق دریا به راحتی زیست کنند. در دیواره سلولی بعضی از این جلبک ها کربنات کلسیم وجود دارد. از بعضی از جلبک های قرمز برای تهیه آگار استفاده می شود. چرخه زندگی جلبک های قرمز پیچیده بوده و معمولاً از نوع تناوب نسل است. از بعضی جلبکهای قرمز به عنوان منبع غذایی سرشار از پروتئین استفاده می‌کنند.

جلبک های قهوه ای

جلبک های قهوه ای نیز پر سلولی هستند و در دریا ها زندگی می کنند. کِلپها که بزرگترین آغازیان پرسلولی اند و طول آنها به به چند متر هم می رسد، از جلبک قهوه ای هستند. چرخه زندگی همه جلبک های قهوه ای دارای تناوب نسل است.

قارچها در طبیعت بسیار فراوانند، که بعضی از آنها خوراکی و بعضی دیگر سَمّی می باشند. سوالی که معمولاً از یک قارچ شناس می شود این است که چگونه می توان قارچ سمی از قارچ خوراکی تشخیص داد. واقعیت امر این است که تشخیص قارچ سَمّی از قارچ خوراکی بسیار مشکل است در گذشته گفته می شد که قارچهای سَمّی در اثر قطعه قطعه شدن تغییر رنگ می دهند و هنگام طبخ اگر سکه نقره در مجاورت آنها قرار گیرد سکه سیاه می شود یا آنکه قارچهای سمی را حلزون نمی خورد و چنانچه با پیاز تماس پیدا کند پیاز قهوه ای رنگ می شود، این قضاوتهای عجولانه در تفکیک گونه های سمی و خوراکی نه تنها هیچ ارزشی ندارد بلکه گاهی سبب ایجاد مسمومیت های خطرناکی نیز می شود. قارچهای سمی یا خوراکیِ تازه سکه نقره یا پیاز را سیاه نمی کند بلکه قارچهای فاسد یا در حال فساد مواد گوگرد دار از خود تولید می نماید که موجب سیاه شدن بعضی از اجسام می گردد، همچنین وجود حلقه بر روی ساقه قارچ نیز نمی تواند دلیل خوراکی بودن آن باشد، زیرا قارچهای سمی آمانیتا نیز دارای حلقه می باشند. بهترین راه تشخیص قارچهای سمی و خوراکی از یکدیگر به خاطر سپردن صفات ظاهری می باشد و از مصرف قارچهایی که در خوراکی بودن آنها اطمینان وجود ندارد باید اجتناب کرد. مسمومیت قارچی فقط از طریق خوردن ایجاد می شود و هیچ قارچی از طریق لمس کردن انسان را مسموم نمی کند. از تعداد چهار هزار گونه قارچ شناسایی شده حدود 700 الی 800 گونه آنها خوراکی است و لکن تعداد گونه های قارچی سَمّی خیلی کم و محدود، 60 – 70 گونه می باشد

قارچ

قارچها دسته‌ای جداگانه از یوکاریوت‌ها را تشکیل می‌دهند و نه گیاه هستند و نه جانور. این دسته همگی دگرپرورده (هتروتروف یا دگرخوار) بوده و برای رشد و تکثیر به ترکیبات آلی برای دریافت انرژی و کربن نیاز دارند. قارچها هوازی یا ناهوازی اختیاری هستند. اکثر قارچها گندروی (ساپروتروف) بوده، در خاک و آب به سر می‌برند و در این نواحی، بقایای گیاهی و جانوری را تجزیه می‌کنند. قارچها مانند باکتری‌ها در تجزیهٔ مواد و گردش عناصر در طبیعت دخالت داشته، حائز اهمیتند. علم مطالعهٔ قارچ‌ها را قارچ‌شناسی نامیده و علم مطالعهٔ قارچ‌های انگل برای انسان را قارچ‌شناسی پزشکی گویند (این انگل‌ها بیماری‌های زیادی به وجود می‌آورند).

قارچ‌ها تأثیرهای زیاد و متفاوتی در طبیعت دارند. گونه‌ای از قارچ‌ها با تخمیر انگور آن را تبدیل به شراب می‌کند. گونه‌ای دیگر انگورها را بر روی تاک می‌کُشد. گونه‌ای دیگر باعث سیاه شدن رنگ کاشی‌های حمام می‌شود و گونه‌های دیگر قارچ، باعث ایجاد یا درمان بیماری می‌شوند یا باعث پوسیدگی چوب یا رویش دوبارهٔ ریشهٔ گیاه می‌شوند. قارچ‌ها بر خلاف گیاهان نمی‌توانند خوراک خود را تولید کنند؛ بنابر این برای ادامهٔ زندگی ناچارند مصرف کننده باشند (هتروتروف).

دسته‌بندی

قارچ های کلاه دار

بیش از ۳۸ هزار نوع قارچ وجود دارد که بعضی از آنها سمی اند و بعضی از آنها قابل خوردن می‌باشند. رنگ، شکل و اندازهٔ قارچ‌ها می‌تواند خیلی متنوع و مختلف باشد. سلسلهٔ قارچها به دو شاخهٔ قارچ‌های کاذب و قارچ‌های حقیقی تقسیم بندی می‌شوند. قارچ‌های حقیقی خود به پنج زیر شاخه تقسیم می‌شوند که عبارتند از: ماستیگومایکوتا، زیگومایکوتا، آسکومایکوتا، بازیدیومایکوتا و دئوترومایست.

بعضی از قارچ‌ها با تثبیت نیتروژن به گیاهان کمک می‌کنند و بعضی دیگر به خاطر داشتن این ویژگی با گیاهان به طور همزیست زندگی می‌کنند.

کپک عنوانی کلی‌است که به همهٔ گونه‌های قارچهای ذره‌بینی که به صورت رشته‌های چندسلولی رشد می‌کنند اطلاق می‌شود.

قارچها انواع خوراکی نیز دارند که زیرشاخه بازیدیومایکوتا و از نوع قارچ چتری هستند. قارچ‌های خوراکی از لحاظ نوع تغذیه‌شان به دو دستهٔ: تجزیه‌کننده‌های اولیه و تجزیه‌کننده‌های ثانویه تقسیم می‌شوند: تجزیه‌کننده‌های اولیه به دسته‌ای از قارچها اطلاق می‌گردد که توانایی تجزیهٔ سلولز و بقایای مردهٔ گیاهی را دارند؛ اما تجزیه‌کننده‌های ثانویه برای رشد و تغذیه به محیطی احتیاج دارند که قبلاً توسط ریزسازوارهها (میکروب‌ها) تجزیه شده باشند. طبق طبقه‌بندی فوق قارچهای Agaricus SPP. و Volvariella SPP. در دستهٔ قارچهای تجزیه کنندهٔ ثانویه و Polurotus SPP. و (Shitake)Lentinus SPP. در دسته قارچهای تجزیه کنندهٔ اولیه قرار می‌گیرند. قارچ‌های سمی متعددی نیز در طبیعت رویش دارند. تغذیه از این قارچ‌ها منجر به بروز علایم متعدد روانی و جسمی تا مرگ می‌گردد.

خواص دارویی

برخی آنتی بیوتیکها ازجمله پلوروموتیلین از کشت قارچ تهیه می‌شوند. قارچها همچنین به عنوان مهارکننده آنزیم بکار برده می‌شوند. انواعی از قارچها مانند قارچ‌های سیلوسایبین، خاصیت توهم‌زایی دارند.

خورشید

خورشید (نام‌های ادبی یا قدیمی: خور، هور، مهر، روز) یکی از ستارگان کهکشان راه شیری و تنها ستارهٔ سامانهٔ خورشیدی است که در مرکز آن جای دارد. می‌توان گفت خورشید یک کُرهٔ کامل است که از پلاسمای داغ ساخته شده‌است و در میانهٔ آن میدان مغناطیسی برقرار است.این ستاره که قطری نزدیک به ۱٬۳۹۲٬۰۰۰ کیلومتر دارد سرچشمهٔ اصلی نور، انرژی، گرما و زندگی بر روی زمین است. قطر خورشید نزدیک به ۱۰۹ برابر قطر زمین و جرم آن ۳۳۰ هزار برابر جرم زمین برابر با ۲‎×۱۰^۳۰ کیلوگرم است به این ترتیب ۹۹٫۸۶٪ جرم کل سامانهٔ خورشیدی از آن خورشید است.

انفجار نهایی یک ستارهٔ سنگین را ابرنواختر می‌نامند ولی خورشید ما هیچ‌گاه انفجاری این‌چنین را تجربه نخواهد کرد چرا که کمترین جرم مورد نیاز برای رخداد یک ابرنواختر، هشت برابر جرم خورشید ما است.از نظر شیمیایی سه-چهارم جرم خورشید را هیدروژن و باقی‌ماندهٔ آن را بیشتر هلیم می‌سازد. پس از هیدروژن و هلیم، عنصرهای سنگین از سازندگان دیگر خورشید اند که عبارتند از: اکسیژن، کربن، نئون و آهن و... این عنصرها، سازندهٔ ۱٫۶۹٪ از جرم خورشید اند که خود این مقدار ۵٬۶۲۸ برابر جرم زمین است.

خورشید در رده‌بندی ستارگان بر پایهٔ رده‌بندی طیفی، در دستهٔ G27 جای دارد و به صورت غیر رسمی با نام کوتولهٔ زرد از آن یاد می‌شود چون پرتوهای پیدای آن در طیف زرد-سبز شدیدتر است. هر چند که رنگ آن از سطح زمین، سفید باید دیده شود ولی چون پراکندگی نور آبی در جو وجود دارد، به رنگ زرد دیده می‌شود (پراکندگی رایلی).^[۱۴][۱۵] همچنین در برچسب رده‌بندی طیفی، G2، گفته شده که دمای سطح خورشید نزدیک به ۵۷۷۸ کلوین (۵۵۰۵ سانتیگراد) است و در V گفته شده‌است که خورشید مانند بیشتر ستارگان، یک ستارهٔ رشتهٔ اصلی است و درنتیجه انرژی خود را از راه همجوشی هسته‌ای هسته ی هیدروژن به هلیم فراهم می‌کند و در هر ثانیه، در هستهٔ خود، ۶۲۰ میلیون تُن هیدروژن را دچار همجوشی می‌کند. در دوره‌ای کیهان شناسان می‌گفتند که خورشید نسبت به دیگر ستارگان، ستاره‌ای کوچک و ناچیز است ولی امروزه بر این باور اند که خورشید از ۸۵٪ ستارگان کهکشان راه شیری درخشان تر است. چون بیشتر آن‌ها کوتوله‌های سرخ اند.بزرگی قدر مطلق خورشید ۴٫۸۳+ است البته چون خورشید نزدیک ترین ستاره به زمین است، برای آن، خورشید درخشان ترین جرم در آسمان دانسته می‌شود و قدر ظاهری آن ۲۶٫۷۴- است.^[تاج خورشیدی پیوسته در حال پراکندن بادهای خورشیدی در فضا است. این بادها، جریان‌هایی از ذره‌های باردار اند که تا فاصله‌ای نزدیک به ۱۰۰ واحد نجومی توان دارند. حباب‌های ساخته شده در محیط میان‌ستاره‌ای که در اثر بادهای خورشیدی ساخته شده‌اند، بزرگترین سازهٔ پیوستهٔ پدید آمده در منظومهٔ خورشیدی اند.

هم اکنون خورشید در حال سفر از میان ابر میان‌ستاره‌ای محلی در ناحیهٔ حباب محلی در لبهٔ بازوی شکارچی از کهکشان راه شیری است. از میان ۵۰ ستاره‌ای که تا شعاع ۱۷ سال نوری، در همسایگی زمین قرار دارند، (نزدیک ترین آن‌ها یک کوتولهٔ سرخ به نام پروکسیما قنطورس است که ۴٫۲ سال نوری فاصله دارد) از دیدگاه جرم، خورشید رتبهٔ چهارم را در میان آن‌ها دارد.اگر از قطب شمالی کهکشان نگاه کنیم، خورشید به صورت ساعتگرد به گرداگرد مرکز کهکشانی راه شیری در گردش است و از آن نقطه نزدیک به ۲۴٬۰۰۰ تا ۲۶٬۰۰۰ سال نوری فاصله دارد، امید آن می‌رود که این گردش را ۲۲۵ تا ۲۵۰ میلیون سال دیگر به پایان برساند و دور خود را کامل کند. از آنجایی که کهکشان ما نسبت به تابش زمینهٔ کیهانی (CMB) در راستای صورت فلکی مار باریک با سرعت ۵۵۰ کیلومتر بر ثانیه در حرکت است، درنتیجه سرعت بدست آمده برای خورشید نسبت به CMB در راستای صورت‌های فلکی پیاله یا شیر، ۳۷۰ کیلومتر بر ثانیه می‌شود.

فاصلهٔ متوسط خورشید از زمین نزدیک به ۱۴۹٫۶ میلیون کیلومتر است (یک واحد نجومی) است البته این فاصله در هنگامه‌های گوناگون حرکت زمین به گرد خورشید (در نقطه‌های اوج و حضیض) در ماه‌های ژانویه تا ژوئیه فرق می‌کند. در این فاصلهٔ میانگین، برای نور ۸ دقیقه و ۱۹ ثانیه زمان برده می‌شود تا از خورشید تا زمین سفر کند. می‌توان گفت انرژی آمده از نور سفید خورشید، باعث ادامهٔ فرایند نورساخت، بوجود آمدن اقلیم و آب و هوای زمین و درنتیجه، فراهم کنندهٔ زندگی برای همهٔ جانداران روی زمین است.نقش برجستهٔ خورشید بر وضعیت زمین از سال‌های دور، از دوران پیشاتاریخ برای انسان شناخته شده بود به همین دلیل برای بسیاری از فرهنگ‌ها خورشید به عنوان یک خدا دانسته شده بود. همواره پیشرفت دانش از چیستی خورشید با کندی بسیار همراه بوده تا آنکه در سدهٔ ۱۹ میلادی آگاهی اندکی از مواد سازندهٔ خورشید و منبع انرژی آن بدست آمد. تلاش برای آگاهی بیشتر از خورشید همچنان ادامه دارد چون همچنان شماری از پدیده‌ها و رفتارهای بدون توضیح علمی در خورشید دیده می‌شود.

ویژگی‌ها

خورشید ستاره‌ای از گونهٔ کوتولهٔ زرد است که ۹۹٫۸۶٪ از مجموع جرم سامانهٔ خورشیدی را از آن خود کرده‌است. هندسهٔ خورشید به یک کرهٔ کامل بسیار نزدیک است. پَخی بسیار کوچکی برابر با ۹×۱۰^-۶ در هندسهٔ آن وجود دارددر نتیجه میان قطر خورشید در دو سوی قطب‌ها نسبت به قطر آن در مدار استوایی ۱۰ کیلومتر اختلاف وجود دارد. از آنجایی که خورشید جامد نیست و از پلاسما ساخته شده‌است، در مدار استوایی نسبت به دو قطب، تُندتر می‌گردد. این رفتار که گردش اختلافی نام دارد، به دلیل وجود پدیدهٔ همرفت در خورشید و جابجایی ماده در اثر اختلاف دما است. آنچنان که از قطب شمال دائرةالبروج دیده می‌شود، این جرم به بخشی از جرم خورشید تکانهٔ زاویه‌ای پادساعتگرد می‌دهد درنتیجه در سراسر خورشید یک سرعت زاویه را توزیع می‌کند. دورهٔ این گردش واقعی نزدیک به ۲۵٫۶ روز در مدار استوایی و ۳۳٫۵ روز در دو قطب است. از آنجایی که جایگاه زمین نسبت به خورشید همیشه در حال دگرگونی است و همیشه یک نقطه از زمین بهترین دید را نسبت به خورشید ندارد، گویا گردش این ستاره در مدار استوایی اش نزدیک به ۲۸ روز است.اثر جانب مرکز (گریز از مرکز) این گردش آرام، ۱۸ میلیون بار ضعیف تر از جاذبهٔ سطح خورشید در مدار استوایی آن است. اثر کشند سیاره‌ها هم بسیار ضعیف است و نمی‌تواند تاثیر آشکاری بر شکل ظاهری خورشید بگذارد.

خورشید ستاره‌ای با جمعیت (۱) است به عبارت دیگر ستاره‌ای سرشار از عنصرهای سنگین است.گمان آن می‌رود که آغاز پدیداری خورشید به موج‌های شوک تابیده شده از یک یا چند ابرنواختر آن همسایگی باز گردد.این تصور به دلیل انباشتگی عنصرهای سنگین مانند طلا و اورانیم در منظومهٔ خورشیدی نسبت به کمبود آن‌ها در ستاره‌های با جمعیت نوع (۲) یا فقیر در عنصرهای سنگین، پدید آمده‌است. پذیرفتنی است اگر بگوییم این عنصرها در اثر انرژی بسیار بالای پدید آمده هنگام واکنش‌های هسته‌ای ابرنواختر یا هنگام جذب نوترون و تبدیل یک عنصر به عنصر دیگر درون یک ستارهٔ نسل دومی بزرگ بوجود آمده‌است.

هسته

نمای کلی از ساختار درونی خورشید:
۱. هسته
۲. ناحیهٔ تابشی
۳. ناحیهٔ همرفتی
۴. شیدسپهر
۵. فام‌سپهر
۶. تاج
۷. لکه خورشیدی
۸. جودانه
۹. زبانه

هسته تنها ناحیه در خورشید است که بخش بزرگی از انرژی گرمایی آن را از راه همجوشی هسته‌ای فراهم می‌کند. به این ترتیب در ناحیه‌ای درونی از مرکز تا ۲۴٪ شعاع، کارمایهٔ ۹۹٪ خورشید فراهم می‌شود و تا ۳۰٪ از شعاع، فرایند همجوشی هسته‌ای به تمامی می‌ایستد و دیگر ادامه نمی‌یابد. دیگر جاهای ستاره از راه جابجایی انرژی از مرکز به لایه‌های بیرونی گرم می‌شود. کارمایهٔ پدید آمده در هسته پس از گذر از لایه‌های پی در پی وارد شیدسپهر می‌شود و از آنجا به صورت نور یا انرژی جنبشی ذرات به فضا می‌گریزد.^[۴۶][۴۷]

در هستهٔ خورشید در هر ثانیه، زنجیرهٔ پروتون-پروتون ۹٫۲×۱۰^۳۷ بار روی می‌دهد. از آنجایی که در این فرایند چهار پروتون آزاد (هستهٔ هیدروژن) هم‌زمان درگیر است پس در هر ثانیه ۳٫۷×۱۰^۳۸ پروتون به ذرهٔ آلفا (هستهٔ هلیوم) دگرگون می‌شود به زبان دیگر ۶٫۲×۱۰^۱۱ کیلو در ثانیه. در مجموع می‌توان گفت در سراسر خورشید نزدیک به ۸٫۹×۱۰^۵۶ پروتون آزاد دگرگون می‌شود.^[۴۷] می‌دانیم که در هر همجوشی و دگرگونی هیدروژن به هلیوم نزدیک به ۰٫۷٪ از حرم به انرژی دگرگون می‌شود.^[۴۸] پس خورشید در هر ثانیه ۴٫۲۶ میلیون تن جرم را در دگرگونی ماده-انرژی درگیر می‌کند. یا می‌توان گفت ۳۸۴٫۶ یوتا وات^[۱] (۳٫۸۴۶×۱۰^۲۶) یا ۹٫۱۹۲×۱۰^۱۰ مگاتن TNT در هر ثانیه. این مقدار جرم از میان نمی‌رود بلکه بر پایهٔ هم‌ارزی جرم و انرژی به صورت انرژی تابشی در می‌آید.

 

مقطع عرضی یک ستاره مانند خورشید (ناسا)

توان تولید انرژی در هسته با کمک همجوشی، بسته به فاصله از مرکز خورشید تفاوت می‌کند. برپایهٔ شبیه‌سازی‌ها چنین براورد شده که توان در مرکز خورشید ۲۷۶٫۵ watts/m^۳ است.^[۴۹] چگالی توان تولیدی خورشید بیشتر نزدیک به سوخت و ساز بدن یک خزنده‌است تا یک بمب اتم. قلّهٔ توان تولیدی خورشید با انرژی گرمایی تولید شده در یک فرایند فعال کمپوست مقایسه می‌شود. انرژی بسیار بالای بیرون آمده از خورشید نه به این دلیل که خورشید در یکای حجم توان بسیار بالایی تولید می‌کند بلکه به این دلیل است که حجم بسیار بزرگی دارد.

نرخ فرایند همجوشی هسته که در هستهٔ خورشید رخ می‌دهد در تعادل بسیار ظریفی است که پیوسته خود را اصلاح می‌کند تا در تعادل بماند: اگر میزان همجوشی اندکی بیش از اندازه‌ای باشد که اکنون است، آنگاه هسته به شدت گرم می‌شود، در برابر نیروی وزن لایه‌های بیرونی از هر سو گسترش می‌یابد، با این کار نرخ همجوشی کاهش می‌یابد و آشفتگی اصلاح می‌شود. اگر همجوشی اندکی کمتر از مقدار همیشگی آن باشد، هسته سرد و دچار جمع شدگی می‌شود، با این کار نرخ همجوشی افزایش می‌یابد و به تعادل باز می‌گردد.^[۵۰][۵۱]

 

هم‌سنجی سیاره‌های منظومه خورشیدی با تعدادی از ستاره‌های مشهور:
الف:
زمین (۴) > ناهید (۳) > مریخ (۲) > تیر (۱)
ب:
مشتری (۸) > زحل (۷) > اورانوس(۶) > نپتون (۵) > زمین (بدون شماره)
پ:
شباهنگ (۱۱) > خورشید (۱۰) > ولف ۳۵۹ (۹) > مشتری (بدون شماره)
ت:
دبران (۱۴) > نگهبان شمال (۱۳) > رأس پیکر پسین (۱۲) > شباهنگ (بدون شماره)
ث:
ابط‌الجوزا (۱۷) >قلب عقرب (۱۶) > پای شکارچی (۱۵) > دبران (بدون شماره)
ج:
وی‌وای سگ بزرگ (۲۰) >وی‌وی قیفاووس (۱۹) > مو قیفاووس (۱۸) > ابط‌الجوزا (بدون شماره)

سرعت نور

سرعت نور در خلا یک ثابت جهانی و دقیقاً برابر با ۲۹۹،۷۹۲،۴۵۸ متر بر ثانیه (در خلأ) است. علت دقت این است که تعریف متر بر اساس سرعت نور و تعریف ثانیه بنا شده‌است.

این کمیت را در فیزیک و دیگر علوم با حرف c نشان می‌دهند. در محاسبات عادی که دقت زیادی مورد نیاز نیست، سرعت نور را برابر با ۳۰۰٬۰۰۰ کیلومتر بر ثانیه (۳‎×۱۰^۸ متر بر ثانیه) در نظر می‌گیرند. مقدار آن تقریباً برابر با ۱۸۶٬۲۸۲ مایل بر ثانیه است. سرعت نور بیشینه سرعتی است که انرژی، ماده و اطلاعات در جهان می‌تواند مسافرت کند. این سرعت همچنان سرعت تمام ذرات بدون جرم و میدان‌های فیزیکی — شامل تابش الکترومغناطیسی که نور نیز جزو آن می‌شود — نیز هست. ذراتی که ذکر شد سرعتشان مستقل چارچوب مرجع است که گسترش این اصل به نسبیت خاص می‌انجامد. همچنین این سرعت در فرمول مشهور هم‌ارزی جرم و انرژی یعنی E = mc² ظاهر می‌شود.

سرعت نور در اجسام شفاف کمتر از سرعت نور در خلأ است. سرعت نور در خلأ تقسیم بر سرعت نور در آن ماده شفاف (مانند شیشه یا هوا) به عددی بزرگتر از یک می‌انجامد که به آن ضریب شکست (با نماد n نشان می‌دهند) می‌گویند و در فرمول‌های نور هندسی کاربرد دارد. برای مثال ضریب شکست نور مرئی برای شیشه معمولی حدود ۱٫۵ است و بدین معنی است که سرعت نور در شیشه، c / ۱٫۵ ≈ ۲۰۰٬۰۰۰ km/s است. ضریب شکست نور برای هوا ۱٫۰۰۰۳ (1.0003) است که نشان می‌دهد نور در هوا حدود ۹۰ km/s کندتر از c حرکت می‌کند.

نخستین بار گالیلئو گالیله سرعت نور را اندازه گرفت. اما مقداری که او به دست آورد بسیار متفاوت‌تر از مقدار واقعی بود. بعدها ستاره‌شناس دانمارکی اوله رومر به کمک گرفت‌های مشتری سرعت نور را تا حد دقیقی اندازه گرفت.