دانلود رایگان سوالات کارشناسی ارشد آزاد مهندسی انرژی های تجدیدپذیر 1390

---

آزمون های برگزار شده

---

تحلیل محتوایی سؤالات ارشد انرژی‌های تجدیدپذیر آزاد ۱۳۹۰

سوالات آزمون سال ۱۳۹۰ در این رشته، توازن مناسبی میان تئوری‌های کلاسیک و کاربردهای صنعتی مدرن ایجاد کرده بود. سرفصل‌های کلیدی مورد بحث عبارتند از:

سیستم‌های خورشیدی (حرارتی و فتوولتائیک)

• هندسه خورشیدی: محاسبه زوایای تابش (ساعت، انحراف، ارتفاع) و تعیین بهترین شیب برای کلکتورها در عرض‌های جغرافیایی مختلف.
• فتوولتائیک (PV): فیزیک نیمه‌هادی‌ها، لایه‌های p-n، منحنی مشخصه I-V سلول خورشیدی و تأثیر دما و شدت تابش بر ولتاژ مدار باز (Voc).
• سیستم‌های حرارتی: تحلیل کلکتورهای تخت و سهموی، ضریب حذف حرارت و سیستم‌های ذخیره‌ساز گرمای محسوس و نهان.

انرژی باد و هیدرولیک

• آیرودینامیک توربین باد: تئوری مقدار حرکت، حد بتز (Betz Limit)، ضریب توان (Cp) و تحلیل توزیع سرعت باد (توزیع وایبول).
• اجزای مکانیکی: گیربکس‌ها، ژنراتورهای القایی و سیستم‌های کنترل زاویه پره (Pitch Control) برای حفاظت در سرعت‌های بالا.
• هیدروالکتریک کوچک: محاسبه توان خروجی از هد (Head) و دبی آب، و آشنایی با توربین‌های پلتون و فرانسیس.

زیست‌توده، زمین‌گرمایی و هیدروژن

• بیوانرژی: فرآیندهای هضم بی‌هوازی، تولید بیوگاز و ارزش حرارتی سوخت‌های زیستی.
• انرژی زمین‌گرمایی: تحلیل سیکل‌های بخار مستقیم و سیکل‌های باینری (ORC) برای بهره‌برداری از چشمه‌های با دمای پایین.
• اقتصاد و محیط زیست: تحلیل هزینه تراز شده انرژی (LCOE) و نقش تجدیدپذیرها در کاهش کربن دی‌اکسید (CO2).

راهبرد پیشنهادی برای مطالعه

1. تسلط بر مثلثات خورشیدی: بخش بزرگی از سوالات خورشیدی با درک صحیح از زوایای تابش و موقعیت خورشید به راحتی حل می‌شوند.
2. درک مکانیک سیالات پایه: برای پاسخ به سوالات توربین باد و نیروگاه‌های آبی، تسلط بر معادلات پیوستگی و برنولی ضروری است.
3. مطالعه سیستم‌های ذخیره‌ساز: با توجه به نوسانی بودن انرژی‌های نو، مبحث باتری‌ها و ذخیره‌سازهای حرارتی همواره مورد توجه طراحان است.
4. تحلیل سیکل‌های رانکین آلی (ORC): این سیکل در بهره‌برداری از حرارت‌های اتلافی و زمین‌گرمایی کاربرد وسیعی دارد و از مباحث محبوب کنکور است.

جمع‌بندی

آزمون سال ۱۳۹۰ نشان داد که داوطلبان برای موفقیت در رشته انرژی‌های تجدیدپذیر، باید نگاهی چندرشته‌ای داشته باشند. ترکیب دانش مکانیک برای تحلیل باد، دانش فیزیک و برق برای تحلیل خورشیدی و دانش شیمی برای مباحث بیومس و پیل سوختی، مشخصه اصلی این آزمون بود.

---

سؤالات متداول

چرا بازده سلول‌های خورشیدی با افزایش دما کاهش می‌یابد؟

افزایش دما باعث افزایش ارتعاشات شبکه در نیمه‌هادی و کاهش پهنای باند ممنوعه (Band Gap) می‌شود که منجر به افت ولتاژ خروجی و در نتیجه کاهش توان تولیدی می‌گردد.

حد بتز (Betz Limit) در توربین‌های بادی چیست؟

این حد تئوریک بیان می‌کند که یک توربین بادی حداکثر می‌تواند ۵۹.۳ درصد از انرژی جنبشی جریان باد را جذب کند و رسیدن به بازده ۱۰۰ درصد فیزیکاً غیرممکن است.

تفاوت سیستم‌های فتوولتائیک On-Grid و Off-Grid چیست؟

سیستم‌های On-Grid به شبکه سراسری برق متصل هستند و مازاد تولید را می‌فروشند، اما سیستم‌های Off-Grid مستقل از شبکه بوده و برای ذخیره انرژی به بانک باتری نیاز دارند.

بیوگاز عمدتاً از چه گازهایی تشکیل شده است؟

بیوگاز حاصل از هضم بی‌هوازی عمدتاً شامل متان (CH4) بین ۵۰ تا ۷۰ درصد و دی‌اکسید کربن (CO2) بین ۳۰ تا ۴۰ درصد است.

سیکل باینری (Binary Cycle) در نیروگاه زمین‌گرمایی چه کاربردی دارد؟

در مواردی که دمای سیال زمین‌گرمایی برای تبخیر مستقیم آب کافی نیست، از این سیال برای تبخیر یک مایع ثانویه با نقطه جوش پایین (مانند ایزوپنتان) استفاده می‌شود تا توربین را به حرکت درآورد.

---

سوالات و پاسخ سوالات کارشناسی ارشد - بخش صد و نود و هفتم ( بیشتر ... )