حبیب الله رواقی اردبیلی

سیستم های فتوولتاییک یکی از پر مصرف ترین و کاربردی ترین موارد استفاده از انرژی خورشید محسوب می گردند. یکی از کاربردهای اینگونه سیستم ها کاربرد خانگی آنهاست. با توجه به مزایای این انرژی پاک در سال های اخیر، احداث سیستم های فتوولتاییک بر پشت بام و شیروانی منازل در کشورهای مختلف از استقبال خوبی برخوردار شده است. از طرفی، گسترش زندگی شهری باعث کاهش فضای کافی برای احداث این قبیل مولد ها شده است. در این شرایط، لزوم استحصال انرژی لازم برای واحدهای مسکونی در فضایی محدود بیش از پیش احساس می گردد. در این مقاله، ضمن طراحی ابعاد و چیدمان بهینه پنل های خورشیدی (شامل تعداد ردیف، طول و عرض پنل ها، فاصله بین پنل ها و شیب بهینه پنل ها نسبت به افق) برای یک واحد مسکونی با میزان انرژی مورد نیازِ مشخص، کمترین مساحت لازم برای تأمین این انرژی به دست آمده است. اثر سایه متقابل پنل ها بر روی یکدیگر نیز در این مقاله در نظر گرفته شده است. با توجه به ماهیت غیرخطی تابع هدف و قیود این مسأله، تکنیک های بهینه سازی هوشمند می توانند با دقت و سرعت بالایی پاسخگو به این مسئله باشند. بنابراین، برای این بهینه سازی از الگوریتم تبرید شبیه سازی شده به عنوان یکی از الگوریتم های مناسب استفاده شده است. برای ارزیابی این روش محاسبات به طور نمونه برای تأمین انرژی یک واحد مسکونی واقع در تهران با عرض جغرافیایی 7/35 درجه شمالی پیاده سازی شده است. نتایج حاکی از ابعاد 22 متر مربع برای تأمین انرژی سالانه یک واحد مسکونی با مصرف 4 مگاوات ساعت در سال خواهد بود. بنابراین، امکان احداث سیستم خورشیدی برای مجتمع های مسکونی با توجه به تعداد زیاد واحدها و محدودیت مساحت پشت بام وجود نخواهد داشت.