درخت حوزه‌های تخصصی

در این مقاله یک مبدل dc-dc تک کلیده بدون ترانسفورماتور جدید با ضریب بهره بالا و تنش ولتاژ کم در دو سر کلید قدرت به منظور استفاده در انرژی خورشیدی پیشنهاد می شود. در مبدل پیشنهادی تنها یک کلید قدرت به کار رفته است به همین دلیل کنترل آن ساده می باشد و تلفات هدایتی کلید قدرت نیز در مبدل پیشنهادی پائین می باشد. بهره ولتاژ مبدل پیشنهادی در مقایسه با مبدل افزاینده مرسوم و کاهنده-افزاینده بالاتر می باشد. مبدل پیشنهادی تنش ولتاژ پائینی در دو سر کلید ایجاد می کند که باعث کاهش تلفات هدایتی کلید می شود. این مبدل در دو رژیم هدایت پیوسته و رژیم هدایت ناپیوسته می تواند کار کند. در این مقاله ضمن ارائه مدهای کاری مختلف مبدل پیشنهادی در دو رژیم هدایت به محاسبات مربوط به بهره، جریان های عبوری از عناصر، بازده و اندازه ریپل ولتاژ خازن ها پرداخته می شود. برای اثبات درستی محاسبات و عملکرد صحیح مبدل پیشنهادی نتایج شبیه سازی در محیط نرم افزار PSCADو نیز نتایج عملی ارائه می شود.

میزان تابش رسیده از جوّ به سطح زمین به عنوان اصلی ترین ورودی در مسیر استفاده از انرژی خورشیدی در طراحی و مدلسازی تجهیزات مربوطه می باشد. همچنین شدت تابش خورشیدی بر سایر پدیده های موجود در طبیعت مانند تبخیر سطحی، سیلاب، بارندگی، آلودگی زیست محیطی و ... نیز اثری مستقیم دارد. به دلیل اهمیت این موضوع مدل های بسیاری برای محاسبه ی کمّی این پارامتر ابداع شده است که متناسب با جغرافیا و اقلیم هر منطقه تفاوت هایی با یکدیگر دارند. در این پژوهش با استفاده از داده های اندازه گیری شده در بین سال های 1957 تا 2005 در شهرستان بم واقع در استان کرمان، میزان تابش آفتاب رسیده به زمین بر اساس مدل های ارائه شده از قبیل آنگستروم و پیج واسنجی شدند. رابطه های مورد نظر برای منطقه بم تعمیم یافت و منحنی تغییرات شدت تابش برای هریک از آنها نسبت به تابش های واقعی اندازه گیری شده که از سایت سازمان هواشناسی ایران استخراج گشته اند، ترسیم شد. پس از آن مقدار اندازه گیری شده با میزان محاسباتی توسط مدل ها با هم مقایسه گردید و مدلی که بیشترین همخوانی را با مقادیر ثبت شده برای ایستگاه مورد بحث داشت، به عنوان مدل بهینه برای منطقه بم انتخاب گردید. بررسی دقت رابطه ها و برآورد میزان خطای هریک از آنها، با انجام آزمون های متعارف و با استفاده از کمیت هایی نظیر درصد متوسط خطا، متوسط خطای مبنا، جذر میانگین مربعات خطا، خطای استاندارد تخمین و ضریب همبستگی صورت پذیرفت. بدین ترتیب کلیه ارقام مقایسه ای محاسبه شده در جداولی طبقه بندی شدند و بر اساس آنها مدل بهینه برای شهرستان بم انتخاب گشت. در نتیجه با استفاده از روابط پیشنهادی برای شهرستان بم، امکان مدلسازی برای برآورد شدت تابش خورشید در هر زمان از سال امکان پذیر خواهد بود.

با وجودِ پتانسیل بالای انرژی زمین گرمایی در ایران، تنها 100 مگاوات برق زمین گرمایی در سال 1396 بهره برداری خواهد شد، زیرا هزینه سوخت که حدود 70 تا90 درصدِ هزینه تمام شده مرسوم(غیر واقعی) نیروگاه های حرارتی را تشکیل می دهد، یارانه های بالایی در چند سال اخیر به آن اختصاص یافته است و هزینه آثار خارجی در هزینه تمام شده برق لحاظ نمی شود. در این پژوهش برآنیم تا هزینه تمام شده واقعی برق زمین گرمایی را به تفکیک اجزاء با نیروگاه های متداول در ایران مقایسه نماییم. روش هزینه همترازشده شامل هزینه های سرمایه گذاری، تعمیرات و نگهداری، سوخت و آلایندگی هر یک از فناوری های تولید برق می باشد. مقایسه هزینه های تمام شده برق مفروض بر قیمت صادراتی سوخت و هزینه آثار خارجی نشان می دهد که ضریب ظرفیت بالا، عدم نیاز به سوخت های فسیلی و هزینه آلایندگی ناچیز، نیروگاه های زمین گرمایی را با سایر نیروگاه های مرسوم در ایران رقابت پذیر می سازد، در حالی که مقایسه هزینه تمام شده برق مفروض بر قیمت فعلی سوخت و عدم ملاحظات زیست محیطی نشان می دهد که نیروگاه زمین گرمایی در مقایسه با سایر نیروگاه های متداول در اولویت آخرِ اقتصادی قرار دارد. این پژوهش پیشنهاد می دهد که آزادسازی قیمت تمام شده انرژی و لحاظ هزینه آثار خارجی، اثر قابل توجهی بر توسعه صنعت برق زمین گرمایی در ایران دارد و امکان صادرات بیشتر گاز طبیعی را فراهم می آورد.

دست یابی به مدل بهینه و تعریف نقشه ی جامع تأمین انرژی در شرایط امروز کشور به یک ضرورت تبدیل شده است. پژوهش حاضر با رویکردی کل نگر و ترسیم وضعیت مطلوب در ابعاد مختلف پایداری مشتمل بر جنبه های فنی، اقتصادی و زیست محیطی، مدل بهینه ای را به منظور دست یابی به منابع انرژی کم هزینه و سازگار بامحیط زیست تحت سناریو های مختلف زمانی 100 تا 500 ساله با بهره گیری از الگوریتم ژنتیک ارائه نمود. نتایج ضمن مشخص نمودن ترکیب مناسب انرژی در هر دوره ی زمانی،حاکی ازسهم بیش تر سوخت های فسیلی جهت تأمین انرژی در دوره های زمانی کوتاه و تأثیر نسبی بیش تر شاخص مالی نسبت به زیست محیطی بوده درحالی که این روند به سرعت به سمت انرژی های تجدیدپذیر درحال تغییر بوده به گونه ای که سهم 63 درصدی سوخت های فسیلی در دوره ی 100 ساله به سهم 62 درصدی انرژی های تجدید پذیر در افق 500 ساله تغییر یافته است. همچنین،برآورد میزان برداشت هریک از منابع انرژی از کل ظرفیت منبع درطی یک سال نشان داد با افزایش طول دوره در سناریوهای مختلف، میزان استفاده از انرژی های تجدیدپذیر و دوستدار محیط زیست تقریباً نزدیک به ظرفیت کامل بهره برداری از این منابع مورد توصیه بوده است.