انرژی ایران

تولید سیمان یک فرآیند به شدت انرژی بر می باشد و کوره دوار مهم ترین بخش فرآیند است. کوره دوار به عنوان یک راکتور و با توجه به ماهیت پیچیده ی واکنش های فیزیکی و شیمیایی در آن و نیز پارامترهای متعدد موثر بر کیفیت، معادلات دینامیکی پیچیده ای دارد که درک آن ها نیاز به شناخت دقیق پدیده های انتقال دارد. عملکرد بهینه ی کوره امکان نگهداشت بخشی از انرژی حرارتی را که به طور عادی در فرآیند تلف می گردد را فراهم می سازد. به عبارتی با در دست داشتن یک مدل جامع از فرآیند می توان عملکرد بهتری از کوره در راستای کاهش هزینه های تولید ایجاد نمود. در مطالعه ی حاضر، بخشی از فرآیندهای اثرگذار در یک کور ه ی دوار سیمان شبیه سازی شده و پارامترهای عملیاتی بر روی خروجی های فرآیند بررسی و صحه گذاری شد تا با بسط دادن در سیستم های پخت مشابه مورد استفاده قرار گیرد. نتایج شبیه سازی، شامل موارد زیر مورد بررسی قرار گرفته است:

همواره در فرآیند خشک کردن محصولات کشاورزی انرژی زیادی مصرف می شود. برای صرفه جویی در مصرف انرژی های فسیلی، استفاده مستقل و یا ترکیبی از انرژی خورشیدی، از روش های معمول در خشک کردن محصولات کشاورزی می باشد. در تحقیق حاضر، عملکرد گرمائی یک خشک کن خورشیدی فعال مجهز به سامانه بازیافت انرژی در سه سطح دمای هوای خشک کننده بررسی شده است. نتایج تحقیق نشان داد که در دماهای هوای خشک کننده 55، 65 و 75 درجه سلسیوس، سامانه بازیافت انرژی قادر است به ترتیب 8/16، 5/18 و 9/18درجه سلسیوس دمای هوای ورودی به خشک کن را افزایش دهد. در این شرایط 8/47، 9/42 و 5/40 درصد از انرژی هوای خروجی از خشک کن بازیافت می گردد که انرژی مورد نیاز گرم کن الکتریکی را 7/30، 2/19 و 7/14 درصد کاهش می دهد.

با افزایش نگرانی ها در مورد انتشار گازهای گلخانه ای و دیگر مسائل زیست محیطی، استفاده از تکنولوژی های نوینی نظیر انرژی خورشیدی به طور فزاینده ای برای تولید برق توصیه شده است. در این مقاله یک نمونه نیروگاه خورشیدی 500 کیلوواتی متصل به شبکه توسط نرم افزار PVsystشبیه سازی و عملکرد آن در شرایط متفاوت آب و هوایی موردبررسی و ارزیابی قرارگرفته است. همچنین ضریب عملکرد و انواع تلفات انرژی (مانند: تلفات تبدیل انرژی، تلفات شبکه داخلی، تلفات الکترونیک قدرت(مبدل ها) ) محاسبه شده است. در انتها میزان انرژی تولیدی و تزریقی به شبکه و درآمد سالانه حاصل از آن برای احداث در جنوب تهران، کرمان و یزد مقایسه شده است. با توجه به نتایج شبیه سازی شهر یزد از بین دو شهر دیگر به عنوان سایت بهینه برای احداث این نیروگاه شناخته شده است.

آلودگی های محیط زیستی، نوسانات قیمت و پایان پذیر بودن منابع انرژی فسیلی مورد استفاده در نیروگاه ها باعث روی آوردن به منابع انرژی جایگزین شده است. استفاده از انرژی های پایدار به خصوص انرژی خورشیدی می تواند بهترین گزینه برای تامین انرژی در نیروگاه های تولید برق باشد. گام اول برای توسعه استفاده از انرژی خورشیدی مکان یابی نواحی است که در آن انرژی خورشیدی در حد مطلوب و دیگر شرایط لازم احداث نیروگاه را دارا باشد، است. در این تحقیق، سیستم اطلاعات جغرافیایی مبتنی بر منطق فازی، که قابلیت های متعدد آن ها در حل مسائل پیچیده مکانی به اثبات رسیده است، به منظور تصمیمگیری در زمینه این مساله بکار گرفته شده است. استان هرمزگان پتانسیل بالایی را جهت بهره برداری از انرژی خورشیدی دارد. به این منظور ابتدا با توجه به مطالعات پژوهشگران مختلف و همچنین نظر کارشناسان اداره برق منطقه ای استان هرمزگان معیارهای مناسب جهت احداث نیروگاه تعیین شد. معیارهای مورد استفاده در مکان یابی مناطق مستعد در این استان ساعات آفتابی، شیب، فاصله از مناطق جمعیتی، فاصله از راه ها، فاصله از خطوط انتقال نیرو، کاربری اراضی و لایه محدودیت ها در نظر گرفته شد. اطلاعات مورد نیاز از منابع گوناگون استخراج و بصورت لایه های اطلاعاتی به محیط نرم افزار ACGIS10 معرفی شدند. وزن های معیارها با استفاده از روش تحلیل سلسله مراتبی استخراج شده و به منظور تلفیق لایه ها از مدل فازی استفاده شد. بر اساس این روش 22524.115کیلومتر مربع از مساحت استان هرمزگان در طبقه خیلی خوب، جهت احداث نیروگاههای خورشیدی حرارتی قرار گرفت.

سیستم ترکیبی سرمایش، حرارت و قدرت (CCHP)، یک تکنولوژی کارا در کاهش مصرف انرژی اولیه و انتشار آلودگی های دی اکسید کربن از طریق تولید همزمان حرارت، سرما و برق از یک منبع سوختی یکسان است. در این مطالعه، یک مدل بهینه سازی اقتصادی برای محاسبه اندازه های بهینه اجزای مختلف یک سیستم CCHP توسط تئوری برنامه ریزی ریاضی خطی توسعه داده شده است. سناریوهای امکان فروش برق به شبکه و عدم امکان فروش برق به شبکه برای ارزیابی عملکرد مدل در ساختمانی در شهر تهران مورد بررسی قرار گرفته است. در صورت فروش برق، هم برق اضافی و هم حرارت اضافی از حالت بدون فروش برق باارزش تر هستند. این موضوع از طریق به ترتیب فروش به شبکه و تغذیه به چیلر جذبی صورت می گیرد که درنتیجه با فروش برق، اندازه های بهینه واحد CHP و و چیلر جذبی افزایش و اندازه بهینه چیلر الکتریکی کاهش می یابد. همچنین می توان به این نتیجه رسید که اندازه بهینه سیستم CCHP براساس موتور احتراق داخلی نسبت به دیگر تکنولوژی ها بزرگترین است زیرا پایین ترین هزینه سرمایه ای را دارد.

چکیده برآورد تابش خورشیدی روزانه(Rs) برپایه پراسنج های هواشناختی اندازه گیری شده در سطح افقی زمین به صورت گسترده در زمینه های مختلف به کار برده می شود. به دلیل مشکلات اقتصادی و فنی، اندازه گیری تابش در همه مناطق ممکن نیست و باید براساس مدل های ریاضی به گونه ای آن را تخمین زد. یکی از روش های متداول برای تخمین تابش خورشیدی رسیده به زمین، استفاده از متغیرهای دمایی و جغرافیایی در هر مکان است. در این مقاله تلاش شده تا یک مدل عمومی برای تخمین Rs برای مناطق خشک و نیمه خشک ایران معرفی گردد. در پژوهش حاضر پس از بررسی و مرور پیشینه علمی موضوع برای برآورد Rs، ابتدا داده های تابش خورشیدی رسیده به زمین(Mj m-2 d-1)، دما، رطوبت نسبی هوا و ... در مقیاس زمانی روزانه از سه ایستگاه سینوپتیک کرمان، مشهد و یزد که جزء مناطق خشک و نیمه خشک مرکزی ایران هستند، در دوره آماری 1350 تا 1390 از سازمان هواشناسی کشور(IRIMO) اخذ گردید. سپس داده های موجود مورد بررسی قرار گرفته و داده های پرت و دارای خطا حذف شدند. در ادامه میانگین روزانه داده های مذکور محاسبه گردید و با استفاده از تحلیل رگرسیون چندین مدل توسط نرم افزار MATLAB محاسبه شد. براساس نتایج به دست آمده مدل 2 و 5 برازنده ترین مدل برای مناطق خشک و نیمه خشک ایران هستند. علاوه براین، به دلیل اینکه این دو مدل برپایه عرض جغرافیایی می باشند می توان آنها را در تخمین تابش خورشیدی روزانه سایر نقاط جهان بخصوص مناطقی با عرض جغرافیایی مشابه به کار برد.

در این پروژه دو نمونه سیستم ذخیره سازی انرژی سرمایشی برای مصارف تهویه مطبوع در یک ساختمان اداری بصورت مجزا از جنبه های اگزرژی، اقتصادی و زیست محیطی در دو فرایند شارژ و تخلیه مورد تحلیل، بهینه سازی و مقایسه فنی-اقتصادی قرار گرفته است. یک سیستم شامل یک مخزن ذخیره سازی یخ (ITES) و یک سیستم شامل مخزن ذخیره سازی انرژی حاوی مواد تغییر فاز دهنده (PCM) می باشد. بازده اگزرژی و نرخ هزینه کلی سیستم به عنوان توابع هدف در نظر گرفته شده اند. متغیرهای تصمیم گیری شامل دمای آب ورودی به هواساز (T3)،دمای آب بازگشتی از هواساز (T4)، دمای مخزن ذخیره سازی یخ (TST)، دمای اشباع مبرد در اواپراتور (T5)، دمای اشباع مبرد در کندانسور (T8) هستند. در ادامه، بهینه سازی چندهدفه با استفاده از الگوریتم ژنتیک چند هدفه با مرتب سازی نامغلوب (NSGA-II)روی کل سیستم صورت گرفت و مقادیر بهینه پارامترهای طراحی و توابع هدف به دست آمدند. در پایان عملکرد سیستم های مدل شده از نقطه نظر میزان برق مصرفی و همچنین میزان نشر گاز و نیز مدت زمان بازگشت سرمایه با یک سیستم سرمایشی معمول در یک مطالعه موردی مقایسه شد. نتایج حاکی از کاهش 4.59% و 7.58% مصرف برق و همچنین کاهش سالانه 17.8% و 27.2% تولید گاز بترتیب برای سیستم های ITES و PCM در مقایسه با سیستم معمول است.

خرد اقلیم ها و کیفیت هوا در فضاهای شهری از منافع بزرگ برای رفاه شهروندان است. کنترل جزایر حرارتی شهری از مهمترین نگرانی ها برای بهبود راحتی و سلامت انسان به خصوص در مناطق با آب و هوای گرم است. به دست آوردن آسایش حرارتی در داخل ساختمان نسبتا آسانتر بوده در صورتی که در فضا های باز بدست آوردن این آسایش بسیار دشوارتر است و به همین دلیل خیلی کمتر روی آن کار شده است. جزایر حرارتی در مقیاس بزرگ بیشتر مربوط به نحوه شهرسازی می باشد ولی در مقیاس کوچکتر یکسری اصول و قواعدی وجود دارد که می توان در جهت کنترل آن موثر باشد. کنترل انرژی تابشی خورشید، استفاده و هدایت مناسب جریان باد و ایجاد رطوبت در فضا اصول اصلی در این راستا هستند که شامل راهکارهایی بر معماری ساختمان و منظره اطراف آن خواهد بود از جمله رعایت فاصله و ارتفاع مناسب ساختمان ها نسبت به هم، استفاده از سطوح سرد با قابلیت کمتر جذب نور، استفاده از آب نماها و آبفشانها و ... که اولویت بندی آنها با توجه به شرایط ویژه می تواند تغییر کند و در این پژوهش مورد بررسی قرار می گیرند.

هدف مطالعه حاضر توسعه یک مدل شبکه عصبی مصنوعی (ANN) بر اساس روش رگرسیون غیرخطی چندگانه (MNLR) برای تخمین میانگین ماهانه مجموع روزانه تابش کلی خورشید در هر محل از استان کرمانشاه است. برای این منظور، داده های هواشناسی 23 ایستگاه در استان کرمانشاه در طول سالهای 1392- 1387 جمع آوری شد که از این بین، داده های 17 ایستگاه برای آموزش و 6 ایستگاه برای تست شبکه استفاده شد. در مرحله اول، همه متغیرهای مستقل (عرض جغرافیایی، طول جغرافیایی، ارتفاع، ماه، حداقل درجه حرارت ماهانه در جو، حداکثر درجه حرارت در جو، متوسط درجه حرارت در جو، دمای خاک، رطوبت نسبی، سرعت باد، بارش، فشار اتمسفریک، فشار بخار، کدورت و مدت زمان تابش آفتاب) جمع آوری و به مدل رگرسیون وارد شدند. سپس، از روش گام به گام MNLR برای تعیین مناسب ترین متغیرهای ورودی استفاده شد. با استفاده از این متغیرهای ورودی، نتایج به دست آمده توسط مدل ANN با داده های واقعی مقایسه شد، و میانگین درصد خطا مطلق (MAPE) در حدود 98/3 درصد و ضریب همبستگی (R) در حدود 9961/0 برای مجموعه داده های تست به دست آمد که نشان دهنده معتبر بودن مدل است.

در این پژوهش به بررسی انواع سیستم های سرمایش خورشیدی برای استفاده در منازل مسکونی پرداخته شده است. اجزای مختلف تمامی سیستم ها بر اساس فناوری روز انتخاب شده و محاسبات اقتصادی بر اساس پارامترهای مختلف بر روی آنها انجام گرفته است. در کنار ارزیابی اقتصادی این سیستم ها برای استفاده به عنوان جایگزین سیستم های سرمایشی موجود، اثرات محیط زیستی آنها از منظر ملی نیز مورد توجه قرار داده شده و در مورد پذیرش اجتماعی آنها نیز مطالبی عنوان شده است. سیستم های مورد مطالعه از هر دو دسته اصلی سیستم های سرمایش خورشیدی (فتوولتائیک و حرارتی) انتخاب شده و تمامی پارامترهای اثرگذار بر اندازه و قیمت آنها مورد توجه قرار گرفته است. هدف دیگر این پژوهش، کمک به سیاست گذاران توسعه صنعت انرژی خورشیدی در کشور برای انتخاب تکنولوژی مناسب سرمایه گذاری در حوزه سرمایش خورشیدی است. از این رو مناطق جنوبی کشور که بیشترین بار سرمایشی و البته بیشترین پتانسیل استفاده از انرژی خورشید را در طول سال دارا می باشند برای بررسی انتخاب شده اند. نکته حائز اهمیت در انتخاب سرمایش خورشیدی، تاثیر بسیار زیاد آن بر پیک مصرف برق کشور در روزهای گرم تابستان است که جزو نقاط تمرکز دولت می باشد.