انرژی ایران

انرژی ایران

انرژی ایران دوره 26 بهار 1402 شماره 1 (پیاپی 85) (مقاله علمی وزارت علوم)

مقالات

۱.

بررسی، شبیه سازی و تحلیل گردش هوا در مراکز داده جهت کاهش مصرف انرژی(مقاله علمی وزارت علوم)

نویسنده:

کلید واژه ها: مرکز داده اتاق سرور شبیه سازی بهینه سازی

حوزه های تخصصی:
تعداد بازدید : ۴۴ تعداد دانلود : ۳۵
مرکز داده به مکانی گفته می شود که گروه عظیمی از سرورهای کامپیوتری و تجهیزات شبکه با استفاده از امکانات زیرساختی و ارتباطی برای رایانش و میزبانی مجموعه بزرگی از داده ها، گرد هم آمده باشند. به بیان دیگر، دیتاسنتر محل استقرار تعداد زیادی از سرورهای کامپیوتری است که در کنار یکدیگر و بدون وقفه، امور مربوط به رایانش، ذخیره سازی و انتقال داده ها را انجام می دهند. ساختمان اغلب این مراکز، دارای سیستم های امنیتی پیشرفته، سیستم تهویه، اطفاء حریق و سیستم توزیع برق است که به سامانه برق اضطراری [1]و دیزل ژنراتور مجهز شده اند. پیاده سازی یک دیتاسنتر، عموما بر پایه شبکه عظیمی از منابع پردازشی و ذخیره سازی صورت می پذیرد . از آن جا که انتشار گرما در سرور رک ها دائما در حال افزایش است، بنابراین طراحی مناسب سیستم تهویه هوا در مرکز داده برای جلوگیری از تخریب دستگاهها ناشی از گرمای زیاد اهمیت دارد . بیش از نیمی از انرژی مصرفی یک مرکز داده ی معمول، در زیرساخت های فیزیکی صرف می شود ، در این پژوهش بجهت بهینه سازی مصرف انرژی در مراکز داده و افزایش راندمان ابتدا شاخص های دمایی معرفی و سپس بر روی مدل های شبیه سازی شده پیاده سازی میگردد و در پایان مدل بهینه معرفی میگردد.   [1] UPS
۲.

ارزیابی اقتصادی تامین برق دستگاه های ماینر و استخراج رمز ارز از طریق نیروگاه خورشیدی و نیروگاه مقیاس کوچک با استفاده از روشی برمبنای الگوریتم سیمپلکس(مقاله علمی وزارت علوم)

کلید واژه ها: رمز ارزها ماینر نیروگاه مقیاس کوچک نیروگاه خورشیدی مطالعات اقتصادی ارزش خالص فعلی (NPV)

حوزه های تخصصی:
تعداد بازدید : ۳۱ تعداد دانلود : ۳۳
امروزه با پیشرفت تکنولوژی و روند افزایشی قیمت رمز ارزها و سودآوری آن، استخراج رمز ارزها از دستگاه های ماینر به شدت مورد توجه قرار گرفته اند. از سوی دیگر با توجه به اینکه برق مصرفی ماینرها با نرخ برق صادراتی محاسبه می گردد، هزینه های بهره برداری آنها با افزایش نرخ ارز افزایش می یابد و باعث کاهش سودآوری استخراج رمز ارز می گردد. در همین راستا احداث نیروگاه های تجدیدپذیر شامل خورشیدی و مقیاس کوچک به صورت اختصاصی جهت استخراج رمز ارزها به نظر می رسد می تواند باعث کاهش هزینه ها و صرفه جویی اقتصادی گردد. در این پژوهش احداث همزمان نیروگاه خورشیدی و مقیاس کوچک جهت تولید برق مورد نیاز دستگاه های ماینر مورد بررسی قرار می گیرد. ابتدا یک مدل ریاضی بر مبنای ارزش فعلی هزینه احداث و بهره برداری، جهت تعیین ظرفیت بهینه هر نیروگاه ارائه می گردد. سپس اقتصادی بودن طرح به دست آمده، با استفاده از روش ارزش خالص فعلی بررسی می گردد. طرح احداث همزمان نیروگاه مقیاس کوچک و خورشیدی با سه طرح احداث نیروگاه خورشیدی، احداث نیروگاه مقیاس کوچک و استفاده از برق شبکه مقایسه می شود. نتایج نشان می دهد، احداث نیروگاه مقیاس کوچک و در کنار آن نیروگاه خورشیدی بهترین نتیجه را خواهد داشت.
۳.

بررسی اقتصادی و محیط زیستی استفاده از سیستم تولید همزمان برق و حرارت (mCHP) در منازل مسکونی ایران(مقاله علمی وزارت علوم)

کلید واژه ها: سیستم تولید همزمان برق و حرارت شاخص نسبت نگهداشت هزینه تحلیل اقتصادی انتشار آلاینده های هوا

حوزه های تخصصی:
تعداد بازدید : ۵۰ تعداد دانلود : ۲۸
   امروزه سیستم های تولید همزمان برق و حرارت با توجه به کاهش تلفات، راندمان بالا و کمک به امنیت شبکه مورد توجه کشورهای توسعه یافته ی دنیا برای مصارف مسکونی قرار گرفته اند. برای استفاده از این سیستم ها در کشور ابتدا باید بازار هدف آن مشخص گردد،  سپس با بررسی شرایط اقتصادی و ایجاد طرح های حمایتی به تشویق مصرف کنندگان مسکونی برای استفاده از این سیستم ها پرداخته شود. بدین منظور در مقاله ی حاضر، ابتدا مناسب ترین استان برای استفاده از این گونه سیستم ها انتخاب و سپس با استفاده از میزان مصرف برق و گاز منازل مسکونی مقایسه ای بین سیستم رایج و استفاده از سیستم mCHP  انجام گردید و با توجه به قیمت های واقعی تحلیل اقتصادی انجام و در ادامه میزان انتشار آلاینده های هوا برای هر دو سیستم مطالعه شد. نتایج نشان می دهد که استان تهران بهترین استان برای بازار این محصول می باشد. همچنین با توجه به تعرفه های کنونی استفاده از این سیستم می تواند پس از 6 سال بازگشت سرمایه داشته باشد، از طرفی مقادیر تولید آلاینده های  ،  ،  و  از سیستم رایج به ترتیب 9/60 ، 3/60 ، 7/54 و 100 درصد بیشتر از mCHP می باشد. نهایتا با توجه به بحث های اقتصادی و زیست محیطی، استفاده از سیستم تولید همزمان با کمک سیاست های حمایتی ضمن بهینه سازی مصرف انرژی و کاهش گازهای گلخانه ای قدم مهمی در جهت توسعه کشور می باشد.
۴.

بهینه یابی فرم گلخانه خورشیدی در یک ساختمان مسکونی کارآمد انرژی در شهر تبریز(مقاله علمی وزارت علوم)

کلید واژه ها: کاهش مصرف انرژی گلخانه خورشیدی ساختمان مسکونی اقلیم سرد و خشک تبریز

حوزه های تخصصی:
تعداد بازدید : ۴۷ تعداد دانلود : ۲۹
هدف این مقاله، بهینه یابی فرم گلخانه خورشیدی در یک ساختمان مسکونی کارآمد انرژی در شهر تبریز است. برای این منظور از روش تحقیق توصیفی تحلیلی و همچنین نیمه تجربی (شبیه سازی) استفاده گردیده است. بدین ترتیب که ابتدا اطلاعات از طریق مطالعات کتابخانه ای جمع آوری و دسته بندی شده و سپس در نرم افزار دیزاین بیلدر و با استفاده از موتور شبیه ساز انرژی پلاس تحلیل گردیده و مصرف انرژی در حالت های مختلف: شرایط استفاده از گلخانه خورشیدی، استفاده از عایقکاری و پنجره دوجداره، بهره گیری از گلخانه خورشیدی همراه با عایقکاری (در دو حالت تهویه طبیعی و مصنوعی) بررسی و حالت های مختلف گلخانه از نظر مصالح، فرم و ابعاد با هم مقایسه شده و شرایط بهینه سامانه استخراج گردیده است. نتیجه آن که با مقایسه حالات مختلف می توان گفت حالت بهینه بهره گیری از گلخانه خورشیدی برای یک ساختمان کارآمد انرژی در اقلیم سرد و خشک تبریز، گلخانه ای با فرم مستطیل با ضلع بیشینه 30 متر رو جنوب و با عایق پشم سنگ است که در آن از پنجره دوجداره با شیشه به ضخامت 4و 6  میلیمتر و گاز آرگون استفاده شده است.
۵.

مهندسی نقص برای سلول خورشیدی مسطح بازده بالا مبتنی بر پروسکایت سه کاتیونه(مقاله علمی وزارت علوم)

کلید واژه ها: SCAPS سلول خورشیدی شبیه سازی پروسکایت

حوزه های تخصصی:
تعداد بازدید : ۳۸ تعداد دانلود : ۳۳
پارامترهای سلول خورشیدی با ترکیب کردن دو کاتیون آلی فرمامیدینیوم (FA) و متیل آمونیوم (MA) در سایت A از لایه جذب کننده پروسکایت سه کاتیونه و دو آنیونه شامل Br و I در سایت x توسط شبیه سازی با نرم افزار SCAPS بررسی شده است. ابتدا چگالی نقص لایه پروسکایت از 1013 × 1 تا 1017 × 1 (cm-3) تغییر داده شده و اثر آن بر عملکرد سلول خورشیدی مورد بررسی قرار گرفته است. سپس ضخامت لایه جاذب پروسکایت از 200 تا 1200 نانومتر تغییر کرده و برای چگالی نقص های مختلف لایه پروسکایت، نحوه و میزان تغییرات پارامترهای سلول خورشیدی دیده شده است. در مرحله بعد با تغییر چگالی نقص های فصل مشترک پروسکایت/ETL از 1011 × 1 تا 1013 × 2 (cm-3)، خازن موجود در فصل مشترک افزایش پیدا کرده که باعث کاهش بازدهی و ضریب پرشدگی سلول خورشیدی شده است. در نهایت مقدار طول انتشار حامل ها (L) از صفر تا حدود 4 میکرومتر عوض شده است که با افزایش آن، پارامترهای عملکردی سلول خورشیدی افزایش پیدا کرده اند.  
۶.

شبیه سازی و بهبود توان توربین بادی با اعمال روش مکش لایه مرزی روی پره ها(مقاله علمی وزارت علوم)

کلید واژه ها: توربین بادی مکش لایه مرزی آئرودینامیک توان باد

حوزه های تخصصی:
تعداد بازدید : ۳۶ تعداد دانلود : ۳۲
پره ها و بال ها مبتنی بر سطوح آئرودینامیک به نام ایرفویل ها هستند. هر چند ایرفویل ها برای شرایط کارکرد بهینه شده باشند، باز هم دارای محدودیت هایی در عملکرد هستند چراکه شکل ثابتی دارند و نمی توانند پاسخگوی تمام شرایط کاری باشند. در مراجع علمی برای گسترش ناحیه کاری ایرفویل ها و بهبود رفتار آن ها، از تکنیک هایی به نام کنترل جریان استفاده می شود. یکی از روش های کنترل جریان روی ایرفویل ها روش مکش لایه مرزی می باشد که در این روش تلاش می شود لایه مرده و بدون انرژی نزدیک سطح، از درون سیال بیرون کشیده شده و سیال با انرژی اطراف، جای آن را بگیرد. در این مقاله ابتدا توربین ۶۶۰ کیلووات شرکت وستاس به عنوان مدل نمونه انتخاب و سپس هندسه آن ایجاد و مدل سه بعدی و شبکه محاسباتی آن توسعه داده شد و به طور کامل شبیه سازی و نتایج آن با اطلاعات تجربی آن توربین اعتبارسنجی گردید. در نهایت با استفاده از روش مکش لایه مرزی و با اعمال مقدار صحیح شدت مکش، می توان عملکرد آئرودینامیک روتور را تا ۸ درصد بهبود بخشید. از آنجایی که سیستم همیشه کارآمد نیست، برای بازگشت به پیکربندی اولیه باید سیستم مکش، کنترل و یا خاموش شود.

آرشیو

آرشیو شماره ها:
۸۰