درخت حوزه‌های تخصصی

بحران انرژی یکی ازموضوعاتی است که به شدت مورد توجه جوامع امروزی می باشد. سوختهای فسیلی که تاکنون تامین کننده بخش عمده ای از انرژی مورد نیاز بشر بوده اند، منابعی رو به زوال هستند. از طرفی، سیستمهای مصرف کننده این سوختها دارای بازده پایینی می باشند. این سیستمها، علاوه بر اتلاف منابع سوختی، از مهمترین منابع آلوده کننده محیط زیست نیز محسوب می شوند. از این رو، استفاده از انرژیهای نو و سیستمهای تبدیل انرژی با بازده بالا و آلودگی کم همانند پیل سوختی، بسیار لازم و ضروری است. در این تحقیق نوع کاربرد نیروگاهی و ایستگاهی پیلهای سوختی و همچنین میزان توسعه این منبع انرژی پاک در کشورهای توسعه یافته مورد بررسی قرار گرفته است. هرچند در ساخت واحدهای نیروگاهی و ایستگاهی پیل سوختی از انواع مختلف پیل سوختی استفاده می گردد ولی پیل سوختی کربنات مذاب (MCFC) بیشترین کاربرد را در این زمینه دارد. در این مقاله، همچنین سیستم پیل سوختی 5 کیلووات طراحی و ساخته شده در مرکز تحقیقات مهندسی اصفهان معرفی شده و در مورد بخشهای مختلف گازرسانی، خنک ساز، ایمنی و مدارهای کنترل آن توضیح داده شده است. همچنین، مشخصات ولتاژ، جریان این سیستم پیل سوختی پلیمری در نمودار قطبش(پلاریزاسیون) آن نشان داده شده است. ولتاژ DC این سیستم به وسیله مبدلهای مخصوص به برق AC 220 ولت تک-فاز با توان خالص 5 کیلووات تبدیل می شود. خروجی این سیستم منبع تامین کننده برق یک سوله آزمایشگاهی

ازدیاد روزافزون مواد زائد آلی حاصل از فعالیت های مختلف در کشور، یکی از عوامل اصلی آلودگی محیط زیست می باشد. امروزه با توجه به پایین بودن بازده بهره گیری روش های سنتی، هزینه بالای دفن مواد زائد و آلودگی های زیست محیطی، استفاده از روش های مدرن نظیر هضم بی هوازی برای تولید بیوگاز متداول شده است. بیوگاز جمع آوری شده از فرآیند هضم بی هوازی، بعنوان یک منبع انرژی تجدیدپذیر مشابه با گاز طبیعی ولی با مقدار متان و ارزش حرارتی کمتر قابل استفاده می باشد. اما امروزه با کمک فن آوری های تصفیه و آماده سازی مناسب، دسترسی به بیوگاز با خصوصیات کاملا مشابه با گاز طبیعی امکان پذیر شده است [1]. در حال حاضر بیوگاز بعنوان یکی از منابع عمده تامین انرژی الکتریکی و حرارتی و ضمنا یک گزینه مناسب برای استفاده در موتور چهار ضربه ای، موتور دیزل، موتور استرلینگ، توربین گاز، میکرو توربین گازی و پیلهای سوختی جهت تولید برق می باشد [2]. استفاده از بیوگاز به علل متفاوتی که به مزایای اقتصادی، اجتماعی و زیست محیطی آن بر می گردد، در نیروگاههای تولید همزمان برق و حرارت برای تولید انرژی مورد توجه جهان واقع شده است [4و3]. تولید بیوگاز از فن آوری هضم بی هوازی و کاربرد آن در نیروگاههای CHP در ایران می تواند ضمن تامین قسمتی از انرژی مورد نیاز کشور، حرکت در راستای توسعه پایدار را نیز محقق سازد. در این مقاله به ضرورت توسعه نیروگاههای تولید همزمان برق و حرارت بیوگازسوز در کشور، با توجه به بررسی هایی که از جنبه های اقتصادی، زیست محیطی و اجتماعی صورت گرفته است، پرداخته می شود. همچنین برای اثبات اهمیت ضرورت احداث اینگونه نیروگاهها از دیدگاه اقتصادی محاسبات لازم برای یک نیروگاه بیوگاز تولید همزمان برق و حرارت بصورت مطالعه موردی انجام گردیده است.

در این مقاله، به بررسی نقش پارامترهای تاثیرگذار در تعیین خصوصیات سیستم تبدیل انرژی باد برای بهره برداری از توربین های بادی کوچک در جهت برآورده سازی تقاضا در بخش خانگی، پرداخته شده است. به طور کلی، تمامی عوامل تاثیرگذار بر سیستم تبدیل انرژی باد به دو دسته عوامل تعیین کننده خصوصیات توربین و همچنین شرایط جغرافیایی محل نصب توربین تقسیم بندی می شوند. از آنجا که انتخاب این سیستم برای مصرف کننده از نظر هزینه واحد برق تولید شده توسط توربین اهمیت زیادی دارد، در این مقاله روابط ریاضی بین دو فاکتور قطر روتور، ارتفاع پایه توربین و هزینه واحد برق تولید شده توسط توربین تعیین شده است. این دو فاکتور به عنوان دو فاکتور اصلی متاثر از فاکتورهای متعدد دیگر، به ترتیب مرتبط با خصوصیات توربین و شرایط جغرافیایی محل هستند. برای بررسی تاثیر هر کدام از دو فاکتور فوق و همچنین افزایش دقت محاسبات انجام گرفته، از توربین های با توان های مختلف و همچنین ارتفاع های مختلف پایه برای هر توربین در چهار منطقه با شرایط جغرافیایی متفاوت، از بین مناطقی که سهم بیشتری از پتانسیل انرژی باد کشور را پوشش می دهند، استفاده شده است. با در دست داشتن میزان درآمد خانوار و به دنبال آن مقدار هزینه پرداختی از سوی خانوار به ازای هر کیلووات ساعت مصرف برق، می توان با استفاده از این روابط به راحتی مشخصات سیستم تبدیل انرژی باد را تعیین نمود. لذا، به دلیل نقش مهمی که این روابط می توانند در تعیین خصوصیات سیستم تبدیل انرژی باد ایفا کنند، پیشنهاد می شود در تحقیقات آتی در این راستا، از آنها استفاده گردد.

توسعه ای که سازگار با محیط زیست نباشد، پایدار نیست. امروزه خطرات زیادی محیط زیست را تهدید می کند. از روش هایی که موجب توسعه پایدار می شود، استفاده از انرژی های تجدیدپذیر مانند خورشید، گرمای زمین، باد و ... است. ایران سرشار از منابع انرژی تجدیدپذیر و غیرقابل تجدید است. موقعیت جغرافیایی ایران موجب شده که منبع بسیار بزرگی از انرژی های خورشیدی و بادی در آن موجود باشد. این دو منبع انرژی تجدیدپذیر، رایگان و سازگار با محیط زیست هستند. بررسی آمار 11 ساله وزش باد در ایستگاه آلودگی هوای فیروزکوه نشان می دهد که امکان استفاده از انرژی بادی برای پمپاژ آب و تولید برق بادی در این منطقه وجود دارد. در این پژوهش با استفاده از آمار 3 ساعته سرعت باد در ایستگاه آلودگی هوای فیروزکوه پراکندگی زمانی وزش باد در این منطقه مورد مطالعه و بررسی قرار گرفت و مشخص شد که ماه های فوریه تا می بالاترین توان استفاده از انرژی باد وجود دارد.

در این مقاله به بررسی نقش پارامترهای تاثیرگذار در تعیین خصوصیات سیستم تبدیل انرژی بازتوانی به عنوان روشی تجربه شده و تعمیم پذیر می تواند راهکار موثری برای احیای شبکه نیروگاه های بخار کشور محسوب شود. نگاهی به تجربه سایر کشورها در زمینه انجام روش های گوناگون بازتوانی و بررسی مقایسه ای بین این روش ها و سایر روش های متداول ساخت نیروگاه های حرارتی می تواند به عنوان مرجعی در تصمیم گیری های آتی مد نظر قرار گیرد. در این مقاله، ابتدا به معرفی کلی روش های بازتوانی نیروگاه های بخار پرداخته شده و پس از آن پتانسیل-های موجود در ناوگان بخار کشور برای انجام بازتوانی با توجه به شرایط کلی آنها بیان شده است، همچنین چگونگی انتخاب روش مناسب از میان روش های مختلف بازتوانی جهت اعمال بر نیروگاه ها با توجه به معیارهای موجود مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. در نهایت در این بخش پارامترهای فنی ـ اقتصادی سیکل های بهینه شده در هر کدام از روش های بازتوانی بیان می شود. از طرف دیگر با توجه به حجم قابل توجه سرمایه گذاری آتی صنعت برق کشور برای ساخت نیروگاه های گازی، به مقایسه هزینه برق تولیدی این نوع از نیروگاه ها با روش-های بازتوانی می پردازیم. مبنای انجام محاسبات، هزینه های مشابه در نیروگاه های سیکل ترکیبی است. در واقع مقاله سعی دارد تا با انجام مقایسه ای فنی ـ اقتصادی میان روش های متداول ساخت نیروگاه-های حرارتی و روش های بازتوانی نیروگاه های بخار، مقادیر تخمینی برای هزینه تولید توان در آنها را به دست آورده و آنها را با هم مقایسه نماید. به این ترتیب به معیاری جهت مقایسه هزینه برق تولیدی در سه سناریوی روش های بازتوانی نیروگاه-های بخار، احداث نیروگاه های گازی و نیروگاه های سیکل ترکیبی دست خواهیم یافت.

در این تحقیق، تاثیر مقدار و جهت حرکت هوای هجومی به سمت یک شعله گاز مورد بررسی قرار گرفته است. هدف، بررسی میزان انتقال حرارت از یک جت گرم (شعله) به یک صفحه ی موازی با جت (کف ظرف) می باشد که با قرار دادن دیواره هایی به اشکال مختلف در اطراف شعله، تغییر در مقدار و جهت هوای هجومی به سمت آن ارزیابی گردیده است. در همین راستا چند هندسه مختلف مدل سازی شده و برای هریک میزان انتقال حرارت از جت گرم به صفحه ی موازی با آن (بازده حرارتی) محاسبه گردیده است. نتایج نشان می دهد که قرار دادن یک مرز جامد بین محیط و فضای اطراف شعله موجب افزایش بازده حرارتی آن می گردد که کاهش اتلافات ناشی از انتقال حرارت جابجایی و انتقال حرارت تشعشعی علت اصلی این افزایش است. در هر حالت، میزان انتقال حرارت از دیواره ها بر بازده موثر بوده و عایق کردن مرز جامد موجب افزایش بازده گردیده است. همچنین، اگر بتوان هوای هجومی به سمت شعله را به صورت کنترل شده و از جهت پایین (زیر مشعل) به جت نزدیک کرد، بازده به طور قابل ملاحظه ای افزایش می یابد. پس از دست-یابی به مناسب ترین طرح جهت بهترین عملکرد و بیشترین بازده مشعل، با انجام آزمایش هایی عملی میزان آلاینده های ناشی از قرار دادن طرح نیز اندازه گیری گردید که نتایج قابل قبول بودند.