انرژی ایران

به حداقل رساندن استفاده از سوخت های فسیلی و جایگزینی انرژی های تجدیدناپذیر می تواند نقش مهمی در کاهش انتشار کربن دی اکسید داشته باشد. با توجه به پتانسیل ایران برای بهره گیری از انرژی های خورشیدی، برای کاهش انتشار کربن دی اکسید در بخش ساختمان، می توان از سیستم های غیرفعال خورشیدی بهره گرفت. پوسته بیرونی ساختمان تبادل انرژی بین محیط بیرون و داخل را تعیین می کند و بر مصرف انرژی حاکم است. از این رو در این پژوهش به ظرفیت به کارگیری از نمای دوپوسته در کاهش مصرف انرژی برای کاربری اداری اقلیم گرم و خشک (یزد) پرداخته شده است. همچنین تلاش می شود با تغییر هندسه و متریال نمای دوپوسته مدلی بهینه از نمای دو پوسته برای فضاهای اداری شهر یزد ارائه شود که موجب کاهش بار سرمایش و گرمایش ساختمان شود. برای این منظور از شبیه سازی در نرم افزار دیزاین بیلدر استفاده شده است. مدل ارائه شده 68% نسبت به حالت بدون نمای دوپوسته مجموع بار سرمایش و گرمایش را کاهش می دهد. اگر از پنل های فتوولتاییک در جبهه جنوبی نمای دوپوسته (مطابق هندسه ارائه شده) به عنوان سایه انداز استفاده شود؛ مجموع بارسرمایشی و گرمایشی 61% کاهش می یابد و 77/2 برابر بار گرمایش و سرمایش انرژی تولید می شود. پنل های فتوولتاییک با زاویه 10-15 درجه بیشتر از عرض جغرافیایی بهترین عملکرد را دارند.

با توجه به افزایش آلاینده های زیست محیطی، آسیب دیدن لایه اوزون و کاهش منابع سوخت های فسیلی، لزوم استفاده از انرژی های تجدید پذیر افزایش یافته است. از طرف دیگر در بسیاری از نقاط دوردست امکان برق رسانی وجود نداشته و یا هزینه بسیار زیادی را به دنبال خواهد داشت. لذا با توجه به وجود شرایط مطلوب برای استفاده از انرژی های تجدید پذیر در بسیاری از مناطق، ترویج استفاده از این تکنولوژی ها در این مناطق، نه تنها می تواند باعث کاهش مصرف سوخت و آلاینده های زیست محیطی شود، بلکه انرژی رسانی به بسیاری از نقاط دوردست را نیز تسهیل نماید. در این تحقیق، شرایط برای استفاده از انرژی های تجدیدپذیر باد و خورشید در شهرجیرنده از استان گیلان، مورد بررسی قرار گرفته است. پارامترهای ساعات آفتابی، ضریب صافی، احتمال وجود ساعات آفتابی، سرعت باد و قدرت باد در منطقه مطالعاتی ارزیابی شده و در نهایت طرحی برای بهره وری از این انرژی های تجدید پذیر برای نقاط دور دست در این منطقه، آورده شده است. بر طبق بررسی های انجام گرفته مقدار میانگین ماهانه ساعات آفتابی روزانه حداقل 6 ساعت در طول روز برآورد شده است. ضریب صافی نیز در بیشتر ایام سال بالای 0.55 بدست آمده است. این در حالی است که احتمال وجود ساعات آفتابی نیز قابل قبول محاسبه شده است. با بررسی داده های مربوط به سرعت و قدرت باد نیز امکان بهره وری از این انرژی را در 88 درصد از ایام سال عالی برآورد شده است.

هر ساله گیاهان کشاورزی مختلفی برای تغذیه انسان، خوراک دام و مصارف صنعتی در جهان کشت می شوند که بخش قابل توجهی از آن ها به دلیل کاشت و برداشت غیر استاندارد، فرآوری نادرست و همچنین آفات از بین می رود. در این تحقیق به پتانسیل سنجی ضایعات تولیدی از محصول خرما در استان خوزستان به عنوان قطب کشاورزی کشور ایران پرداخته شده است. حدود 10 تا 15 درصد از محصول تولید شده خرما بسته به نوع محصول و منطقه کشت شده به ضایعات تبدیل می شود که پتانسیل بسیار خوبی به منظور تولید سوخت های زیستی را دارد. بر اساس نتایج بدست آمده در این تحقیق، با توجه به ظرفیت حدود 6/4 میلیون اصله نخل موجود در استان خوزستان می توان سالانه حدود 313 هزار تن برگ خرما و حدود 49 هزار تن ضایعات بصورت هسته خرما بدست آورد. همچنین، از ضایعات برگ خرما نیز می تواند حدود 31 میلیون لیتر بیواتانول تولید نمود. همچنین، نتایج این تحقیق نشان داد میزان استحصال بیوبوتانول، بیواتانول، بیوگاز و بیوهیدروژن به ترتیب 26/0 میلیون لیتر، 01/1 میلیون لیتر، 71/1 میلیون کیوبیک و 71/0 میلیون کیوبیک از ضایعات میوه خرما می باشد. ضایعات هسته خرما نیز پتانسیل تولید حدود 5 هزار تن بیودیزل نیز دارا می باشد. این حجم از تولید سوخت بیودیزل و بیواتانول از ضایعات خرما می تواند به عنوان افزودنی به سوخت دیزل و بنزین مورد استفاده قرار گرفته و می تواند در صرفه جویی و کاهش استفاده از سوخت های فسیلی و در نهایت کاهش آلایندگی در استان خوزستان بسیار مفید باشند.

در این مقاله به منظور مدیریت هوشمند تقاضای شبکه های الکتریکی هوشمند خانگی شامل بارهای الکتریکی نظیر: یخچال، سیستم تهویه هوا، لباسشویی، ظرف شویی و اجاق برقی و خودروی الکتریکی که قابلیت شارژ و دشارژ شدن با اتصال به برق شهری را دارد، می باشد. در این پژوهش از الگوریتم تکامل تفاضلی به منظور بهینه سازی هوشمند مدیریت بار خانگی با حضور عناصر تجدیدپذیر و بارهای قابل کنترل استفاده شده است. همچنین منابع تولید توان بادی و خورشیدی در نظر گرفته شده است که عدم قطعیت مربوط به تولید توان توسط رژیم تولید توان سالیانه آنها نیز مد نظر بوده است. هدف پیشنهادی ماکم کردن هزینه های برق و همچنین بهبود پروفیل ولتاژ بارهای خانگی می باشد. پروفیل بار مد نظر در این مقاله بصورت واقعی و بدون متوسط گیری بوده که از مقالات معتبر اقتباس شده است. شبیه سازی توسط نرم افزار MATLAB پیاده سازی گردیده و به منظور صحت سنجی نتایج با حالت پایه مورد مقایسه قرار گرفته است.

در این پژوهش، ما به شبیه سازی دقیق سلول های خورشیدی CIGS با استفاده از درجه بندی شکاف نواری band-gap می پردازیم. هدف اصلی ما این است که خواص الکتریکی و نوری این سلول ها را بهبود بخشیم. به منظور بررسی عملکرد، تغییر ضخامت لایه جاذب را نیز به عنوان یک عامل کلیدی مورد ارزیابی قرار می دهیم. به ویژه، ما به تحلیل تأثیر این تغییرات بر راندمان و ضریب پرشدگی سلول ها می پردازیم. در سلول های خورشیدی معمولی CIGS، راندمان حدود ٪20.8 است که تا به حال دست یافته ایم. اما با بهره گیری از درجه بندی شکاف نواری بر روی لایه جاذب و با بهره گیری از تکنیک های مهندسی در لایه های جاذب و بافر، ما به تحسین برانگیزترین راندمان تا به حال برابر با ٪33.7 دست یافته ایم. این افزایش نتیجه ی دستاوردهای موفق در بهینه سازی ساختار و خواص سلول ها است. به طور خلاصه، مقادیر پارامترهای مهم خروجی برای این سلول های پیشرفته شامل بازده ٪33.7، ضریب پرشدگی ٪79، ولتاژ مدار باز 1 میلی ولت و جریان کوتاه مدار 40.96 میلی آمپر بر سانتی متر مربع می باشد.

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. در این پژوهش به آنالیز انرژی و اگزرژی و محیط زیستی سیستم تولید همزمان توان و حرارت با استفاده از پنل خورشیدی و پیل سوختی پرداخته شده است. برای این کار از الگوی مصرف یک ساختمان مسکونی در شهر تهران و تابش ساعتی خورشید در این شهر بعنوان داده های ورودی استفاده شده است. در این بررسی نمودارهای مربوط به راندمان انرژی و اگزرژی پنل خورشیدی بصورت مجزا و در حالت یکپارچه با مجموعه استخراج گردیده است. نتایج نشان می دهد در مواقعی که پیل سوختی وارد مدار کار می شود راندمان سیستم به مقدار بیشینه ی خود می رسد. همچنین بررسی آلاینده های خروجی از این سیستم و مقایسه ی آن با حالت رایج یعنی استفاده از شبکه سراسری و بویلر نشان می دهد که استفاده از سیستم تولید همزمان کاهش 33 درصدی آلاینده های مخرب محیط زیست و گازهای آلاینده را به همراه دارد.