فهرست مطالب

فصلنامه مهندسی و مدیریت انرژی
سال ششم شماره 4 (پیاپی 22، زمستان 1395)

  • تاریخ انتشار: 1395/10/20
  • تعداد عناوین: 6
|
  • محمدحسن امیریون، احد کاظمی صفحه 2
    این مقاله به بررسی تاثیر تغییرات سیاست گذاری تولید انرژی و رفتار مصرف کنندگان برمدیریت انرژی و امکان سنجی اقتصادی یک سیستم انرژی ترکیبی می پردازد. مطالعه برای یک منطقه دورافتاده در نزدیکی روستای اسفرجان در شهرستان شهرضا در ایران صورت گرفته است. در سناریوی اصلی که سیاست گذاری فعلی در بخش انرژی اعمال شده است، تاثیر تغییرات رفتار مصرف کنندگان با استفاده از یک مدل پاسخگویی بار تشویقی مطالعه شده است. در سناریوی دوم (سناریوی آنالیز حساسیت) شرایط اقتصادی آینده که به تدریج با کاهش یارانه های انرژی در حال وقوع است اعمال شده است، در حالی که رفتار مصرف کنندگان غیر فعال فرض شده است.تاثیر عدم قطعیت قیمت گاز و برق و نرخ تورم و نیز مسائل زیست محیطی در این سناریو مورد توجه واقع شده است. شبیه سازی بر روی شش ترکیب مختلف از منابع در شبکه برای هر دو سناریو انجام شده است.نتایج تاثیر قابل توجه نقش سیاست گذاری های بلند مدت انرژی را در مقایسه با بهبود کوتاه مدت رفتار مشتریان تایید می کنند. همچنین نشان داده شده است که آرایشهای شامل منابع انرژی تجدیدپذیر در آینده ی نزدیک و با سیاسیت های در حال اعمال، افزایش هزینه کمتری را شاهد خواهند بود و نسبت به قبل رقبای جدی تری برای گزینه های شامل شبکه توزیع خواهند بود. این مسئله طبعا موجب تشویق بیشتر سرمایه گذاران در بخش منابع انرژی تجدیذیر خواهد شد.
    کلیدواژگان: سیستم های انرژی ترکیبی، سیاست گذاری انرژی، منابع انرژی پراکنده، پاسخگویی بار، برنامه ریزی خطی
  • محمود صادقی، پرفسور محسن کلانتر صفحه 14
    یکی از مهم ترین موانع در توسعه تکنولوژی های پاکی مثل توربین های بادی و واحدهای خورشیدی طبیعت تصادفی آن ها به علت وابستگی به سرعت باد و تابش خورشید می باشد. نویسندگان در این مقاله قصد دارند تا تاثیر تکنولوژی های پاکی مثل واحدهای بادی و خورشیدی را در هر یک از هزینه ها و نیز کل هزینه سیستم توزیع بررسی نمایند. به منظور مدلسازی طبیعت تصادفی تکنولوژی های پاک، یک روش احتمالاتی در این مطالعه پیشنهاد شده است. بنابراین مساله برنامه ریزی واحدهای تولید پراکنده بر اساس تغییرات ساعتی سرعت باد و تابش خورشید به منظور کاهش هزینه های کل سیستم توزیع پیشنهاد شده است. تغییرات ساعتی بار مطابق با تغییرات ساعتی سرعت باد و تابش خورشید در این مقاله در نظر گرفته شده است. تمامی پارامترهای فنی، اقتصادی و زیست محیطی تعریف شده به توابع هزینه تبدیل شده اند. یک مکانیزم تشویق و تنبیه نیز در کنار سایر توابع هزینه تعریف شده اند. مساله برنامه ریزی به صورت یک مساله برنامه ریزی غیرخطی آمیخته با اعداد صحیح (MINLP) فرمول بندی شده است. مدل پیشنهادی بر روی سیستم تست توزیع 9 شین پیاده سازی شده و نتایج کاهش زیادی را هزینه های سالیانه سیستم توزیع در حضور واحدهای تولید پراکنده نشان می دهد.
    کلیدواژگان: ماژول های خورشیدی، توربین های بادی، تابع زیست محیطی، برنامه ریزی، عدم قطعیت، شبیه سازی احتمالاتی
  • رضا خادمی، سید محمد علی محمدی صفحه 26
    ایده اصلی از این مقاله، ارائه یک روش بهینه سازی برای استفاده از حداکثر توان در سیستمهای فتوولتاییک میباشد. در اینجا ما روشی برای ردیابی نقطه توان ماکزیمم ارائه داده ایم که عملکرد آن بر اساس شبکه های عصبی و کنترلر تطبیقی میباشد. در این سیستم پیشنهادی، ما توسط شبکه عصبی یک خطا برای سیستم تخمین زده ایم. اگر این خطا کوچکتر از خطای مجاز سیستم باشد، نشانگر این است که سیستم در حال کارکرد در نقطه توان ماکزیمم است. اما اگر این خطا بزرگتر از خطای مجاز سیستم باشد، سیستم تطبیقی عملکرد خود را شروع کرده و ردیابی را انجام میدهد. قسمت تطبیقی این سیستم پیشنهادی از دو کنترلر فازی تشکیل شده است که دارای توابع عضویت و قوانین متفاوت میباشند. کنترلر فازی اول جهت تولید سیکل هدایت برای تنظیم مبدل بوست و کنترلر دوم جهت تنظیم آنلاین خروجی کنترلر اول طراحی شده اند. ما این سیستم پیشنهادی را در محیط نرم افزار متلب شبیه سازی کرده ایم و سپس به مقایسه نتایج حاصل از این سیستم پیشنهادی و نتایج حاصل ازسیستمهای مرسوم P&O و فازی پرداخته ایم. نتایج شبیه سازی نشان میدهند که این سیستم پیشنهادی عملکرد مطلوب تری نسبت به دو سیستم ذکر شده دارد و در کل راندمان سیستم را افزایش خواهد داد.
    کلیدواژگان: ردیابی نقطه توان ماکزیمم، فتوولتاییک، فازی، عصبی، تطبیقی
  • غلام حسن پایگانه، عبدالله مهرپناهی، صادق نیکبخت ناصرآباد، کامبیز رضاپور صفحه 32
    هدفمندسازی یارانه ها و روند آزاد سازی بازار انرژی و نیز معیارهای تعیین شده جهت کیفیت انرژی تحویلی به مصرف کنندگان، لزوم بازنگری در ساختار تولید انرژی در کشور را تبیین می نماید. در این میان نیروگاه های حرارتی با تولید 85% برق مصرفی کشور بیشترین سهم تولید این محصول مهم را بر عهده دارند. با در نظر گرفتن ظرفیت قابل ملاحظه نیروگاه های بخاری و گازی در میان نیروگاه های حرارتی و اینکه ظرفیت عمده این دسته از نیروگاه ها در جهت برآورد معیارهای قانون هدفمندسازی یارانه ها نیستند، نگاه تغییر ساختار این دسته از نیروگاه ها و امکان ارتقاء آنها اهمیت ویژه ای خواهد داشت. در این مقاله با توجه به دو روش اصلی در نظر گرفته شده در تغییر ساختار نیروگاه های حرارتی، به شناسایی نیروگاه های حایز شرایط جهت تغییر پرداخته شده است. نتایج با توجه به پارامترهای مهم اقتصادی نظیر هزینه برق تولیدی، نرخ بازگشت سرمایه، فایده بر هزینه، بهره سالیانه و . . . در اثر این تغییرات مورد بحث و بررسی قرار می گیرد. در این میان تخمین میزان تغییرات در نیروگاه های هدف از لحاظ خصوصیات فنی و اقتصادی در تصمیم گیری ها نقش موثری خواهند داشت که در این مقاله با در نظر گرفتن ویژگی های نیروگاه های موجود و پتانسیلهای آنها به اعمال تغییرات پرداخته شده است. از دیگر مسایل مهم که با در نظر گرفتن مباحث طرح شده به آن پرداخته شده است، اثر تغییرساختار بر راندمان میانگین، ظرفیت و بهای میانگین برق تولیدی نیروگاه های حرارتی کشور است که می تواند پارامتر موثری در تصمیم گیری های آتی باشد.
    کلیدواژگان: نیروگاه های حرارتی، هدفمند سازی یارانه ها، بازتوانی، سیکل ترکیبی
  • محمد احمدزاده صفحه 44
    در تحقیق حاضر عملکرد سیستم تهویه مطبوع یک اتاق عمل به عنوان یک سیستم تهویه مطبوع کاملا هوا تازه ترکیب شده با پنلهای خورشیدی مورد مطالعه قرار گرفته است. عملکرد سالیانه سیستم موجود و سیستم ترکیب شده با پنلهای خورشیدی از نقطه نظر میزان مصرف انرژی و شرایط هوای فراهم شده با استفاده از نرم افزارTRNSYS مورد شبیه سازی و مطالعه قرار گرفته است. در سیستم تغییر یافته، پنلهای خورشیدی یک مبدل حرارتی مایع به هوا را در ساعات کاری روز و در طول کل سال تغذیه می نمایند. در این مطالعه به منظور دستیابی به بهترین ترکیب و نوع پنل خورشیدی مورد استفاده، سه نوه طرح با نامهای Configuration A یعنی سیستم تهویه ترکیبی با پنلهای خورشیدی ،unglazed Configuration B سیستم با پنلهای glazed painted و Configuration C سیستم با پنلهای evacuated tube از نظر تاثیر بر میزان مصرف انرژی و شرایط هوای فراهم شده مورد ارزیابی قرار گرفته اند. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که تمامی طرحهای مورد مطالعه توانایی فراهم نمودن هوای مناسب داخل را بر اساس استانداردهای موجود را دارا بوده ولی عملکرد طرحها از نظر میزان مصرف انرژی نشان میدهد که Configuration A از قابلیت بیشتری برای صرفه جویی در مصرف انرژی برخوردار بوده و لذا برای بکارگیری در سیستم موجود توصیه می شود.
    کلیدواژگان: عملکرد انرژی، سیستم تهویه مطبوع، پنل خورشیدی، نرم افزار
  • لیلی آریان فر، مرتضی یاری، ابراهیم عبدی اقدم صفحه 54
    در این مقاله به ادامه مطالعه ی یک پژوهش پرداخته شده است. سه نیروگاه شامل یک چرخه ی رانکین سیال آلی، یک چرخه ی هیبریدی دوسیاله و یک چرخه ی هیبریدی تک سیاله مجدد مدل شده اند. پس از صحه گذاری مدل، مطالعات ترمودینامیکی و اگزرژی آن بسط داده شده اند. سپس مطالعات ترمواکونومیکی با سه مدل اقتصادی مختلف جهت انتخاب بهترین مدل انجام شده اند. همانگونه که پیشتر نیز مشاهده شده بود، از دیدگاه ترمودینامیکی چرخه ی ترکیبی تک سیاله با سیال سیکلوهگزان بهترین انتخاب است، اما از دیدگاه اقتصادی سیستمهای هیبریدی دوسیاله با R245fa و R236fa انتخابهای مناسبی هستند. از آنجا که حالتهای مختلف سیستمهای هیبریدی دوسیاله نتایج قابل قبولی داشتند مطالعات بیشتری بر روی آنها و سیال عامل های مختلف جهت استفاده درچرخه ی فشار پایین انجام شد. مشاهده شد که از دیدگاه ترمودینامیکی تولوئن بهترین انتخاب و از دیدگاه اقتصادی R236fa و تولوئن گزینه های مناسبی برای سیستم هیبریدی دوسیاله هستند. با یک مطالعه همه جانبه (فنی – اقتصادی) میتوان اظهار نمود که R717 انتخاب مناسبی است
    کلیدواژگان: چرخه ی رانکین سیال آلی، چرخه ی دوسیالی هیبریدی، ترمودینامیک، اگزرژی، اقتصاد، ترمواکونومیکی
|
  • Mohammad Hassan Amirioun, Ahad Kazemi Page 2
    This paper investigates impacts of possible energy generation policy and consumption behavior changes on optimal energy management and feasibility study of a hybrid energy system. The study was performed on a remote area near Esfarjan, a village located in Shahreza, Iran. In the main scenario, where the current energy generation policy is applied, the customers’ consumption behavior is studied applying an incentive based demand response algorithm. However, the sensitivity analysis scenario applies the near future condition that is gradually taking place by reducing the energy subsidies, whereas customers are assumed to be inflexible. Impacts of uncertainties related to gas and electricity price, environmental issues and inflation rates are evaluated in the latter scenario. Simulations have been done on six different system configurations for both the scenarios. Results highlight the significant role of long-term energy generation policies in analogy with customer’s short-term consumption behavior. It is also indicated that configurations involving renewable resources will become stronger rivals for configurations involving the external grid in the near future, which in turn results in more interest in investing on renewable resources.
    Keywords: Hybrid energy systems (HES), Energy policy, Distributed energy resources (DERs), Demand response (DR), Linear programming (LP)
  • Dr. Mahmood Sadeghi, Prof. Mohsen Kalantar Page 14
    One of the basic obstacles in the deployment of the clean technologies such as wind turbines or PV modules is their intermittent nature due to dependency to the wind speed and solar radiance. The authors in this paper aim to analyze the effect of the clean technologies such as wind turbines and PV modules in the total and individual costs of the distribution system. In order to model the uncertain nature of the clean technologies, a probabilistic method is proposed in this study. So, a DG planning problem based on the hourly variations in the wind speed and solar radiance in order to reduce the total cost of the distribution system is proposed. The hourly variations of the load as well as the hourly variations in the wind speed and solar radiance is considered. All of the defined economic, technical and environmental functions are turned into cost functions. An encouraging and punishment mechanism is defined beside the other cost functions. The planning problem is formulated as mixed integer nonlinear programming problem (MINLP). The proposed method is applied on the 9-bus distribution system and the results show a significant reduction in annual costs of the distribution system in presence of the DG units.
    Keywords: PV module, Wind Turbine, Environmental function, Planning, Uncertainty, Probabilistic Simulation
  • Reza Khademi, Seyyed Mohammad Ali Mohammadi Page 26
    The aim of this paper is present an optimizing method to use of maximum capacity of the photovoltaic panels. Here, we are presenting a method for the maximum power point tracking in the photovoltaic systems by using of the neural networks and the adaptive controller. In the proposed system, we estimate an error by using of neural network. If this error was less than of the allowable systems error, the system is working at the maximum power point, and if the error value was greater than of the allowable error, the output power can be adjusted by using of the adaptive controller. The adaptive part of the proposed system, is consists of two fuzzy controllers with two different rule base. The first controller designed to produce the duty cycle of the boost converter and the second controller designed to adjusting online the outputs scaling factor of the first controller. We simulate the proposed system in the MATLAB software and then compare the output power of this system with the output power of the conventional fuzzy and the P&O methods. The comparison's results show that the proposed system has better performance with comparison of the two mentioned above methods.
    Keywords: Adaptive, Fuzzy, MPPT, Neural network, Photovoltaic
  • Gholamhasan Payganeh, Abdollah Mehrpanahi, Sadegh Nikbakht Naserabad, Kambiz Rezapour Page 32
    Making targeted subsidies and the process of releasing energy market and specified criteria for quality of delivered energy to consumers shows the necessity in explanation of producing energy in Iran. In the meantime, Thermal power plants produce about 85% of electricity generation in Iran. Steam and gas turbine power plants have created the vast capacity of thermal plants power generation but the significant portion of this generated power is not in the sense of new energy policy. Therefore the reconstructing and improvement of thermal power plants has undeniable importance. In this paper, considering two major methods in reconstructing of the thermal power plants, eligible power plants have been presented. Results are being discussed according to the important economic parameters like electricity generation costs, capital return rate, cost benefit, annual interest and etc. In the meantime, estimation of changes in target plants in terms of technical and economical characteristics will have an effective role in our decisions it means the changes have been effected by considering features of current plants and their potentials. The efficacy of reconstructing on average efficiency, capacity and electricity generation cost can be effective parameters in future management decisions.
    Keywords: thermal power plant, making targeted subsidies, repowering, combined cycle, economic parameters
  • Dr. Mohammad Ahmadzadehtalatapeh Page 44
    In the preset study, the performance of a solar assisted heating, ventilation and air conditioning (HVAC) system in an operating theater building was studied. The yearly performances of the existing HVAC system and the system with the added solar collectors were simulated in terms of energy consumption and provided air conditions using a transient system simulation software (TRNSYS). In the modified system, the solar collectors feed a liquid-to-air heat exchanger, which is defined to be replaced with the main heater of the HVAC system during the day times throughout the year. Three solar integrated HVAC system configurations consisting of three types of standard liquid flat-plate collectors namely, Configuration A: unglazed, Configuration B: glazed painted, and Configuration C: evacuated tube solar collectors were examined to determine the most proper configuration in terms of the energy consumption and provided air conditions. Based on the simulation results, all the configurations examined are capable of providing proper air into the space. However, the energy performance of the configurations indicates that the Configuration A has the priority in terms of energy consumption level and is recommended to be implemented in the existing HVAC system.
    Keywords: Energy performance, HVAC system, Solar collector, TRNSYS software
  • Leyli Ariyanfar, Mortaza Yari, Ebrahim Abdi Aghdam Page 54
    In this paper we have continued to studying a previously done research. Three types of power plants include an organic Rankine cycle (ORC), a dual-fluid-hybrid (DFH) and a single-fluid hybrid-fuelled (HYB) have been re-modeled. After model validation, thermodynamic studies and exergy analysis have been extended for the defined cases using the first and second laws of thermodynamics. Then thermoeconomic analysis by three various parametric capital cost functions was conducted to select the best model with more exactitude. As had been already concluded, from the viewpoint of thermodynamics the HYB plant with cyclohexane is the best option, but the new results shows that from the economical approach the DFH plant with R245fa and R236fa are suitable chooses. According to the results of first step, the DFH plant has better overall performance thus in the next step, it was studied more and variant organic fluids were evaluated as operating fluid for its low pressure cycle. It was observed that as the thermodynamic approach toluene was the best option and as the economical approach R236fa and toluene were suitable for DFH plant. With a comprehensive survey, R717 is the best choice as operating fluid for DFH plant.
    Keywords: Organic Rankine cycle, Dual fluid hybrid power plant, Thermodynamic, Exergy, Economic, Thermoeconomic