فهرست مطالب

مهندسی و مدیریت انرژی - سال دهم شماره 2 (پیاپی 36، تابستان 1399)

فصلنامه مهندسی و مدیریت انرژی
سال دهم شماره 2 (پیاپی 36، تابستان 1399)

  • تاریخ انتشار: 1399/06/10
  • تعداد عناوین: 10
|
  • رحمت الله هوشمند*، ابراهیم اکبری، مهدی قلی پور، معین پرستگاری صفحات 2-13

    با تجدید ساختار صنعت برق و همچنین گسترش روزافزون منابع انرژی تجدیدپذیر، عدم قطعیت های موجود در سیستم افزایش یافته اند. این امر سبب افزایش توجه به روش های برنامه ریزی توسط تولیدکنندگان شده است. در این مقاله، روشی جدید برای برنامه ریزی مبتنی بر سود یک شرکت تولیدکننده (GenCo) متشکل از ذخیره ساز انرژی هوای فشرده (CAES) به همراه نیروگاه های بادی و حرارتی ارایه شده است. در الگوریتم پیشنهادی با توجه به عدم قطعیت قیمت های انرژی و ذخیره چرخان، مقدار ذخیره فراخوانی شده، هزینه عدم توازن و توان تولیدی واحد بادی، از بهینه سازی تصادفی استفاده شده است. این برنامه ریزی برای شرکت تولیدکننده در بازارهای روز-پیش انرژی و ذخیره چرخان ارایه شده است. روش پیشنهادی ابتدا روی یک سیستم نمونه از مقاله دیگری اعمال شده که مقایسه نتایج آن با نتایج روش قبلی، بیانگر قابلیت روش پیشنهادی در برنامه ریزی واحدهای CAES است. در نهایت از اطلاعات یک سیستم قدرت واقعی برای ارایه نتایج تکمیلی الگوریتم پیشنهادی استفاده شده است.

    کلیدواژگان: پیشنهاددهی بهینه، ذخیره ساز انرژی هوای فشرده، بهینه سازی تصادفی
  • مصطفی دودانگه، نوید غفارزاده* صفحات 14-25

    با رشد سریع نیروگاه های بادی، این منابع در انواع و سطوح ولتاژی مختلف به شبکه متصل می شوند. دسته ای از این منابع دارای ژنراتور القایی دو سو تغذیه هستند. گسترش تولیدات پراکنده مشکلاتی مانند افزایش سطح اتصال کوتاه و از دست رفتن هماهنگی تجهیزات حفاظتی ایجاد می کند. حین رخداد اتصال کوتاه، با تغییرات شدید سرعت، توان و زاویه روتور ژنراتور سنکرون و آسنکرون، ممکن است پایداری گذرای این منابع از بین برود. محدود کننده های ابررسانا فوق گرمایی (HTSFCL) بر اساس وابستگی مقاومت- دما توانایی کاهش جریان خطا را دارند. در این مقاله، پس از بررسی توانایی HTSFCL در کاهش جریان خطا و افزایش میزان پایداری در نرم افزار PSCAD/EMTDC، تابع هدف جایابی بهینه HTSFCL با درنظرگرفتن هم زمان شاخص های امنیت و هماهنگی حفاظتی، پایداری ولتاژ و پایداری گذرا ژنراتور سنکرون و آسنکرون در شبکه های متصل به نیروگاه بادی برای اولین بار پیشنهاد می شود. مکان و اندازه بهینه HTSFCL در شبکه آزمون 30 شینه IEEE با استفاده از الگوریتم تکامل تفاضلی در نرم افزار MATLAB با درنظرگرفتن شاخص های منفرد و چندهدفه تعیین و شاخص های امنیت، هماهنگی رله های جریان زیاد و پایداری ولتاژ و زاویه روتور در شش حالت مقایسه شدند. نتایج به دست آمده کارایی روش پیشنهادی را نشان می دهند.

    کلیدواژگان: الگوریتم تکامل تفاضلی، امنیت، پایداری ولتاژ و زاویه رتور، محدودکننده جریان خطای ابررسانا فوق گرمایی
  • محمدجواد بردباری، محمد رستگار*، علیرضا سیفی صفحات 26-39

    اولین گام در راستای دستیابی به ساختمان های هوشمند، تحلیل مصرف و بهینه سازی انرژی است. از آنجا که بخشی از پارامترهای موثر بر این تحلیل ها غیرقطعی هستند، در این مقاله به تحلیل مصرف و بهینه سازی انرژی در ساختمان به صورت احتمالی پرداخته می شود. بدین منظور، تابع چگالی احتمال پارامترهای غیرقطعی ساختمان با استفاده از روش Empirical Rule مدل شده و سپس به بهینه سازی مصرف انرژی ساختمان پرداخته می شود. برای محاسبه مصرف انرژی در ساختمان، از نرم افزار انرژی پلاس و برای بهینه سازی از نرم افزار متلب استفاده می شود. توابع هدف در بهینه سازی چندهدفه پیشنهادی، چگالی انرژی مصرفی ساختمان و شاخص راحتی حرارتی ساکنان می باشند. از یک ساختمان تجاری دوازده طبقه به منظور نمونه مورد مطالعه استفاده می شود. به منظور ارزیابی روش پیشنهادی، روش احتمالی تحلیل بازدهی مصرف انرژی با روش غیراحتمالی مرسوم مقایسه می شود. نتایج حاصل از این ارزیابی به خوبی نشان می دهد که درنظرنگرفتن پارامترهای غیرقطعی در ساختمان، خطای چشمگیری در تحلیل بازدهی انرژی آن سبب می شود به طوری که میانگین اختلاف بین مقادیر بهینه پارامترهای متغیر حاصل از هر دو روش به 34% می رسد و اختلاف نمودار پارتوی روش پیشنهادی احتمالی و روش غیراحتمالی هم ممکن است بیش از 10% شود. در انتها نیز حساسیت روش پیشنهادی نسبت به تغییر اقلیم و آب و هوا ارزیابی می شود.

    کلیدواژگان: ممیزی انرژی، تحلیل بازدهی انرژی در ساختمان، چگالی مصرف انرژی ساختمان، راحتی حرارتی ساکنان
  • حجت مهدی یار*، عباس پوررضاییان صفحات 40-49

    نیروگاه دودکش خورشیدی که از فناوری ساده ای برای تولید برق استفاده می کند، از سه قسمت اصلی کلکتور، برج و توربین تشکیل شده است. این نیروگاه با بهره مندی از خاصیت دودکشی، انرژی خورشیدی را به انرژی جنبشی هوا و سپس، در قسمت توربین متصل به ژنراتور، به انرژی الکتریکی تبدیل می کند. با آنکه این نوع نیروگاه هزینه اولیه هنگفتی دارد، دارای مزایای ویژه ای از قبیل استهلاک کم و عدم نیاز به آب است. به همین دلیل مطالعات زیادی در راستای شبیه سازی و طراحی آن انجام شده است. یکی از موضوعات مهم در این حوزه، که در این پژوهش مورد مطالعه قرار گرفته، بهینه یابی مکان احداث نیروگاه است. به این منظور یک شبیه ساز که به صورت یک پارچه و در حالت ناپایا نیروگاه را مدل و شبیه سازی می کند، تهیه شده است. برای اعتبارسنجی مدل، نتایج شبیه سازی با نتایج تجربی نیروگاه مانزانارس اسپانیا مقایسه شد و تفاوت ناچیز بین نتایج، دقت مدل را تایید نمود. سپس به منظور بهینه یابی محل احداث نیروگاه در ایران، نیروگاهی با ابعاد و مشخصات نیروگاه اسپانیا در پنج شهر مختلف ایران (شیراز، بوشهر، کرمان، تهران و مشهد) در طول سال مدل گردید. نتایج نشان دهنده آن است که از میان پنج شهر منتخب، احداث این نیروگاه در شیراز بیشترین راندمان را در پی خواهد داشت.

    کلیدواژگان: نیروگاه دودکش خورشیدی، توان خروجی، بهینه یابی، انرژی خورشیدی، مکان یابی، انرژی های تجدیدپذیر
  • پرویز محمدزاده، حسین پناهی، علی آل عمران* صفحات 50-59

    هدف پژوهش حاضر، بررسی تاثیر قیمت انرژی بر قیمت مسکن در ایران است. ازاین رو بر اساس مدل بریتنفلنر و همکاران (2015) و با استفاده از روش جوهانسن- جوسیلیوس، این موضوع در فاصله زمانی فصل اول سال 1385 تا فصل چهارم سال 1393 بررسی شده است. نتایج پژوهش حاکی از آن است که اثرگذاری ضرایب متغیرها بر اساس مبانی نظری مورد انتظار بوده و قیمت انرژی تاثیر منفی و معنی دار بر قیمت مسکن دارد. بر این اساس، با توجه به اینکه بازارهای مالی و سیاست پولی از کانال های اثرگذاری قیمت انرژی بر قیمت مسکن بوده و با توجه به نقش بازارهای مالی در جذب نقدینگی سوداگران و ایفای نقش ضربه گیر برای بازار کالا به ویژه دارایی های حقیقی، پیشنهاد می شود که برنامه ریزان اقتصادی در راستای تقویت این بازارها و اصلاح فرهنگ عمومی، برای توجه بیشتر به سرمایه گذاری در دارایی های مالی به جای خرید مستغلات، اقدام کنند تا در هنگام افزایش قیمت انرژی و تورم، با جذب نقدینگی سوداگران به سمت بازارهای مالی، گامی موثر در جهت کنترل قیمت مسکن برداشته شود. همچنین پیشنهاد می شود که بانک مرکزی، به انتخاب ابزارهای مناسب برای اعمال سیاست پولی توجه کند تا هنگام افزایش قیمت انرژی و تورم، با اعمال صحیح سیاست پولی، گامی موثر در جهت کنترل قیمت مسکن بردارد.

    کلیدواژگان: قیمت انرژی، قیمت مسکن، روش جوهانسن- جوسیلیوس
  • سید مهدی دژکام، سید علی آقا میرجلیلی* صفحات 60-67

    یکی از پرکاربردترین اجزا و در حقیقت قلب یک خودرو هیبریدی، باتری آن می باشد که از نوع لیتیوم-یونی است. مسئله حیاتی در این باتری ها، خنک کاری کافی آن هاست؛ زیرا در این باتری ها، حرارت زیادی تولید می شود و در صورتی که مدیریت حرارتی مناسبی روی این باتری ها صورت نگیرد، عمر آن ها به طور تصاعدی کاهش می یابد. مواد با تغییر فاز به دلیل اینکه در هنگام ذوب شدن، گرمای نهان ذوب خود را جذب می کنند، خنک کاری زیادی را در مدت زمان کوتاهی فراهم می کنند. لذا در این مقاله به بررسی استفاده از ماده با تغییر فاز و اثر استفاده هم زمان از پره جهت خنک کاری این باتری ها پرداخته می شود. در واقع هدف یافتن ابعاد بهینه پره به گونه ای است که ماکزیمم دمای باتری در هنگام دشارژ حداقل شود. نتایج نشان داد که باتری با 6 پره که ارتفاع پره در آن mm67/11 می باشد، بهترین عملکرد را دارد.

    کلیدواژگان: باتری، ماده با تغییر فاز، پره، خنک کاری، مدیریت حرارتی
  • مصطفی اسماعیلی شایان، غلامحسن نجفی* صفحات 68-77

    به منظور شناخت دقیق محدودیت ها، موانع و امکانات موجود در جهت استفاده از منابع انرژی در هر کشور، ضروری است میزان بهره برداری از پتانسیل های موجود انرژی و روند تبدیل این انرژی ها، به روش علمی و دقیق، محاسبه و ارزیابی گردد. سامانه های متداول فتوولتاییک امکان استفاده در سطوح منحنی را محدود کرده اند. در این تحقیق، سامانه فتوولتاییک بر پایه پنل های خورشیدی منعطف در مقیاس کوچک طراحی، ساخت و مورد ارزیابی فنی اقتصادی قرار گرفت. نظر به اهمیت متغیرهای اثرگذار، سامانه سنجش دما برای دریافت برخط داده ها و ارتباط با نرم افزار لب ویو طراحی و ساخته شد و داده های ایستگاه هواشناسی و ناسا به دست آمد. تحلیل تاگوچی با مشخصه هدف «هرچه اقتصادی تر، بهتر» برای انتخاب سامانه برتر به کار گرفته شد. تحلیل هزینه - فایده سامانه ها در نرم افزار کامفار، انجام شد. نرخ بازده داخلی در حالت استقرار بر روی سطح تخت، استوانه ای و نیم کره به ترتیب 82/23 و 70/26 و 46/27% بوده و خالص ارزش فعلی برابر با 74/6 و 95/9 و 83/10 میلیون ریال است. چنان که سامانه بر روی سطح تخت در شرایط استاندارد، دارای فاکتور پوشش 73/0 و قابلیت تولید توان بیشینه معادل W 71/46 با عملکرد 09/7% است. سامانه مستقر بر روی سطح استوانه و نیم کره به ترتیب دارای فاکتور پوشش 88/0 و 84/0 بوده و قابلیت تولید توان بیشینه به ترتیب W 18/55 و W 50/57 با عملکرد 45/7% و 55/7% می باشد. سامانه ها دارای توجیه اقتصادی برای جذب سرمایه هستند.

    کلیدواژگان: فتوولتائیک، لب ویو، تحلیل هزینه - فایده، تحلیل تاگوچی
  • مهدی میرزایی*، سید مسعود هاشمی، بهادر سرانجام، علیرضا بینش صفحات 78-89

    موتور دوار پره ای گونه ای جدید از موتورهای دورانی با ویژگی های ویژه است که در برخی مراکز تحقیقاتی معتبر دنیا هنوز در مراحل تحقیقاتی می باشد. این موتور یک مکانیزم جابه جایی مثبت است که امکان رویداد چرخه چهارزمانه موتور بنزینی را در یک دور گردش میل گردان، با کمترین تعداد قطعات متحرک در مقایسه با موتورهای رفت وبرگشتی ایجاد می کند. در این مقاله، از مدل احتراق دو ناحیه ای برای موتور دوار پره ای بنزینی استفاده شده است. چرخه موتور بنزینی بر روی یک موتور چهارزمانه رفت وبرگشتی معادل با موتور دوار پره ای، پیاده سازی شده است. شبیه سازی بر مبنای معادلات انرژی، بقای جرم، معادله حالت و کسر جرم سوخته است. محفظه احتراق به دو ناحیه سوخته و نسوخته تقسیم شده و معادلات دیفرانسیل برای تغییر در فشار و دما در هر ناحیه توسعه داده شده است. تاثیر نسبت تراکم، ضریب نشتی و سرعت موتور را بر روی فشار و دمای بیشینه موتور دوار پره ای بررسی می شود. برنامه توسعه داده شده در نرم افزار متلب برای یک موتور دیگر نیز به کار رفته است و تطابق خوبی بین نتایج این برنامه و نتایج مربوطه برای صحت سنجی مشاهده شده است.

    کلیدواژگان: موتور دوار پره ای، ناحیه سوخته، شبیه سازی موتور، مدل احتراقی دوناحیه ای، کسر جرم سوخته
  • علی اکبر عظمتی*، حسین حسینی، مرتضی ادیب کیا صفحات 90-97

    در این مقاله، شبیه سازی میدان جریان و توزیع دما در یک اتاق همراه با عایق کننده های معدنی با سیستم گرمایش از کف مورد بررسی قرار گرفته است. هوای داخل محفظه، تراکم ناپذیر در نظر گرفته شده و برای مدل سازی جریان آشفته از مدل اغتشاشی (RNG)k-ε  و برای انتقال حرارت تشعشعی از مدل تشعشعیDO استفاده می شود. برای حل معادلات حاکم از الگوریتم پیزو استفاده شده است. با توجه به نتایج به دست آمده، بهترین وضعیت قرارگیری عایق در صورت استفاده از سیستم گرمایش از کف در جداره خارجی ساختمان است. مشاهده شد که پوشش حاوی میکرو ذرات سرامیکی نسبت به پوشش رنگ معمولی در فصل زمستان 18% صرفه جویی در مصرف انرژی دارد. همچنین تاثیر پوشش با عایق کننده های سرامیکی در جدار خارجی به همراه سیستم گرمایش از کف در اقلیم های مختلف آب وهوایی بررسی و مطالعه شده است. با درنظرگرفتن شرایط آسایش حرارتی داخل فضا مشاهده شد که اقلیم های گرم و مرطوب، گرم و خشک و معتدل و مرطوب شرایط آسایش حرارتی بهتری را نسبت به اقلیم های دیگر برای ساکنان فراهم می کنند و کمترین میزان مصرف انرژی مربوط به اقلیم گرم و مرطوب است.

    کلیدواژگان: شبیه سازی، عایق کننده های سرامیکی، کاهش مصرف انرژی، گرمایش از کف
  • شعبان علیاری شوره دلی* صفحات 98-113

    در این مقاله، عملکرد چهار چرخه ترکیبی اجکتور- تراکم بخار شاخص مقایسه شده اند. برای تحلیل عملکرد اجکتور در حالت بحرانی الگوریتم غیر تکراری به کار برده شده است. همچنین برای تخمین ضریب افت در فرایند اختلاط ایده استفاده از پارامترهای جریان به جای استفاده از مشخصات هندسی و شرایط کاری ارایه شده است. اثر شرایط کاری و مبرد مورد استفاده بر کمیت هایی مانند ضریب عملکرد، ضریب عملکرد حرارتی و نسبت دبی های جرمی اجکتور مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته است. نتایج نشان می دهند که در دماهای کندانسور بالا اختلاف ضریب عملکرد چرخه های ترکیبی با ضریب عملکرد چرخه تراکم بخار معمولی بسیار کاهش می یابد. چرخه های ترکیبی که تنها از گرمای اتلافی در کندانسور زیرچرخه بخار استفاده می کنند نسبت به چرخه هایی که از منبع گرمایی خارجی بهره می برند، ضریب عملکرد پایین تری دارند و در محدوده دماهای کندانسور و ژنراتور کوچک تری قابل استفاده هستند.

    کلیدواژگان: چرخه ترکیبی، اجکتور، چرخه تراکمی، عملکرد
|
  • Rahmatoallh Hooshmand*, Ebrahim Akbari, Mehdi Gholipour, Moein Parastegari Pages 2-13

    With the electricity industry restructuring along with the increasing expansion of renewable energy sources, the uncertainties in the system have increased. This has led to increased attention to electricity producers’ bidding methods. A new method has been proposed in this paper for the profit-based self-scheduling of a generation company (Gen Co.) comprising a compressed air energy storage (CAES) along with wind and thermal power plants. stochastic optimization has been used in the proposed algorithm due to the uncertainties of parameters like energy and spinning reserve prices, the amount of called-on reserve, the imbalance cost and wind power generation,. The Gen Co’s optimal bids for energy and spinning reserve markets are obtained. The proposed method is initially applied to a test system from another paper; comparing its results with the results of the previous method demonstrates the capability of the proposed method in the scheduling of CAES units. Finally, the data of a real power system are used to present the complementary results of the proposed algorithm.

    Keywords: Optimal Bidding, Compressed-Air Energy Storage, Stochastic Optimization
  • Mostafa Dodangeh, Navid Ghaffarzadeh* Pages 14-25

    With the rapid growth of wind power plants, different types of these resources are connected to the network at different voltage levels. A number of these resources have DFIG. The development of distributed generation has made problems such as an increased level of short circuit and the loss of protective devices coordination. During the fault occurrence, transient stability may be lost due to drastic changes in speed, power, and rotor angel of synchronous and asynchronous generators. Based on the dependence of resistance and temperature, high-temperature superconducting fault current limiter could decrease the fault current. This paper, after studying the ability of HTSFCL to reduce the fault current and to increase the stability level in PSCAD/EMTDC software, for the first time proposes objective function of HTSFCL optimal location by simultaneously considering security and protection coordination indices, voltage, and transient stability of synchronous and asynchronous generators in the networks connected to DFIG. Optimal location and size of HTSFCL in IEEE 30-bus test network are determined using differential evolution (DE) algorithm in MATLAB while considering single- and multi-objective indices. Also, indices of security, coordination of overcurrent relays, voltage stability, and rotor angel stability are compared in six modes. The achieved results show the applicability of the proposed method.

    Keywords: Differential Evolution Algorithm, Security, Voltage, Rotor Angel Stability, High-Temperature Superconducting Fault Current Limiter
  • Mohamad Javad Bordbari, Mohammad Rastegar*, Alireza Seifi Pages 26-39

    Energy optimization and consumption analysis is the first step in realizing smart houses. This paper incorporates the uncertainty of the effective parameters and probabilistically optimizes the energy consumption in a building. To this end, probability density functions (PDFs) of building uncertain parameters are modeled by empirical rule method and the energy usage in buildings is optimized. Energy-Plus and MATLAB softwares are respectively used to compute energy consumption in a building and to optimize energy consumption. Energy consumption of the building and the thermal comfort are considered as objective functions of the proposed multi-objective optimization problem. A 12-storey commercial building is used as a case study. The proposed probabilistic method is compared with the deterministic method to assess the proposed method,. The results show a significant difference between the deterministic and probabilistic cases. The maximum difference between the mean optimal values of variable parameters in these cases is about 34%. Finally, sensitivity of the results to the climate changes is also investigated in this paper.

    Keywords: Energy Audit, Energy Efficiency in Building, Building Energy Consumption Density, Thermal Comfort
  • Hojat Mahdiyar*, Abbas Poorrezaeiyan Pages 40-49

    Solar chimney power plants which use a simple technology to generate electricity are comprised of three main parts which are collector, tower, and turbine. The power plant using chimney effect converts solar radiation into kinetic and, then, electrical energy. Although the initial cost is considerable, the plant has great advantages such as low depreciation and the lack of a need for water; that is why many efforts have been directed to the modeling, designing, and alike about these plants. One important subject in this area which is studied in this article as well is the optimization of plant-location. To this end, we have developed an in-house simulator which models the whole plant at an unsteady state. The simulator was verified by comparing its results with the experienced collected data from Manzanares power plant, built in Spain. The negligible differences between experienced data and simulation results verified the developed simulator. Then the in-house simulator was used to model the performance of that plant for five cities in Iran, (Shiraz, Bushehr, Kerman, Tehran, and Mashhad). Our studies have showed that building such plants in Shiraz, among these cities, will be the most efficient.

    Keywords: Solar Chimney Power Plant, Power Output, Optimum, Solar Energy, Location, Renewable Energy
  • Parviz Mohamadzadeh, Hossin Panahi, Ail Aleemran* Pages 50-59

    The objective of this research is to study the effect of energy price on the prices of houses in Iran. Accordingly, based on Breitenfellner et al. mode (2015) l and through the deployment of Johansen- Juselius method, the writers have examined this issue from the first quarter of 2006 to the fourth quarter of 2014. The research results indicate that the coefficient of all variables of the model have been as the expected theoretical principles and energy price has a significant and negative impact on house price. Accordingly, since the financial market and monetary policy function as the channels through which energy price affect housing price and financial markets play roles in absorbing the liquidity of speculators, it is recommended that economic planners attempt to strengthen the markets and reform the public culture to pay more notice to investing in financial assets rather than buying real states and, thus, increase energy price and inflation. In other words, by absorbing the liquidity of speculators, a step is taken toward controlling house price. Also, it is recommended that Central Bank pay more attention to the selection of right tools to implement monetary policies to deploy correct monetary policy at time of an increase in energy price and inflation to control house price.

    Keywords: Energy Price, House Price, Johansen- Juselius Method
  • S.Mehdi Dejkam, S.Aliagh Mirjalily* Pages 60-67

    One of the most useable parts and, in fact, the heart of a Hybrid vehicle is its Lithium Bromide battery. In these batteries, a large quantity of heat is generated, and if this heat is not managed properly, the useful cycle life of the battery will be reduced progressively. Thus, the vital issue of these batteries is their cooling. Since the Phase Change Material (PCM) absorbs a great deal of energy due to its Latent heat capacity during its melting process, PCM can wonderfully be effective for quick and great heat dissipations. Hence, in this paper, it is tried to investigate the simultaneous effects of the application of PCM and fins on the cooling process of these hybrid batteries; in other words, it is tried to present the optimum fin sizes to minimize the battery temperature rise during its recharge process. The results indicate that 6-fin batteries show the highest performance when the fin length is 11.67mm.

    Keywords: Battery, Phase Change Material (PCM), Fin, Cooling, Thermal management
  • Mostafa Esmaeili Shayan, G.Hasan Najafi* Pages 68-77

    In order for an accurate recognition of the constraints, barriers, and facilities obtainable for the use of energy supplies in any country, it is necessary to calculate the amount of utilization of surviving energy potential and the method of transforming these energies through a scientific and precise manner. Typically used photovoltaic systems limit the employment on curved facades. Throughout this analysis, a photovoltaic system based on plastic, small-scale solar panels were designed, manufactured, and evaluated techno-economically. Due to the importance of effective variables, a temperature sensing system was designed and made for an on-line data reception and connection with the computer code, and data from the meteorological station, and NASA were collected. Taguchi Analysis was used to characterize the “more cost-efficient, better” goal for selecting the top system. Cost-benefit analysis of the systems within the COMFAR package was performed: the internal rate of return on the flat, cylindrical, and hemispherical surfaces was 23.82 and 26.70 and 27.46%, respectively. The net present value is equal to 6.74 and 9.95 and 10.83 million Rials. If the system on the flat surface under the standard conditions has a coefficient of 0.73 and the most power production capacity of about 46.71 W with a yield of seven.09%, the system supported the cylindrical and hemispheric surfaces has a coefficient of 0.88 and 0.84, respectively, with the most power production of 55.18 W and 57.50 W, with a yield of 7.45% and 7.55%, respectively. These Systems have an economic justification for attracting capital.

    Keywords: Photovoltaic, COMFAR, Cost-Efficiency Analysis, Taguchi Analysis
  • Mehdi Mirzaei*, S.Masoud Hashemi, Bahador Saranjam, Alireza Binesh Pages 78-89

    Axial vane rotary engine (AVRE), as a novel type of rotary engines with special and exclusive features, is still under research in some of the reliable engine research centers around the world. The engine is a positive displacement mechanism that permits the four "stroke" action to occur in one revolution of the shaft with a minimum number of moving components in comparison with reciprocating engines. In this paper, a two-zone combustion model is developed for a spark ignition axial vane rotary engine. Spark ignition engine cycle simulation has been performed on the equivalent four stroke reciprocating engine of the AVRE engine. In this paper, the effect of compression ratio, blowby coefficient, and engine speed on the maximum pressure and temperature of the AVRE are investigated. The modelling is based on equations for energy and mass conservation, equation of state, and mass fraction burned. Combustion chamber is divided into burned and unburned zones, and differential equations are developed for the changes in pressure and changes in temperature in each zone. The developed code for engine simulation in MATLAB is applied to another engine and there has been a good agreement between results of this code and the results related to the engine chosen for validation.

    Keywords: Axial Vane Rotary Engine, Burned Zone, Engine Simulation, Two-Zone Combustion Model, Unburned Zone
  • Ali Azemati*, Hossin Hossini, Morteza Adibkia Pages 90-97

    This paper has investigated a simulation and numerical study of the flow field and temperature distribution in a room with inorganic insulation with a floor heating system. The air in the room is considered incompressible, and the modeling turbulent flow and radiation heat transfer are modeled by disturbance k-ε (RNG) and DO radiation models, respectively. Piso algorithm is used for solving the governing equations. The results indicate that the best position for insulation in the floor heating system is in the external walls of the building. It has been found that paint with ceramic coatings can lead to 18% savings in energy consumption in the winter than the conventional paint. Also, the impact of external wall insulation with floor heating system in different climates has been investigated. It has also been found that hot and humid, hot and dry and humid temperate climates provide better thermal comfort conditions for the residents and that the lowest energy consumption is related to the hot and humid climate.

    Keywords: Simulation, Inorganic Insulators, Reducing Energy Consumption, Floor Heating
  • Shaban Alyari Shourehdeli* Pages 98-113

    In this paper, the performance of four prevalent combined ejector-vapor compression cycles are compared. A non-iterative algorithm for the analysis of ejector performance in critical operational mode has been used. Moreover, using flow parameters is proposed for estimating loss coefficient in the mixing process rather than using geometrical specification and operating conditions of the ejector. The effects of the operating conditions and refrigerant type on the coefficient of performance, thermal coefficient of performance, and ejector entrainment are investigated and analyzed. Results show that, at high condenser temperatures, the difference between coefficient of performance of combined cycle and conventional vapor compression cycle significantly decreases. Combined cycles which only utilize the waste heat of the condenser in the vapor compression sub-cycle have a lower coefficient of performance than those cycles using an external heat source and can be used in smaller rang of condenser and generator temperatures.

    Keywords: Combined Cycle, Ejector, Compression Cycle, Performance