فهرست مطالب

انرژی های تجدیدپذیر و نو - سال هشتم شماره 1 (پیاپی 15، بهار و تابستان 1400)

نشریه انرژی های تجدیدپذیر و نو
سال هشتم شماره 1 (پیاپی 15، بهار و تابستان 1400)

  • تاریخ انتشار: 1400/01/07
  • تعداد عناوین: 15
|
  • احسان سرلکی، غلامرضا چگینی*، ایمان مرزبان، حمیدرضا بخشی صفحات 1-12

    در این مطالعه، بررسی جامعی بر راهکار های پایدار صرفه جویی انرژی با استفاده از فناوری های انرژی تجدیدپذیر در گلخانه ها ارایه شده است. به منظور کاهش مصرف انرژی در گلخانه ها، پس از ارزیابی و شناخت کلی و دقیق از سامانه های موجود در گلخانه ها، مسایلی مانند مصرف انرژی کل، فناوری هایی با هزینه مناسب و با بازده انرژی بالا و همچنین سازگار با محیط زیست، به طور دقیق مورد بررسی و مطالعه قرار گرفته اند. فناوری های مورد نظر در چارچوپ اهداف این تحقیق به طور کلی راهکارهای مبتنی بر فناوری های تجدیدپذیر و پایدار مانند ماژول های فتوولتاییک (PV)، جمع کننده های حرارتی خورشیدی، سامانه ها و جمع کننده های ترکیبی PV/T، تکنیک های مواد تغییر فاز دهنده (PCMs) و ذخیره سازی انرژی حرارتی زیرزمینی و پمپ های حرارتی با بازده انرژی بالا هستند. یافته های حاصل از این تحقیق نشان می دهند که تا 80 درصد صرفه جویی در انرژی را می توان با بکارگیری فناوری های انرژی تجدیدپذیر حاصل نمود. 

    کلیدواژگان: انرژی های تجدیدپذیر، گلخانه ها، گرمایش، سرمایش، ذخیره انرژی
  • معراج رجایی*، کردستان چلاسی صفحات 13-20

    برنامه ریزی جهت بهره برداری بهینه از انرژی خورشیدی نیازمند ارزیابی سیستم های خورشیدی مخصوصا سیستم های فتوولتاییک در شهرهای مختلف کشور می باشد. سلول های فتوولتاییک تحت تاثیر عواملی از قبیل درجه حرارت بالا، نشست گرد و غبار، اتلافات الکتریکی و طوفان های شدید می باشند. وجود ریز گردها در آسمان ایران باعث رسوب گرد و غبار بر سطح پنل های فتوولتاییک می شود و راندمان پنل های فتوولتاییک را به شدت تحت تاثیر قرار می دهد. در این پژوهش به عوامل طبیعی موثر بر عملکرد پنل های فتوولتاییک که عبارتند از شدت تابش نور خورشید، دما، رطوبت، جریان باد ، برف و گرد و غبار اشاره شده است. جهت تمیز کردن پنل های خورشیدی از هر نوع آلودگی، به چند نوع سیستم تمیز کننده خودکار اشاره شده است. آزمایشات تجربی جهت ارزیابی تاثیر گردو غبار بر پارامتر-های مهم پنل فتوولتاییک در فضای باز انجام شدند. نشست گرد و غبار بر سطح پنل موجب کاهش 3% ولتاژ ، 42%جریان ، 46% توان و افزایش 3% دما پنل آلوده نسبت به پنل تمیز گردید. همچنین مقایسه ای بین پنل تمیز با پنل های آلوده به گردو غبار و شن و ماسه انجام گرفت که در نتیجه آن، میزان ولتاژ و جریان مربوط به پنل با (gr)/m^2 10شن و ماسه به ترتیب2 % و 4% کاهش بیشتری نسبت به ولتاژ و جریان پنل با (gr)/m^2 10گردو غبار داشته است. برای کاهش اثرات آلودگی و افزایش بازده باید پنل های فتوولتاییک به طور مرتب با استفاده از سیستم های تمیز کننده که نیاز به آب و نیروی انسانی را به حداقل برساند تمیز شوند.

    کلیدواژگان: پنل خورشیدی، گرد و غبار، شن، سیستم تمیز کننده.
  • ولی محمدرزداری، سید ابوذر فنایی* صفحات 21-32

    نمک زدایی آب های شور و آب دریا یکی از راه های مناسب برای تامین آب شیرین می باشد. در این نگارش مروری کلی بر انواع فرآیندهای شیرین سازی آب، مزایا و معایب و نحوه ی افزایش بهره وری آن ها انجام می شود. نتایج این بررسی بیان می کند برای آب های شور با نمک بالاتر از 1/2 درصد جرمی، بسیار اقتصادی تر خواهد بود که از دستگاه های اسمز معکوس به جای الکترودیالیز استفاده نمود. همچنین مقاومت غشاءهای الکترودیالیز نسبت به غشاءهای اسمز معکوس بسیار بالاتر است. روش تقطیر چنداثره عنوان مهم ترین فرآیند حرارتی است که به کمک آن می توان حجم آب شیرین زیادی تولید کرد. روش بخار فشرده به منبع گرمایش خارجی احتیاج ندارد و به وسیله ی انرژی الکتریکی تغذیه می شود در نتیجه برای مناطق کم جمعیت که به نیروی برق دسترسی دارند مناسب است. مصرف انرژی پایین در روش انجماد، مهم ترین مزیت این روش در مقایسه با روش های دیگر است. از آنجایی که اغلب مناطقی که نیاز به تامین آب شیرین دارند دارای تابش خورشیدی بالایی هستند بهترین راه برای تامین آب مورد نیاز در این مناطق استفاده از آب شیرین کن های خورشیدی است. آب شیرین کن های غیرفعال خورشیدی دستگاه هایی هستند که نیازی به انواع انرژی و سیستم پمپاژ نداشته و با کم ترین تجهیزات جانبی کار می کنند و از نظر هزینه نسبت به آب شیرین کن های فعال خورشیدی به صرفه تر می باشند. مزیت آب شیرین کن پلکانی آبشاری خورشیدی این است که با قرار دادن یک حوضچه ی کوچک به همراه مواد ذخیره ساز انرژی حرارتی در انتهای صفحه ی جاذب این امکان فراهم می شود که در طول روز و شب از مزایای یک آب شیرین کن حوضچه ای نیز استفاده می شود.

    کلیدواژگان: آب شیرین، آب شیرین کن فعال و غیرفعال، روش غشایی و حرارتی، انرژی خورشیدی
  • نگار صادقی، یوسف گرجی مهلبانی*، حمیدرضا نظیف صفحات 33-40

    در معماری مدرن علاوه بر نیازهای اولیه و در نظر گرفتن زیبایی فضا و نمای ساختمان، توجه به طرح هایی برای جلوگیری از اتلاف انرژی عاملی مهم و تعیین کننده به شمار می رود. یکی از روش های جامع جهت پوشش تمامی فاکتورهای مذکور، تهویه ی طبیعی است که یکی از موثرترین عوامل در ایجاد آسایش حرارتی شناخته شده است. این عامل بالاخص در اقلیم گرم و خشک همواره مورد توجه بوده است و معماران راه حل های متفاوتی را بسته به شرایط اقلیمی منطقه برای آن یافته اند. در این مطالعه به بررسی نمونه هایی عناصر تهویه ی طبیعی معماری سنتی، از جمله حیاط مرکزی و بادگیر، در اقلیم گرم و خشک پرداخته می شود. از این رو هدف اصلی این پژوهش، بررسی و مطالعه ی ایده ها و دیدگاه های معماری سنتی در حوزه ی تهویه ی طبیعی و تاثیر عناصر به کار رفته در ابنیه ی سنتی جهت آسایش حرارتی و متعادل سازی دمای محیط از این طریق، در اقلیم گرم و خشک بوده تا بتوان با الگوگیری از این عناصر در طراحی ساختمان های مدرن، آسایش حرارتی را در یک بنای معاصر بهبود بخشیم. به این منظور با بهره گیری از علم دینامیک سیالات و بر پایه ی شبیه سازی در نرم افزار انسیس فلوینت به تحلیل عددی عملکرد بادگیر پرداخته شده است. نتایج پژوهش نشان می دهد بهره گیری از بادگیر می تواند منجر به کاهش دما تا حدود 9درجه سانتی گراد در اقلیم گرم و خشک شود. همچنین وجود حیاط مرکزی می-تواند شرایط آسایش حرارتی را در فضای باز ساختمان تا حد مطلوبی مهیا سازد.

    کلیدواژگان: تهویه ی طبیعی، انتقال حرارت، معماری سنتی، بادگیر، حیاط مرکزی
  • علی دهقانی، ابراهیم قائد*، محمدطاهر احمدی شادمهری صفحات 41-47

    چکیده هدف اصلی این پژوهش بررسی تاثیر انواع منابع انرژیهای تجدید پذیر برتولید برق درایران طی دوره 1396-1360 است. برای تحلیل موضوع از الگوی خود توضیح برداری، روش جوهانسون - جوسیلیوس و روش تصحیح خطا استفاده شده است. نتایج بیان داشت که در بلند مدت، یک درصد افزایش در متغیرهای قیمت برق، مصرف برق و انواع منابع انرژیهای تجدیدپذیر) خورشید، آب، باد و زمین گرمایی)، به ترتیب موجب افزایش 17/0، 54/0، 44/8، 39/5، 78/3 و 03/1 درصد در میزان تولید برق می شوند و از بین انواع منابع انرژیهای تجدیدپذیر، اثر انرژی خورشیدی بر تولید برق، در مقایسه با سایر انرژی ها بیشتر است و باید سرمایه گذاری درانرژی خورشیدی را در اولویت قرار داد. همچنین نتایج براساس ضریب جمله تصحیح خطا، حاکی از آن است که در هر دوره حدود 71/0 از عدم تعادل کوتاه مدت، برای رسیدن به تعادل بلند مدت، تعدیل می شود. 

    کلیدواژگان: انرژیهای تجدید پذیر، تولید برق، تصحیح خطا، جو هانسون - جوسیلیوس، انرژی خورشیدی
  • سوده افشاریان*، لیلا سهرابی عادل صفحات 48-55

    آلودگی های چند دهه اخیر در کشور ایران باعث تغییرات اقلیمی و مشکلات فراوانی در این سرزمین و دنیا شده است. افزایش فزاینده جمعیت، فرسایش شدید خاک، آثار منفی فرهنگی اجتماعی و سیاسی، اقتصادی فراوانی را دهه اخیر به همراه داشته است. با توجه به قرارگرفتن کشور ایران در منطقه خاورمیانه و فشارهای اقتصادی مبتنی بر نفت، توجه و تمرکز بر صنایع دیگری که نبض اقتصادی کشور را تغییر دهد، ضروریست. قدم گذاشتن در عرصه انرژی های نو امری حیاتی تلقی می شود. از آنجا که کشور ایران دستخوش آلودگی های زیست محیطی فراوان می باشد وهمچنین تخریب زیستگاه ها و از بین رفتن شرایط کشاورزی در برخی مناطق کشور، مهاجرت و حاشیه نشینی را به همراه داشته است ناگزیر می بایست مسیر توسعه را به سمت انرژی های تجدید پذیر از جمله انرژی باد معطوف کرد. این پژوهش به دنبال رتبه بندی مناطقی درایران می باشد که پس از شناسایی در سالهای اخیر هنوز برای احداث نیروگاه های بادی و خورشیدی در آنها اقدامی صورت نپذیرفته است. پس از انتخاب اولیه مناطقی که طبق مرور تحقیقات صورت گرفته توسط خبرگان به کمک استخراج معیارهای همچون طول و عرض جغرافیایی، سرعت باد و ساعات آفتابی حداکثر انجام شد، اولویت بندی با یکی از روش های تصمی م گیری های چند معیاره AHP با وزن دهی بر اساس معیارهای احداث مزارع خورشیدی و بادی انجام پذیرفته (معیارهایی همچون بازگشت سرمایه، تاثیرات سیاسی، اقتصادی، چگالی باد، زاویه تابش) پس از آن اولویت بندی در می ان برترین مناطق اعم از شهرستان نیمروز- هامون (سیستان)، بهبهان و شوشتر(خوزستان)، کرمان و یزد انجام می پذیرد.

    کلیدواژگان: انرژی های تجدید پذیر، سایت بادی، روش های تصمیم گیری چند معیاره، AHP
  • مرتضی اسفندیاری*، مجتبی اسفندیاری، حامد اعظمی صفحات 56-62

    کشور ایران به لحاظ جغرافیایی در منطقه ی خشک و نیمه خشک کره ی زمین قرار گرفته است و متوسط بارندگی یک سوم متوسط میزان بارندگی جهان و حدود 250میلی متر در سال است به طوری که 84% از مساحت کشور در منطقه ی خشک و نیمه خشک و بیابانی و تنها 16 %آن جزو مناطق نیمه مرطوب و مرطوب است. سرانه کل مصرف آب شرب در ایران (شامل تجاری - صنعتی - خانگی - فضای سبز و...) در حدود 220 لیتر در شبانه روز تخمین زده می شود. علاوه بر این موضوع، میزان رشد جمعیت در ایران در سالهای اخیر با رشد فزاینده ای همراه بوده است. عدم مدیریت صحیح منابع آبی در دسترس، موجب پدیدار شدن چالش های جدی در حوزه تامین آب بخصوص تامین آب شرب در بسیاری از شهرها و روستاهای کشور شده است. در این مقاله با استفاده از طرح 3’Rs (کاهش، استفاده مجدد و بازیافت) راه های کاهش مصرف آب در دانشگاه بجنورد را مورد بررسی قرار می دهیم و سپس امکان استفاده ازآب های خاکستری، که بخش مهمی از فاضلاب محیط دانشگاه را شامل می شود، را مورد ارزیابی قرار می دهیم. یکی از نکات مهم در مدیریت مصرف آب در محیط دانشگاه، توجه به پساب تولیدی در محیط دانشگاه است. مهم ترین پساب تولیدی در دانشگاه بجنورد، پساب رستوران می باشد که امکان استفاده از این پساب و محصولات قابل استفاده از آن را مورد بررسی قرار می دهیم.

    کلیدواژگان: کاهش، استفاده مجدد، بازیافت، آب خاکستری، پساب رستوران دانشگاه بجنورد
  • شیوا انصاریپور، یونس نوراللهی*، حسین یوسفی، امین عباس گلشن فرد صفحات 63-69

    در طول تاریخ، تامین انرژی از مهم ترین دغدغه های بشر بوده و خواهد بود. امروزه، این تامین انرژی بصورت هوشمندانه تری انجام می پذیرد. برنامه ریزی مناسب برای تامین انرژی از اهداف هر جامعه می باشد. مقدمه ی برنامه ریزی صحیح، وجود دید واقع بینانه ایی نسبت به آینده می باشد. در بخش انرژی نیز این دید نسبت به آینده در میزان تقاضا برای انرژی و همچنین وضعیت منابع موجود می باشد. در این مقاله، سعی بر مطالعه ی تقاضا انرژی در بخش های مختلف مصرفی شامل بخش های کشاورزی، حمل ونقل، صنعتی، حرارتی و در نهایت نیروگاهی شده تا به دید درست و قابل اطمینانی نسبت به آینده دست پیدا کنیم. برای این کار، به بررسی مقالات با موضوع های مشابه در ایران و کشورهای دیگر پرداخته ایم تا عواملی که در نظر گرفته شده اند را با هم مقایسه کنیم تا به مدلی مناسب برای میزان تقاضای انرژی در کشور ایران دست پیدا کنیم. با استفاده از افق آینده مصرف، که این مدل در اختیارمان قرار می دهد، قادر به برنامه ریزی توسعه پایدار و اجرای طرح تامین میزان انرژی مورد نیاز با استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر خواهیم شد.

    کلیدواژگان: تقاضای انرژی، مدلسازی تقاضا، برنامه ریزی انرژی، توسعه پایدار، رشد بهره وری از انرژی های تجدیدپذیر
  • عزیز باباپور*، زهرا دهقان خواجه بلاغ، مینا گنج خانی، میثم پار صفحات 70-77

    بخش اعظم انرژی مصرفی در جهان به وسیله سوخت های فسیلی تامین می شود. استفاده بی رویه از انرژی و منابع زیست محیطی جهت تولید و مصرف، باعث بروز مشکلات فراوانی در زمینه های محیط زیستی، آب و هوایی شده است. این سوخت ها دارای انواع آلاینده های سمی و خطرناک هستند که از طرق مختلف به محیط زیست و در نهایت به زنجیره غذایی انسان وارد می شوند. استفاده جامعه بشری از سوخت های فسیلی و از طرفی تجدیدناپذیر بودن این سوخت، موجب ایجاد نگرانی هایی شده است، تا جامعه جهانی مفاهیمی همچون توسعه پایدار، انرژی های تجدیدپذیر، ذخیره انرژی، انرژی حرارتی و مواد تغییرفازدهنده را در چارچوب برنامه ریزی های نیرو و انرژی جای دهند. فناوری کاربرد مواد تغییرفازدهنده ایده ی نوینی جهت ذخیره انرژی تجدیدپذیر حرارتی است، که رو به گسترش می باشد. وجود انواع مواد تغییرفازدهنده موجب شده است تا امکان استفاده از این مواد، در صنایع مختلف همچون نساجی، پزشکی، لباس های هوشمند، عمران و صنایع الکترونیک فراهم شود. از طرفی فناوری استفاده از انرژی های تجدیدپذیر، ذخیره و آزادسازی این انرژی ها به کمک مواد تغییرفازدهنده عامل مهمی برای پیشرفت در زمینه ی مدیریت انرژی خواهد بود. لذا در این پژوهش، سعی بر این است که نقش انواع مواد تغییرفازدهنده در لباس های هوشمند بررسی شود.

    کلیدواژگان: انرژی های تجدیدپذیر، مواد تغییرفازدهنده، لباس هوشمند، نانوالیاف، مدیریت حرارتی
  • فرهاد امیری*، محمدحسن مرادی صفحات 78-90

    کنترل بار-فرکانس یکی از موضوعات مهم در کنترل ریز شبکه هایی است که به صورت مستقل از شبکه اصلی بهره برداری می شوند. در این مقاله به مسئله کنترل بار-فرکانس در ریزشبکه روی کشتی پرداخته شده است: منابعی مانند باتری و چرخ طیار به عنوان منابع کنترل پذیر در مسئله کنترل بار فرکانس در نظر گرفته شده اند و از کنترل کننده پیش بین مدل به عنوان کنترل کننده برای طراحی سیستم کنترل بار-فرکانس به کار برده شده است. پارامترهای وزن کنترل کننده پیش بین مدل که نقش اساسی در تعیین عملکرد این کنترل کننده دارند به وسیله الگوریتم ازدحام ذرات مبتنی بر دیوانگی بهینه شده است. استفاده از الگوریتم پیشنهادی سبب افزایش سرعت همگرایی شده است. نتایج کنترل کننده پیشنهادی، در چند سناریو مختلف و با در نظر گرفتن عدم قطعیت پارامترها با کنترل کننده های تناسبی-انتگرالی فازی نوع یک و دو چند هدفه بهینه شده با الگوریتم سیاه چاله، کنترل کننده تناسبی-انتگرالی فازی و کنترل کننده تناسبی-انتگرالی زیگلر-نیکولز مقایسه شده است. موثر بودن روش پیشنهادی از لحاظ سرعت پاسخ و کاهش فراجهش و فروجهش و مقاوم در برابر عدم قطعیت پارامترها نشان داده شده است. کنترل کننده پیشنهادی سرعت پاسخ سریعتری نسبت به سایر روش های کنترلی مرسوم داشته است و تقریبا سرعت پاسخ به نوسانات را 7% بهبود یافته است، همچنین کنترل کننده پیشنهادی در کاهش فراجهش و کاهش فروجهش عملکرد بهتری داشته است و از لحاظ کاهش فراجهش و کاهش فروجهش نوسانات نزدیک به 5% بهبود داشته است. شبیه سازی درنرم افزار متلب (سیمولینک) انجام شده است.

    کلیدواژگان: ریزشبکه روی کشتی، کنترل پیش بین، منابع ذخیره انرژی، الگوریتم ازدحام ذرات مبتنی بر دیوانگی، کنترل بار-فرکانس
  • علی اصغر تاتاری، محمدهادی آریائی منفرد* صفحات 91-101

    امروزه وابستگی شدید صنایع به منابع فسیلی برای تولید سوخت و مواد شیمیایی و همچنین کمبود شدید این منابع نگرانی های جدی را سبب شده است. به علاوه، افزایش انتشارگازهای گلخانه ای و آلودگی های زیست محیطی نیز دلیل مهمی برای بازبینی صنایع با فرآیندهای متداول تولید می باشد. در سال های اخیر، پالایش زیستی به واسطه تامین بخشی از مواد شیمیایی و سوخت مورد نیاز صنعت، مورد توجه زیاد صنایع لیگنوسلولزی به ویژه در بخش تبدیل پسماندهای پلیمری طبیعی (لیکور سیاه، لجن و...) به فرآورده های با ارزش افزوده زیاد قرار گرفته است. مطالعات زیادی بر روی تبدیل همی سلولز ها به مواد با ارزش افزوده زیاد انجام شده است. در بسیاری از این مطالعات، هدف بهینه سازی شرایط استخراج این ماده و سپس تبدیل آنها بوده است. همچنین پالایش زیستی می تواند در تبدیل لیکور سیاه حاصل از خمیرسازی منابع لیگنوسلولزی در کارخانجات تولید خمیر کاغذ به محصولات با ارزش افزوده به عنوان محصولات جانبی همراه با خمیر و کاغذ کمک نماید. در نهایت از نظر اقتصادی، پالایش زیستی موجب تقویت درآمدهای این کارخانه ها می شود. در این مقاله اهداف اصلی پالایش زیستی پسماندهای پلیمری طبیعی حاصل از کارخانجات کاغذسازی که دارای تاثیرات چند وجهی بر اقتصاد، انرژی و محیط زیست هستند مورد بحث قرار گرفته اند.

    کلیدواژگان: پالایش زیستی، زیست محیطی، لیکور سیاه، لیگنوسلولزی، همی سلولز ها
  • حسین مدی* صفحات 102-112

    آگاهی از تاثیر مخرب منابع انرژی فسیلی و محدودیت منابع آنها در دهه های آینده، تمامی جوامع بشری را بر آن داشته است که به دنبال منابع جایگزین تجدیدپذیر باشند. کشور ایران به طور میانگین 2900 ساعت آفتاب داشته و در هر متر مربع از مساحت سرزمین های مسطح آن می توان بین 4/3 تا 5/7 کیلو وات ساعت انرژی خورشید را تبدیل به برق ، بخار آب تحت فشار، و یا آب گرم مصرفی نمود. نقش فضاهای آموزشی و دانشگاهی برای افزایش آگاهی و تسریع این فرآیند کاملا روشن و نمادین است. در زمین - های درون دانشگاه، بر اساس چند معیار مهم مانند نزدیکی به شبکه یا پست برق، دسترس پذیری و نظارت، شیب مناسب، عدم سایه اندازی و چشم انداز نامناسب می توان امکان سنجی احداث نیروگاه های مقیاس کوچک را بررسی کرد به نحوی که بین 5 تا 10% از نیازهای ساختمان های مجاور تاسیسات خورشیدی تامین گردد. انتخاب زمین در یک پردیس دانشگاهی، نقش تعیین کننده ای در افزایش جذب تابش خورشیدی و تولید برق مورد نیاز، و کاهش تلفات ناشی از فاصله زیاد از شبکه، سایه اندازی، شیب نامناسب، و آلودگی هوا دارد. روش تحلیل سلسله مرتبی AHP برای تحلیل محل نصب مناسب صفحه های خورشیدی، مرتبط با عوامل محیطی، دسترسی به پست برق و ساختمان های مجاور، چشم اندازی مناسب انجام می شود. نتایج این تحقیق نشان داد که شرایط دسترسی، نظارت و نزدیکی به ساختمان ها و یا شبکه انتقال نیرو در درجه دوم و شرایط مساوی قرار دارند و چشم انداز نامناسب در یک پردیس دانشگاهی می تواند در درجه آخر این ارزیابی قرار گیرد.

    کلیدواژگان: انتخاب زمین، فتوولتائیک، مقیاس کوچک، توان خورشیدی، محوطه دانشگاهی
  • حسین سیفی*، محسن سیفی داوری صفحات 113-124
    در این تحقیق برای تحلیل آیرودینامیکی هیدروفویل میکروتوربین آبی محور عمود داریوس نوع اچ، سه هیدروفویل NACA0015، NACA0018 و NACA0021 انتخاب و با استفاده از معادله بیزیر هیدروفویل ها با استفاده از مدل اصلی آن، مدل سازی شد. سپس با استفاده از روش کدنویسی HOPMBL که با روش المان مرزی حل شد، ضریب توزیع فشار هیدروفویل NACA0015 نسبت به دو هیدروفویل دیگر در اعداد رینولدز مختلف شرایط بهتری داشت و در روش دیگر با استفاده از نرم افزار Q-Blade هیدروفویل NACA0015 نسبت ماکزیمم ضریب لیفت به درگ در عدد رینولدز 53670 نسبت به سایر هیدروفویل ها بیش تر و در زاویه 5.9 درجه برابر 24.3 می باشد و بخاطر همین، هیدروفویل NACA0015 انتخاب شد. سپس برای تحلیل هیدرفویل از نرم افزار فلوینت از مدل Kω-SST استفاده تا ضریب لیفت، ضریب درگ و ضریب توزیع فشار را بر حسب طول بدست آورده و با داده بدست آمده از نرم افزار Q-Blade مقایسه و همخوانی خوبی داشت. در ادامه میکرو توربین آبی با هیدروفویل NACA0015 با طول وتر، ارتفاع پره و شعاع روتور 6.4، 35 و 18.5 سانتی متر در نرم افزار کتیا طراحی و ساخته شد. سپس هیدروتوربین طراحی شده در نرم افزار انسیس فلوینت با مدل Realizable k-e شبیه سازی و در شرایط سرعت و فشار استاتیکی مورد تحلیل قرار گرفت.
    کلیدواژگان: هیدروفویل، میکرو توربین آبی، X-Foil، داریوس، نسبت ضریب برآ به ضریب پسا
  • ابراهیم قائد*، علی اکبر ناجی میدانی، محسن راجی اسد آبادی صفحات 125-131

    چکیده نقش انرژی دراقتصاد جهانی اهمیت موضوع انرژی رابیش ازپیش نمایان می سازد. تحقیقات متعددی توسط محققان ایرانی برای بررسی وضعیت فعلی و چشم اندازانرژیهای تجدیدپذیرو نو انجام شده است، امااطلاعاتی درخصوص اثرات انواع انرژیهای تجدیدپذیر و نو برنرخ تورم درایران وجود ندارد. بنابراین هدف اصلی این پژوهش نقش انواع انرژیهای جدید پذیر و نو برنرخ تورم درایران طی دوره 1397-1358 است. برای تحلیل موضوع ازمدل خودرگرسیونی با وقفه توزیعی (ARDL) و روش هم انباشتگی برای تعیین وجودرابطه کوتاه و بلندمدت بین متغیرها بکارگرفته شده است. نتایج نشان دادکه سرعت تعدیل مدل تصحیح خطا نسبتا بالا است و این مدل قادر است در هر دوره به میزان 68 درصدازخطای عدم تعادل کوتاه مدت، برای دستیابی به تعادل بلندمدت را تعدیل نماید. طبق برآوردانجام شده، رابطه بین نرخ تورم، سرانه تولیدناخالص داخلی، نیروی کار، سرمایه گذاری بخش خصوصی در انرژیهای تجدیدپذیر و انواع منابع انرژیهای تجدیدپذیرو نو)خورشید، باد، آب، زمین گرمایی و زیست توده(چه در کوتاه مدت و چه بلندمدت،کاهشی میباشد. همچنین نتایج حاکی از آن است که متغیرهای نیروی کار، تولید ناخالص داخلی، سرمایه گذاری دربخش خصوصی و انواع منابع انرژیهای تجدیدپذیرو نو(خورشید، باد، آب، زمین گرمایی و زیست توده)، موجب کاهش نرخ تورم دربلندمدت می شود، به طوریکه دربلندمدت استفاده یک درصد ازمتغیرهای مذکور نرخ تورم رابه ترتیب 82/0، 76/0، 75/0، 61/0، 54/0، 34/0، 31/0 و 64/0 درصد کاهش می دهدو این امر بدین معناست که انرژی های تجدید پذیر نه تنها تاثیرمخربی بر نرخ تورم ندارد، بلکه رشد اقتصادی را هم دربلند مدت موجب می شود.

    کلیدواژگان: انرژیهای تجدید پذیر و نو، نرخ تورم، مدل خود رگرسیونی با وقفه های توزیعی، روش هم انباشتگی
  • راضیه پوردربانی* صفحات 132-140

    یکی از دلایل اصلی آلودگی هوای کلانشهرها، ترافیک سنگین و حجم بالای خودرو و وسایل نقلیه موتوری است؛ که ورود خودروهای هیبریدی به ناوگان حمل و نقل شهری امری ضروری است. در این مقاله، ابتدا به معرفی مختصر خودروهای هیبریدی و ضرورت توجه به آنها پرداخته شد؛ سپس به مطالعه موردی ایستگاه شارژ مبتنی بر انرژی تجدیدپذیر برای شارژ خودروهای هیبریدی پلاگین پرداخته شد. عملکرد ایستگاه در تامین تقاضا در روزهای آفتابی و ابری مورد ارزیابی قرار گرفت. در یک روز ابری زمانی که افزایش سرعت باد از 4/10 متر بر ثانیه به 6/11 متر در ثانیه بود، تقاضای شارژ از حدود ساعت 6:00 تا حدود 18:00 بیشتر از فتوولتاییک و تولید برق بادی بود، بنابراین کنترلر توان باعث شد FC روشن شود تا انرژی اضافی لازم برای تامین تقاضای شارژ را تولید کند. همچنین در یک روز آفتابی که سرعت باد از 2/10 متر بر ثانیه تا 3/12 متر در ثانیه متغیر بود، میزان تقاضای شارژ کمتر از فتوولتاییک و تولید انرژی بادی بود. بنابراین کنترلر توان، سلول FC را خاموش کرد و نیروی اضافی در دسترس از طریق تجزیه آب برای تولید هیدروژن مصرف شد. در کل، ایستگاه شارژ مبتنی بر انرژی خورشید و باد به طور موثری تقاضای بار را در روزهای آفتابی و ابری برآورده ساخت.

    کلیدواژگان: خودرو هیبریدی، ایستگاه شارژ، انرژی تجدیدپذیر
|
  • Ehsan Sarlaki, Gholamreza Chegini *, Iman Marzban, Hamidreza Bakhshi Pages 1-12

    In this study, a comprehensive review on sustainable solutions for energy saving in greenhouse systems using renewable energies technologies is presented. Afterward the brief and concise assessment and identify of existing greenhouse systems and in order to notable reductions of energy consumption in greenhouses, topics such as total energy consumption; cost-effective, energy-efficient as well as environmentally friendly technologies are analyzed in detail. The technologies considered within the scope of this research are mainly renewable and sustainable based solutions such as photovoltaic (PV) modules, solar thermal collectors, hybrid PV/T collectors and systems, phase change material (PCM) and underground based heat storage techniques and energy-efficient heat pumps. The findings from the research reveal that up to 80% energy saving can be achieved through utiliztion of renewable energies technologies.

    Keywords: Renewable Energies, Greenhouses, heating, cooling, Energy Storage
  • Meraj Rajaee *, Kourdistan Challasi Pages 13-20

    Planning for optimal utilization of solar energy requires evaluation of solar systems, especially photovoltaic systems in different cities of the country. Photovoltaic cells are affected by factors such as high temperature, dust deposition, electrical losses and severe storms. The presence of dust in the sky of Iran causes dust deposition on the surface of the photovoltaic panels and greatly affects the efficiency of photovoltaic panels. In this study, natural factors affecting the performance of photovoltaic panels such as the intensity of sunlight, temperature, humidity, wind current, snow and dust are mentioned. Also, several types of automatic cleaning systems are mentioned to clean the solar panels from any contamination. Experimental tests were conducted outdoors to evaluate the effect of dust on the important parameters of the photovoltaic panel. Dust deposition on the panel surface caused 3% decrease in voltage, 42% decrease in current, 46% decrease in power and 3% increase in the temperature of the contaminated panel compared to the clean panel. Comparisons between clean panel and panels contaminated with dust and sand were made. As a result, the voltage and current of the panel with 10   of sand decreased 2% and 4% more than the voltage and current of the panel with 10  of dust. Photovoltaic panels should be cleaned regularly using cleaner systems that minimize the need for water and manpower to reduce the effects of pollution and increase the efficiency.

    Keywords: Solar panel, Dust, Sand, Cleaning System
  • Vali Mohammad-Razdari, Sayyed Aboozar Fanaee * Pages 21-32

    Desalination of saline and seawater is one of the best ways to provide fresh water. This article provides an overview of different types of water desalination processes, with introduction of advantages, disadvantages and various techniques to increase their efficiency. The results of this study suggest that for saline waters with salts greater than 1.2% mass fraction, it is more economical to use reverse osmosis devices instead of electro-dialysis process. Furthermore, the resistance of electro-dialysis membranes is much higher than of reverse osmosis membranes. Multiple-effect distillation (MED) is the most important thermal process that can produce a large amount of fresh water. The vapor-compression (VC) method does not require an external heating source and is exerted by electricity, therefore, the method is suitable for populated areas that have access to electricity. Low energy consumption in the freezing method is the most important advantage of that in comparison to other methods. Because, most areas in need of fresh water have high solar irradiations, so solar water desalination is the best way to provide the required water. Passive solar desalinations are devices that do not require a variety of energy and pumping systems and work with the least peripheral equipment, therefore, are cost-effective than solar active desalinations. The advantage of a stepped-solar still is that by placing a small basin with phase change material at the bottom of the absorber plate, it is possible to use the benefits of a single basin solar still at all period of day and night.

    Keywords: Fresh water, Passive, Active Desalination, Membrane, Thermal Method, Solar energy
  • Negar Sadeghi, Yousef Gorji Mahlabani *, Hamid Reza Nazif Pages 33-40

    In modern architecture, in addition to the basic needs and consideration of the beauty of spaces and facades of buildings, attention to designs to prevent energy loss is an important factor. One of the most comprehensive methods to cover all of these factors is natural ventilation, which is known to be one of the most effective factors in providing thermal comfort. This factor has always been considered especially in hot and dry climates, and architects have come up with different solutions depending on the climatic conditions of the area. This study investigates one of the most commonly used natural ventilation elements of traditional, wind-driven architecture in warm and dry climates. Therefore, the main purpose of this research was to study and study the ideas and perspectives of traditional architecture in the field of natural ventilation and the influence of elements used in traditional buildings for thermal comfort and temperature equilibrium in hot and dry climate in order to be modeled. From traditional architectural elements to the design of modern buildings, we improve thermal comfort in a contemporary building. For this purpose, numerical analysis of deflector performance has been performed by applying fluid dynamics science and based on simulation in Ennis Fluent software. The results show that the use of windscreen can reduce the temperature to about 9 ° C in hot and dry climate.

    Keywords: Natural Ventilation, Hot, dry climate, Traditional Architecture, windcatcher, Central Courtyard
  • Ali Dehghani, Ebrahim Ghaed *, Mohammadtaher Ahmadi Shadmehri Pages 41-47

    The main objective of this paper is to investigate the effect of Types the renewable energies on Iranian Electricity Production during the period of 1981-2017. For this purpose, Vector Autoregressive Model, Johansson-Juselius method and Vector Error Correction Model are used. The long run results indicate that if the Electricity Price variables, Electricity Consumption, and the Types renewable energies (such as Solar, Hydro, Wind, and geothermal), these leads to 0.17, 0.54, 8.44, 5.39, 3.78, and 1.03 percentage increase in the Electricity Production. Moreover it was found that among renewable energy sources, the effect of solar energy on the Electricity Production is higher than others and we have to prioritize investment in solar energy. In addition, the results are based on the coefficient of the error correction method indicates that about 0.71 of the short-term imbalance is adjusted in each period to achieve the long-term equilibrium further.

    Keywords: Renewable Energy, Electricity Production, Vector Error Correction Model, Johansson-Juselius Method, solar
  • Soudeh Afsharian *, Leila Sohrabi Adel Pages 48-55

    In recent decades, pollution has caused many problems such as climate change in Iran as well as the world. By considering the Iran's condition and location in Middle East, and the worldwide oil-based economic pressures, it is mandatory to focus on other industries to change the economic pulse of the country. So, stepping into the field of renewable energy is vital. Since Iran is subjected to numerous environmental contaminants, as well as habitats destruction and the loss of agricultural lands in some areas of the country due to the drought, which leads to migration and suburbia phenomenon, it is inevitable to switch to renewable energies, including solar, wind energy, and develop this industry. This study seeks to evaluate and rank the areas in Iran that have not been identified for solar and wind energy electricity generating despite their high potential. After the initial evaluation of the location by considering factors such as latitude, longitude, wind speed and solar radiation, the locations are prioritized with one of the multi-criteria AHP (Analytic Hierarchy Process) weighting methods based on the solar and wind farms criteria such as return on investment, political and economic impacts, wind intensity, radiation angle, etc.). Finally, the best ranking among the top selected areas including Nimroz-Hamoon (Sistan), Behbahan and Shooshtar (Khuzestan), Kerman and Yazd is determined.

    Keywords: Renewable Energy, Wind Farm, Multi-Criteria Weighting Methods, AHP
  • Morteza Esfandyari *, Mojtaba Esfandyari, Hamed Azami Pages 56-62

    Iran is geographically located in the arid and semi-arid region of the earth, with an average rainfall about 250 mm per year, which is one-third of the world's average rainfall. So that, 84% of the country's catagorized as arid and semi-arid area and only 16% of it is in the semi-humid and humid regions. However, total per capita consumption of drinking water in Iran (including commercial - industrial - household - green space ...) is estimated to 220 liters per day. In addition, population growth in Iran has been increasing in recent years. Lack of proper management of available water resources has led to serious challenges in the field of water supply, especially drinking water in many cities and villages of the country. In this paper, using the 3'Rs strategy (reduction, reuse and recycling), We investigate the ways to reduce water demands at the University of Bojnrod and then discuss the possibility of using gray water, as an important part of the wastewater of the  campus. One of the important point in water management of the campuses is to pay attention to the wastewater produced in the university. The most important wastewater produced at the University of Bojnord is the restaurant wastewater, which we concentrate on the possibility of using this wastewater and its usable products.

    Keywords: reduction, Reuse, Recycling, gray water, Restaurant Wastewater, University of Bojnord
  • Shiva Ansaripour, Younes Noorollahi *, Hossein Yousefi, Aminabbas Golshanfard Pages 63-69

    Energy supply was one of the most important concerns of mankind Throughout history that recently is done more consciously. Proper planning to supply energy is from the goals of every society. The introduction of proper planning is the existence of a realistic view of the future. In the energy sector, there is also a view of the future in terms of demand for energy as well as the status of available resources. In this paper, the demand for energy in different sectors of consumption is investigated to achieve an accurate and reliable view of the future. The energy consuming sectors can be defined as agricultural, transportation, industrial, thermal and finally the electrical power generation sector. To do so, articles on similar topics case study of Iran and other countries were studied to compare the factors that have been considered to achieve a suitable model for energy demand in the country of Iran. Using the future horizon of consumption, which the model shows, make us be able to plan sustainable development and implement the amount of energy needed using renewable energy sources.

    Keywords: Energy Demand, demand modeling, Energy planning, sustainable development, renewable energy growth
  • Aziz Babapoor *, Zahra Dehghan Khaje Bolagh, Mina Ganjkhani, Meysam Paar Pages 70-77

    A majority portion of energy resources in the world is supplied by fossil fuels. Excessive consumptions of fossil energy resources have instigated many environmental issues such as climate change. Burning fossil fuels release toxic and dangerous pollutants that will affect the environment and finally the human food chain. Overconsumption of nonrenewable fossil fuels concerns the global community to develop concepts such as sustainable renewable energies, energy storage, thermal energy and phase change materials within the framework of energy management. The idea of using phase change materials for storage of renewable thermal energy is growing.  Having variety types of phase - change materials with different characteristics has led to the possibility of using these materials in several industries such as textiles, medicine, smart clothes, civil and electronic industries. Additionally, storage and release of renewable energies are important factor in the development of energy management. Therefore, in this study, the role of phase change materials in smart clothing is investigated.

    Keywords: Renewable Energies, phase change materials, Smart clothes, Nanofibers, Thermal management
  • Farhad Amiri *, Mohammad Hassan Moradi Pages 78-90

    Load-frequency control is among the important concerns in controlling microgrids, which are operated independently of the main grid. In this paper, load-frequency control in microgrids on ships is studied. Resources such as batteries and flywheels are considered controllable resources in load-frequency control. Besides, the model predictive control is used as the controller to design a load-frequency control system. The model predictive control weight parameters, which play a substantial role in determining the performance of this controller, are optimized using the craziness-based particle swarm optimization algorithm. The proposed algorithm accelerates convergence. The results of the proposed controller are compared under several different scenarios considering the uncertainty of parameters using Multi-Objective Fuzzy Type 1 PI and Multi-Objective interval Fuzzy Type 2 PI controllers, which are optimized by the black hole algorithm, the fuzzy proportional integral controllers, and Ziegler–Nichols proportional integral controllers. The effectiveness of the proposed method with regard to the response speed, the decrease in overshoot and undershoot, and robustness against the parameter uncertainties is indicated. The proposed controller responds faster than the other conventional control methods and accelerates the process of responding to oscillations by 7%. In addition, the proposed controller performs better in reducing overshoot and reducing undershoot and it shows a 5% improvement with regard to the decrease in overshoot and undershoot in the oscillations. Simulations are also carried out in MATLAB (Simulink).

    Keywords: Microgrid on the Ship, Model predictive Control, Energy Saving Resources, Craziness-based particle swarm optimization, Load Frequency Control
  • Aliasghar Tatari, Mohammad Hadi Aryaie Monfared * Pages 91-101

    Nowadays, high dependence on fossil fuels for chemical and fuel production, and also, the severe shortage of these resources has raised serious concerns. Moreover, increasing in greenhouse gas emissions and environmental pollution are also an important reason for reviewing industries with conventional processes. In recent years, biorefinery has received much attention from the lignocellulosic industry, especially in the field of converting natural polymeric wastes (black liquor, sludge, etc.) to value-added products by supplying part of the chemicals and fuel required by industry. Many studies have been done on the conversion of hemicelluloses into high value-added materials. In most of these studies, the aim was to optimize the extraction conditions and then convert them. Furthermore, biorefinery can help to creating value-added products from black liqueur derived from pulping lignocellulosic materials in papermaking as by-products of pulp and paper. Finaly, economically, biorefinery will boost the economic sector of these plants. This paper discusses the main goals of biorefinery of natural polymer waste from paper mills that have multifaceted impacts on the economy, energy and the environment.

    Keywords: Biorefinery, Environmental, Black Liquor, lignocellulosic, hemicelluloses
  • Hossein Medi * Pages 102-112

    Awareness of the devastating impact of fossil energy sources and their resource limitations in the coming decades has prompted all human societies to seek alternative renewable sources. Iran has an average of 2,900 hours of sunshine per square meter of flat land area that can convert between 3.4 to 7.5 kWh of solar energy into electricity or hot water. The awareness and acceleration of this process are quite clear and symbolic. On campus, based on several important criteria, such as proximity to the grid or substation, accessibility and monitoring, proper slope, non-shading, and inadequate landscape, the feasibility of small-scale power plants can be examined so that Meet 5 to 10% of the needs of buildings adjacent to the solar plant. Land selection on campus has a decisive role in increasing solar radiation absorption and power generation and reducing network loss, overcrowding, inadequate slope, and air pollution. The AHP Analysis Hierarchy Process approach is used to analyze the proper location of solar panels, related to environmental factors, access to power stations and adjacent buildings. Conditions of access, supervision, and proximity to buildings or power grids are second and foremost, and poor prospects on campus may be at the bottom of the assessment.

    Keywords: Site Selection, Photovoltaic, Small Scale, Solar Power, campus
  • Hossein Seifi *, Mohsen Seifi Davari Pages 113-124
    In this study, for aerodynamic analysis the vertical axis of Darius H type of hydrofoil micro water turbine, three hydrofoil NACA0015, NACA0018 and NACA0021 were selected and modeled using the Bezier equation of hydrofoil using its original model. Then, using the HOPMBL coding method, which was solved by the boundary element method, the NACA0015 hydrofoil pressure distribution coefficient was better than the other two hydrofoils numbers in different Reynolds numbers, and in another method, the maximum lift to drag coefficient using Q-Blade NACA0015 hydrofoil software The drip lift is higher on the Reynolds 53670 than on any other hydrofoil, at 5.9degree angle of 24.3, which is why the NACA0015 was chosen. Then, to analyze the hydrofoil of the fluent software, it used the KW-SST model to obtain the lift coefficient, drag coefficient and the pressure distribution coefficient in terms of length, and compared it with the data obtained from the Q-Blade software. Next, the water micro turbine with NACA0015 hydrofoil with chord length, blade height and rotor radius of 6.4, 35 and 18.5 cm was designed in catia software and manufactured. Then, the hydro-turbine designed in Ansys Fluent software was simulated with Realizable k-e model and analyzed velocity and pressure static conditions.
    Keywords: Hydrofoil, Micro Wind Turbine, X-Foil, Darriues, Aspect Ratio Lift to Drag Coefficient
  • Ebrahim Ghaed *, Ali Akbar Naji Meidani, Mohsen Raji Asadabadi Pages 125-131

    The role of energy in the global economy may highlight the importance of energy. Iranian researchers to examine the current state and prospects of Renewable and new energies have conducted numerous studies, but there is no information on the effects of different types of renewable and new energies on Iran inflation rate. The main objective of this study is to investigation of the role renewable and new energies on the inflation rate of Iran during the period of 1979-2018. For this analysis, Autoregressive Distributed Lag and Counteraction method Short and long run relationship between variables is used to determine the existence. The results that coefficient of the error correction method indicates that about 0.68 of the short-term imbalance is adjusted in each period to achieve the long-term equilibrium. It is estimated that the relationship between inflation rate, GDP per Capita, labor force, renewable energy investment by the private sector,  and the production of types of renewable and new energies (solar, wind, hydro, geothermal and biomass) in the Short and long run, it is declining. In addition, the variables of labor, GDP, investment in the private sector and various types of renewable energy sources (solar, wind, water, geothermal and biomass) reduce inflation rate in the long run. So that in the long run, the use of one percentage of these variables reduces leads to 0.82, 0.76, 0.75, 0.61, 0.54, 0.34, 0.31 and 0.64 percentage decrease in the inflation rate. This means that renewable energy It does not have a devastating effect on inflation,and it also causes economic growth in the long run.

    Keywords: Renewable Energy, inflation rate, Autoregressive Distributed Lag, Counteraction method
  • Razieh Pourdarbani * Pages 132-140

    One of the main causes of air pollution in metropolises is the heavy traffic and high volume of cars and motor vehicles, which undoubtedly play a major role in increasing the amount of air pollutants that introduction of hybrid cars into the urban transport is essential. This paper first briefly introduces plug-in hybrid electric vehicles (PHEV) and their role in fuel consumption management; then a case study of a renewable energy-based charging station for PHEVs was assessed on demand on sunny and cloudy days. On a cloudy day, when wind speeds ranged from 10.4 to 11.6 m/s, charging demand was higher from about 6:00 to about 18:00 than PV and wind power generation, so the power controller turned on the FC to generate the extra energy needed to meet the demand. Also on a sunny day, when wind speeds ranged from 10.2 to 12.3 m/s, the charge demand was lower than PV and wind energy production. Therefore, the power controller turned off the FC and the available additional power was used to break down water to produce hydrogen. Overall, the solar and wind power charging station effectively met the demand for PHEVs on sunny and cloudy days.

    Keywords: Plug-in Hybrid Vehicles, Charge station, Renewable Energy