فهرست مطالب
نشریه انرژی ایران
سال بیست و چهارم شماره 3 (پیاپی 92، پاییز 1400)
- تاریخ انتشار: 1400/09/10
- تعداد عناوین: 5
-
-
صفحات 1-16
ارزیابی انرژی و آلاینده های زیست محیطی یک فرآیند تولیدی ازنظر ارایه ی راهکارهای کاهش مصرف انرژی و انتشار آلاینده ها دارای اهمیت می باشد. اهمیت حفاظت از محیط زیست و تاثیرات احتمالی مرتبط با محصولات تولیدی و مصرف باعث افزایش علاقه به شناسایی این اثرات شده است. علاوه براین، یکی از مهمترین چالش ها در بخش صنعت میزان انرژی مصرفی است. پژوهش حاضر، تولید نوشابه های گازدار در شرکت زمزم گرگان را در دو بخش بطری های شیشه ای و بطری های PET با رویکردهای مختلف از نظر جریان انرژی و تاثیرات زیست محیطی بررسی کرده است. نتایج این مطالعه نشان داد که کل انرژی ورودی در تولید نوشابه گازدار شیشه ای 89/31610 مگاژول و در نوشابه گازدار PET 90/11081 مگاژول است. نوشابه گازدار شیشه ای نسبت به نوشابه گازدار PET بارهای زیست محیطی بیشتری تولید می کنند. این نشان می دهد که استفاده از بطری های PET برای تولید نوشیدنی های گازدار از نظر میزان آلاینده های زیست محیطی مناسب تر از بطری های شیشه ای می باشد.. همچنین بیش ترین میزان نسبت انرژی و بهره وری انرژی مربوط به تولید ذرت هنگامی بود که سامانه بی خاک ورزی بابقایا جانشین بی خاک ورزی بابقایا استفاده شد، به طوری که مقدار این شاخص ها برای این سامانه 26 و 075/0 گزارش شد.
کلیدواژگان: آلاینده، گرمایش جهانی، نوشیدنی، نهاده های انرژی -
بررسی پتانسیل انرژی باد در استان یزد با استفاده از توزیع ویبولصفحات 17-31
کاهش سوخت های فسیلی و آلودگی هوا یکی از بزرگ ترین مشکلات جامعه امروزی بشمار میرود، این مشکل باعث شده است تا توجه سیاست ها را به سمت استفاده از یکی از پاکترین و ارزان ترین انرژی های تجدیدپذیر یعنی انرژی باد هدایت کند. در این پژوهش ارزیابی پتانسیل انرژی باد در استان یزد مورد بررسی قرار گرفته است. ارزیابی سرعت متوسط سالانه باد در استان یزد برپایه ی داد های سرعت روزانه باد در ایستگاه های سینوپیتک یزد، بافق،مروست، هرات،گاریز،عقدا، بهاباد، مهریز، میبد، ابرکوه وربات پشت بادام در طول سال های 2000 تا 2017 انجام شده است. همچنین برای ترسیم گلباد های ایستگاه های ذکر شده از داده های جهت و وزش باد سه ساعت سینوپتیک ایستگاه های ذکر شده توسط نرم افزار wrplot و انجام محاسبات توسط توزیع احتمال ویبول انجام شده است، در ادامه نیز چگالی توان سالانه در ارتفاعات 10 و 50 متر بدست آمده که برای برآورد سرعت باد در ارتفاعات بالاتر از 10 متر از توان یک هفتم استفاده شده است. بر پایه ی محاسبات انجام شده در ارتفاع 50 متر پتانسیل انرژی باد در استان یزد به ترتیب 42/37 ، 46 ، 75/57 ، 48/70 ، 02/77 ، 26/82 ، 85 ،27/86 ، 03/89 ، 76/93 ، 202 وات بر متر مربع در واحد سطح بدست آمده است. نتایج پژوهش گویای این است که ایستگاه های هرات، ابرکوه، میبد، عقدا، گاریز و مروست به ترتیب دارای پتانسیل مناسبی نسبت به سایر نقاط استان جهت استفاده از انرژی باد را دارا می باشند. همچنین تمام محاسبات انجام شده با استفاده از نرم افزار های EES و اکسل انجام شده است.
کلیدواژگان: انرژی باد، توزیع ویبول، چگالی توان، استان یزد -
بررسی و تحلیل ترمودینامیکی- اقتصادی سیستم تهویه مطبوع جذبی خورشیدی دو مرحله ای در اقلیم آب و هوایی ایرانصفحات 32-47
انرژی خورشیدی را می توان به صورت مستقیم و غیر مستقیم در تامین بار الکتریکی مصرفی، گرمایش و سرمایش ساختمان مورد استفاده قرار داد. به منظور استفاده از انرژی خورشیدی در یک سیکل تبرید، با حذف کمپرسور از یک کلکتور خورشیدی برای تامین بار گرمایشی استفاده می شود. بنابراین، در مقاله پیش رو به بررسی بالانس انرژی یک سیستم خورشیدی برای تامین بار گرمایشی و سرمایشی مورد نیاز در تهویه مطبوع یک ساختمان مسکونی و یک واحد اداری پرداخته شده است. برای این منظور با استفاده از نرم افزار کریر بار گرمایشی و سرمایشی مورد نیاز برای منزل و اداره محاسبه شده است. سپس با توجه به این بار، به روش تحلیلی و با کدنویسی در محیط MATLAB و EES به طراحی یک سیستم جذبی خورشیدی دو مرحله ای پرداخته شده است. در نهایت با توجه به سیستم طراحی شده به تحلیل اقتصادی آن پرداخته شده است. درنهایت مشخص است که استفاده از سیستم طراحی شده جذبی دو مرحله ای نه تنها می تواند حرارت مورد نیاز ساختمان که از نرم افزار کریر محاسبه شده است را تامین کند بلکه نسبت به یک سیستم یک مرحله ای در حدود %25 از راندمان بالاتری برخوردار است و در دراز مدت (حدود 10 سال) استفاده از این سیستم نسبت به کولر گازی مقرون به صرفه خواهد بود.
کلیدواژگان: کلکتور خورشیدی، سیستم جذبی دو مرحله ای، تحلیل اقتصادی، تهویه مطبوع -
مدل سازی ویژگی های بستر و ترکیبات بیوگاز برای استفاده از تلفن های هوشمند در مدیریت تولید بیوگازصفحات 47-61
با افزایش جمعیت و سطح رفاه جامعه، مقدار استفاده از منابع غذایی (گیاهی و جانوری) افزایش یافته و ضایعات بیشتر شده، بنابراین تولید سوخت های تجدیدپذیر از قبیل بیوگاز در جهان افزایش یافته است. تولید بیوگاز و کیفیت آن تحت تاثیر ویژگی های مختلف ماده آبکی و ترکیبات بیوگاز است و مدیریت این عوامل با استفاده از رایانه و به کمک الگوریتم های پیچیده انجام می گیرد که هزینه بر بوده و نیاز به آموزش های تخصصی دارد. بنابراین در این تحقیق اپلیکیشن BioOptim تحت پلتفرم اندروید، با زبان برنامه نویسی Java و توسط IDE 64 بیتی مناسب پیاده سازی شد. برای این منظور، ویژگی مختلف ماده آبکی و بیوگاز حاصل از ترکیب نسبت های مختلف ضایعات مرکبات و کود حیوانی (0-100%) با پیش تیمارهای NaOH و H2O2 (0-3%) اندازه گیری شدند. این پارامترها با استفاده از مدل های رگرسیونی چند متغیره مدلسازی و در اپلیکیشن BioOptim پیاده سازی شدند. نتایج ارزیابی اپلیکیشن نشان داد مقدار NRMSE مربوط به ویژگی های C، N، C/N، TS، VS، Ca، pH، P2O5، K2O، CH4، CO و CO2 کمتر از 0/45 بود و مقدار ENS، d، R2 و IR2 این پارامترها به ترتیب بیشتر از 0/859، 0/95، 0/34 و 0/87 بودند. دقت اپلیکیشن BioOptim تنها در تعیین دو پارامتر BOD و H2S ضعیف بود.
کلیدواژگان: اپلیکیشن اندروید، ترکیبات بیوگاز، جاوا، مدلسازی، ویژگی های پیش مواد -
صفحات 62-78
نماهای دوپوسته بایستی براساس شرایط اقلیمی بکارگیری شوند. هدف این مقاله، بررسی امکان سنجی استفاده از نماهای دوپوسته در ساختمان های اداری اقلیم گرم وخشک ایران، جهت دستیابی به مدل بهینه نمای دوپوسته درجهت کاهش دما و شار گرمایی عبوری از شیشه داخلی نما بود. لذا عملکرد حرارتی نماهای دوپوسته در حالات مختلف باتغییر متغیرهای مستقل باعملکرد حرارتی نمای تک پوسته ومیزان مصرف انرژی مقایسه شد. دراین مقاله از روش شبیه سازی و مدل سازی با نرم افزار انسیس فلوینت ورژن 2019 رویژن 2 جهت بررسی عملکرد حرارتی نمای دوپوسته با بررسی نتایج دما و انرژی گرمایی عبوری از سطوح شفاف و نرم افزار انرژی پلاس ورژن 9.6.0 جهت بررسی انرژی مصرفی در ساختمان در سناریوهای مختلف استفاده شد. برای صحت سنجی روش های شبیه سازی، از اندازه گیری های آزمایشگاهی معتبر استفاده شد. برای 36 سناریو استفاده از نمای دوپوسته باعث کاهش دما و شار گرمایی عبوری ازسطح شیشه داخلی نما به داخل ساختمان برای گرمترین روز سال به ترتیب به میزان 12.9% تا 15.5% و 69.7% تا 74.1% و کاهش مصرف انرژی در اتاق مشخصه مرتبط به نمای درساختمان در کل فصل تابستان به میزان 6.6% تا 16.3% نسبت به نمای تک پوسته شد.
کلیدواژگان: تهویه طبیعی، نمای دوپوسته، نرم افزار فلوئنت، نرم افزار انرژی پلاس، اقلیم گرم و خشک ایران، ساختمان های اداری
-
Pages 1-16
Evaluation of energy and environmental pollutants A production process is important in terms of providing solutions to reduce energy consumption and emissions. The importance of environmental protection and the potential impacts associated with manufactured and consumed products have increased interest in identifying these effects. In addition, one of the most important challenges in the industrial sector is the amount of energy consumed. The present study has investigated the production of carbonated beverages in Gorgan Zamzam Company in two parts: glass bottles and PET bottles with different approaches in terms of energy flow and environmental impact. The results of this study showed that the total input energy in the production of carbonated glass beverage is 31610.89 MJ and in PET carbonated beverage is 11081.90 MJ. Carbonated soft drinks produce more environmental loads than PET carbonated drinks. This indicates that the use of PET bottles for the production of carbonated beverages is more appropriate in terms of environmental pollutants than glass bottles. Also, the highest ratio of energy and energy efficiency was related to corn production when the tillage system with residues was used as tillage system without residues, so that the value of these indicators for this system was reported to be 26 and 0.075.
Keywords: Energy inputs, Global warming, Pollutant, Soft Drink -
investigation of wind energy potential in Yazd province Using Weibull distributionPages 17-31
Reducing fossil fuels and air pollution is one of the biggest problems in today's society, which has led to policy attention towards the use of one of the cleanest and cheapest renewable energy, wind energy. In this study, the evaluation of wind energy potential in Yazd province has been investigated. Assessment of average annual wind speed in Yazd province based on daily wind speed data in Synoptic stations of Yazd, Bafgh, Marvast, Herat, Gariz, Aghda, Bahabad, Mehriz, Meybod, Abarkooh and almond orchard during 2000 to 2017 Is. Also, to draw the flowers of the mentioned stations from the direction and wind data, three synoptic hours of the mentioned stations have been done by wrplot software and calculations have been done by Weibull probability distribution, and then the annual power density at heights of 10 and 50 meters. It is obtained that one-seventh of the power is used to estimate the wind speed at altitudes above 10 meters. Based on the calculations performed at an altitude of 50 meters, the wind energy potential in Yazd province was 37.42, 46, 57.75, 70.48, 77.02, 82.26, 85, 86.27, 89.03, 93.76 and 202 watt per square meter is obtained per unit area. The results show that Herat, Abarkooh, Meybod, Aqda, Gariz and Marvast stations have good potential compared to other parts of the province to use wind energy, respectively. Also, all calculations were performed using EES and Excel software.
Keywords: Wind energy, Weibull-distribution, Power density, Yazd Province -
Thermo-Economic Investigation of a Double Effect LiBr-H2O Solar Absorption Cooling System In The Climate Of IranPages 32-47
Solar energy can be used directly and indirectly in supplying electricity, heating and cooling of buildings. So, by removing the compressor, a solar collector is used to supply the heating load in a refrigeration cycles. Therefore, in the present article, the energy balance of a solar system is investigated to provide the heating and cooling load required in the air conditioning of a residential building and an office unit. For this purpose, heating and cooling load required for buildings is calculated using carrier HAP software. Then, a double effect solar absorption system is designed analytically using MATLAB and EES environments. Finally, economic analysis of this system is discussed. According to the obtained results, using of the designed double effect absorption system can not only provide the required heating and cooling load of the building, but also efficiency of this system is 25% higher than a single effect system. Also, this system will also be more cost-effective than a split air conditioner in the long run (About 10 years).
Keywords: Solar collector, Double effect solar absorption cooling system, Economic analysis, Air conditioning software -
Modeling of Substrate Characteristics and Biogas Compounds for using Smart phones in Biogas Production ManagementPages 47-61
With the increase of population and the level of welfare of the society, the amount of food resources (plant and animal) has increased, and thus, their wastes increase; therefore, the production of renewable fuels like biogas has increased. Biogas production and its quality are influenced by different slurry characteristics and biogas compounds, and their management is done using a computer with the help of complex algorithms, which are costly and require specialized training. For this purpose, a BioOptim application under the Android platform using Java programming language and 64-bit IDE was implemented with a high accuracy. For this purpose, some slurry characteristics and biogas compounds produced with co-digestion of different mixtures of citrous wastes and cow manure (0‒100%) pretreated with different amounts of NaOH and H2O2 (0‒3%) were studied. The measured parameters were modeled using multivariable regression models and used to imply in the BioOptim application. The evaluation results of the application showed that NRMSE of the parameters of C, N, C/N, Ca, TS, VS, K2O, P2O5, pH, CH4, CO2, and CO was lower than 0.45. For these parameters, the statistical quantities of ENS, d, R2, and IR2 were higher than 0.85, 0.95, 0.34, and 0.87, respectively. As found, the BioOptim application was only weak in determining parameter of H2S and BOD.
Keywords: Android application, Biogas compounds, Java, Modeling, Substrate characteristics -
Pages 62-78
Double skin facades (DSFs) should be used based on climatic conditions. The purpose of this article was to investigate the feasibility of using DSFs in office buildings in hot and dry climate of Iran, in order to achieve the optimal model of DSF to reduce the temperature and heat flux through the inner glass of the facade. Therefore, the thermal performance of DSFs in different situations with independent variables was compared with the thermal performance of single skin facades (SSFs) and energy consumption. In this paper, the simulation and modeling method with Ansys Fluent software version 2019-R2 to evaluate the thermal performance of the DSF by examining the results of temperature and thermal energy passing through transparent surfaces and Energy Plus software version 9.6.0 to investigate energy consumption in buildings in different scenarios used. Valid laboratory measurements were used to validate the simulation methods. For 36 scenarios, the use of a DSFs reduces the temperature and heat flux passing through the inner glass surface of the facade into the building by 12.9% to 15.5% and 69.7% to 74.1% and reduces energy consumption in the characteristic room related to the building facade by 6.6 % To 16.3% compared to the SSFs.
Keywords: Natural Ventilation, Double Skin Façade, FLUENT Software, Energy Plus Software, Hot, Dry Climate of IRAN, Office Building