فهرست مطالب

انرژی ایران - سال بیست و ششم شماره 1 (پیاپی 98، بهار 1402)

نشریه انرژی ایران
سال بیست و ششم شماره 1 (پیاپی 98، بهار 1402)

  • تاریخ انتشار: 1402/07/16
  • تعداد عناوین: 6
|
  • محمد خدابنده* صفحات 1-18

    مرکز داده به مکانی گفته می شود که گروه عظیمی از سرورهای کامپیوتری و تجهیزات شبکه با استفاده از امکانات زیرساختی و ارتباطی برای رایانش و میزبانی مجموعه بزرگی از داده ها، گرد هم آمده باشند. به بیان دیگر، دیتاسنتر محل استقرار تعداد زیادی از سرورهای کامپیوتری است که در کنار یکدیگر و بدون وقفه، امور مربوط به رایانش، ذخیره سازی و انتقال داده ها را انجام می دهند. ساختمان اغلب این مراکز، دارای سیستم های امنیتی پیشرفته، سیستم تهویه، اطفاء حریق و سیستم توزیع برق است که به سامانه برق اضطراری [1]و دیزل ژنراتور مجهز شده اند. پیاده سازی یک دیتاسنتر، عموما بر پایه شبکه عظیمی از منابع پردازشی و ذخیره سازی صورت می پذیرد . از آن جا که انتشار گرما در سرور رک ها دائما در حال افزایش است، بنابراین طراحی مناسب سیستم تهویه هوا در مرکز داده برای جلوگیری از تخریب دستگاه ها ناشی از گرمای زیاد اهمیت دارد . بیش از نیمی از انرژی مصرفی یک مرکز داده ی معمول، در زیرساخت های فیزیکی صرف می شود ، در این پژوهش بجهت بهینه سازی مصرف انرژی در مراکز داده و افزایش راندمان ابتدا شاخص های دمایی معرفی و سپس بر روی مدل های شبیه سازی شده پیاده سازی میگردد و در پایان مدل بهینه معرفی میگردد.

    کلیدواژگان: مرکز داده، اتاق سرور، شبیه سازی، بهینه سازی
  • کوثر صادقی ولنی*، الهام بخشایش، سمانه بهرامی صفحات 19-34

    امروزه با پیشرفت تکنولوژی و روند افزایشی قیمت رمز ارزها و سودآوری آن، استخراج رمز ارزها از دستگاه های ماینر به شدت مورد توجه قرار گرفته اند. از سوی دیگر با توجه به اینکه برق مصرفی ماینرها با نرخ برق صادراتی محاسبه می گردد، هزینه های بهره برداری آنها با افزایش نرخ ارز افزایش می یابد و باعث کاهش سودآوری استخراج رمز ارز می گردد. در همین راستا احداث نیروگاه های تجدیدپذیر شامل خورشیدی و مقیاس کوچک به صورت اختصاصی جهت استخراج رمز ارزها به نظر می رسد می تواند باعث کاهش هزینه ها و صرفه جویی اقتصادی گردد. در این پژوهش احداث همزمان نیروگاه خورشیدی و مقیاس کوچک جهت تولید برق مورد نیاز دستگاه های ماینر مورد بررسی قرار می گیرد. ابتدا یک مدل ریاضی بر مبنای ارزش فعلی هزینه احداث و بهره برداری، جهت تعیین ظرفیت بهینه هر نیروگاه ارائه می گردد. سپس اقتصادی بودن طرح به دست آمده، با استفاده از روش ارزش خالص فعلی بررسی می گردد. طرح احداث همزمان نیروگاه مقیاس کوچک و خورشیدی با سه طرح احداث نیروگاه خورشیدی، احداث نیروگاه مقیاس کوچک و استفاده از برق شبکه مقایسه می شود. نتایج نشان می دهد، احداث نیروگاه مقیاس کوچک و در کنار آن نیروگاه خورشیدی بهترین نتیجه را خواهد داشت.

    کلیدواژگان: رمز ارزها، ماینر، نیروگاه مقیاس کوچک، نیروگاه خورشیدی، مطالعات اقتصادی، ارزش خالص فعلی (NPV)
  • اسماعیل قاسمی کفرودی*، محمدرضا حبیبی، زینب سبحانی، محمد خالدی سردشتی، محمدعلی مانیان صفحات 35-51

    امروزه سیستم های تولید همزمان برق و حرارت با توجه به کاهش تلفات، راندمان بالا و کمک به امنیت شبکه مورد توجه کشورهای توسعه یافته ی دنیا برای مصارف مسکونی قرار گرفته اند. برای استفاده از این سیستم ها در کشور ابتدا باید بازار هدف آن مشخص گردد،  سپس با بررسی شرایط اقتصادی و ایجاد طرح های حمایتی به تشویق مصرف کنندگان مسکونی برای استفاده از این سیستم ها پرداخته شود.
    بدین منظور در مقاله ی حاضر، ابتدا مناسب ترین استان برای استفاده از این گونه سیستم ها انتخاب و سپس با استفاده از میزان مصرف برق و گاز منازل مسکونی مقایسه ای بین سیستم رایج و استفاده از سیستم mCHP  انجام گردید و با توجه به قیمت های واقعی تحلیل اقتصادی انجام و در ادامه میزان انتشار آلاینده های هوا برای هر دو سیستم مطالعه شد. نتایج نشان می دهد که استان تهران بهترین استان برای بازار این محصول می باشد. همچنین با توجه به تعرفه های کنونی استفاده از این سیستم می تواند پس از 6 سال بازگشت سرمایه داشته باشد، از طرفی مقادیر تولید آلاینده های  ،  ،  و  از سیستم رایج به ترتیب 9/60 ، 3/60 ، 7/54 و 100 درصد بیشتر از mCHP می باشد. نهایتا با توجه به بحث های اقتصادی و زیست محیطی، استفاده از سیستم تولید همزمان با کمک سیاست های حمایتی ضمن بهینه سازی مصرف انرژی و کاهش گازهای گلخانه ای قدم مهمی در جهت توسعه کشور می باشد.

    کلیدواژگان: سیستم تولید همزمان برق و حرارت، شاخص نسبت نگهداشت هزینه، تحلیل اقتصادی، انتشار آلاینده های هوا
  • احمدرضا کشتکار قلاتی*، الهه عبدلی صفحات 52-62

    هدف این مقاله، بهینه یابی فرم گلخانه خورشیدی در یک ساختمان مسکونی کارآمد انرژی در شهر تبریز است. برای این منظور از روش تحقیق توصیفی تحلیلی و همچنین نیمه تجربی (شبیه سازی) استفاده گردیده است. بدین ترتیب که ابتدا اطلاعات از طریق مطالعات کتابخانه ای جمع آوری و دسته بندی شده و سپس در نرم افزار دیزاین بیلدر و با استفاده از موتور شبیه ساز انرژی پلاس تحلیل گردیده و مصرف انرژی در حالت های مختلف: شرایط استفاده از گلخانه خورشیدی، استفاده از عایقکاری و پنجره دوجداره، بهره گیری از گلخانه خورشیدی همراه با عایقکاری (در دو حالت تهویه طبیعی و مصنوعی) بررسی و حالت های مختلف گلخانه از نظر مصالح، فرم و ابعاد با هم مقایسه شده و شرایط بهینه سامانه استخراج گردیده است. نتیجه آن که با مقایسه حالات مختلف می توان گفت حالت بهینه بهره گیری از گلخانه خورشیدی برای یک ساختمان کارآمد انرژی در اقلیم سرد و خشک تبریز، گلخانه ای با فرم مستطیل با ضلع بیشینه 30 متر رو جنوب و با عایق پشم سنگ است که در آن از پنجره دوجداره با شیشه به ضخامت 4و 6  میلیمتر و گاز آرگون استفاده شده است.

    کلیدواژگان: کاهش مصرف انرژی، گلخانه خورشیدی، ساختمان مسکونی، اقلیم سرد و خشک تبریز
  • محمدرضا کلاهدوز اصفهانی*، علی ابراهیمی، راضیه تیموری صفحات 63-77

    پارامترهای سلول خورشیدی با ترکیب کردن دو کاتیون آلی فرمامیدینیوم (FA) و متیل آمونیوم (MA) در سایت A از لایه جذب کننده پروسکایت سه کاتیونه و دو آنیونه شامل Br و I در سایت x توسط شبیه سازی با نرم افزار SCAPS بررسی شده است. ابتدا چگالی نقص لایه پروسکایت از 1013 × 1 تا 1017 × 1 (cm-3) تغییر داده شده و اثر آن بر عملکرد سلول خورشیدی مورد بررسی قرار گرفته است. سپس ضخامت لایه جاذب پروسکایت از 200 تا 1200 نانومتر تغییر کرده و برای چگالی نقص های مختلف لایه پروسکایت، نحوه و میزان تغییرات پارامترهای سلول خورشیدی دیده شده است. در مرحله بعد با تغییر چگالی نقص های فصل مشترک پروسکایت/ETL از 1011 × 1 تا 1013 × 2 (cm-3)، خازن موجود در فصل مشترک افزایش پیدا کرده که باعث کاهش بازدهی و ضریب پرشدگی سلول خورشیدی شده است. در نهایت مقدار طول انتشار حامل ها (L) از صفر تا حدود 4 میکرومتر عوض شده است که با افزایش آن، پارامترهای عملکردی سلول خورشیدی افزایش پیدا کرده اند.

    کلیدواژگان: سلول خورشیدی، شبیه سازی، پروسکایت
  • سجاد سعدی*، مهرداد محمودیان صفحات 78-90

    پره ها و بال ها مبتنی بر سطوح آئرودینامیک به نام ایرفویل ها هستند. هر چند ایرفویل ها برای شرایط کارکرد بهینه شده باشند، باز هم دارای محدودیت هایی در عملکرد هستند چراکه شکل ثابتی دارند و نمی توانند پاسخگوی تمام شرایط کاری باشند. در مراجع علمی برای گسترش ناحیه کاری ایرفویل ها و بهبود رفتار آن ها، از تکنیک هایی به نام کنترل جریان استفاده می شود. یکی از روش های کنترل جریان روی ایرفویل ها روش مکش لایه مرزی می باشد که در این روش تلاش می شود لایه مرده و بدون انرژی نزدیک سطح، از درون سیال بیرون کشیده شده و سیال با انرژی اطراف، جای آن را بگیرد. در این مقاله ابتدا توربین 660 کیلووات شرکت وستاس به عنوان مدل نمونه انتخاب و سپس هندسه آن ایجاد و مدل سه بعدی و شبکه محاسباتی آن توسعه داده شد و به طور کامل شبیه سازی و نتایج آن با اطلاعات تجربی آن توربین اعتبارسنجی گردید. در نهایت با استفاده از روش مکش لایه مرزی و با اعمال مقدار صحیح شدت مکش، می توان عملکرد آئرودینامیک روتور را تا 8 درصد بهبود بخشید. از آنجایی که سیستم همیشه کارآمد نیست، برای بازگشت به پیکربندی اولیه باید سیستم مکش، کنترل و یا خاموش شود.

    کلیدواژگان: توربین بادی، مکش لایه مرزی، آئرودینامیک، توان باد
|
  • Mohammad Khodabandeh* Pages 1-18

    A data center is a place where a large group of computer servers and network equipment are assembled using infrastructure and communication facilities for computing and hosting a large collection of data. In other words, the data center is the location of a large number of computer servers that perform computing, storage, and data transfer work together without interruption. The buildings of most of these centers have advanced security systems, ventilation system, fire extinguishing system and electricity distribution system, which are equipped with emergency power system [1] and diesel generator. The implementation of a data center is generally based on a large network of processing and storage resources. Since heat dissipation in rack servers is constantly increasing, it is important to properly design the air conditioning system in the data center to prevent the destruction of devices due to high heat. More than half of the energy consumption of a typical data center is spent on physical infrastructure. In this study, in order to optimize energy consumption in data centers and increase efficiency, first temperature indicators are introduced and then implemented on simulated models. At the end, the optimal model is introduced.

    Keywords: Data center, server room, simulation, optimization
  • Kosar Sadeghi*, Elham Bakhshayesh, Samaneh Bahrami Pages 19-34

    Nowadays, with technological advances and the increasing trend of cryptocurrency prices and its profitability, crypto mining has gained significant attention. On the other hand, since power consumption by miners is calculated based on electricity export price, their operating cost increases by the increase in foreign currency rate, which leads to less profitability of crypto mining. In this regard, using a combination of renewable power plant such as solar and small-scale power plants can reduces the operational costs and helps economic saving. In this research, simultaneous investment in solar and small-scale power plants to generate electricity demand for miner devices has been investigated. First off, a mathematical model based on the present value of capital and operational costs is presented to determine the optimal capacity of each power plant. Then, the economic feasibility has been analyzed using the net present value (NPV) method. The simultaneous construction of small-scale and solar power plants is compared with three other scenarios: construction of solar power plant, construction of small-scale power plant, and using main grid electricity. According to the obtained results, the construction of a small-scale power plant together with a solar power plant will provide the best results.

    Keywords: Cryptocurrency, Miner, Small-scale plant, Solar power plant, Economic studies, Net present value (NPV)
  • Esmaeil Ghasemi Kafrudi*, Mohammad Reza Habibi, Zeynab Sobhani, Mohammad Khaledi Sardashti, Mohammad Ali Manian Pages 35-51

    Today, combined heat and power generation systems have been taken into consideration by the developed country for residential use, due to reduced losses, high efficiency and help to network security. In order to use these systems in the country, the target market must be identified, then, by examining the economic conditions and creating incentive schemes to encourage residential customers to use these systems. For this purpose, in the present article, firstly, the most suitable province for the use of such systems was selected and then, by using the amount of electricity consumption and residential gas consumption, a comparison between the current system and the use of the mCHP system was made. According to the price Realistic economic analysis was carried out and further emissions of air pollutants were studied for both systems. The results show that Tehran province is the best province for this product market. Also, considering the current tariffs, the use of this system can return after six years, while the amount of pollutants production, and, from the current system are 60.9, 60.3, 54.7 And 100% more than mCHP. Finally, given the economic consideration and the need for countries to pay attention to reducing emissions, the use of the mCHP in conjunction with the Ministry of Energy's support policies can be implemented in our country.

    Keywords: mCHP, Cost saving ratio, Economic analysis, Air pollutant Emissions
  • Ahmadreza Keshtkar Ghalati*, Elaheh Abdoli Pages 52-62

    The purpose of this study is to optimize the form of solar greenhouse in an energy efficient residential building in Tabriz. For this purpose, descriptive-analytical research and simulation methods have been used. In this way, the initial data is categorized and then analyzed in Design Builder software and Energy Plus engine. During the research, energy consumption in different modes: conditions of use of solar greenhouse, insulation and double glazed windows, solar greenhouse with insulation (in both natural and artificial ventilation) and the different modes of the greenhouse in terms of materials, form and dimensions together Has been compared and the optimal conditions of the system have been concluded. The result of which can be concluded by comparing different scenarios: the optimal mode of using a solar greenhouse for an energy efficient building in Tabriz climate, a rectangular greenhouse with a maximum side of 30 meters south and It is made of rock wool insulation, in which a double-glazed window with a thickness of 4 and 6 mm and argon gas is used

    Keywords: Reduce energy consumption, solar greenhouse, residential building, cold, dry climate of Tabriz
  • Mohammadreza Kolahdouz Esfahani*, Ali Ebrahimi, Razieh Teimouri Pages 63-77

    The solar cell parameters by combining two organic cations formamidinium (FA) and methylammonium (MA) in site A of triple-cations and double-anions perovskite absorbing layer including Br and I in site x have been investigated by simulation with SCAPS software. First, the defect density of the perovskite layer was changed from 1×1013 to 1×1017 (cm-3) and its effect on the performance of the solar cell was investigated. Then, the thickness of the perovskite absorber layer was changed from 200 to 1200 nm and for the different density of the perovskite layer defects, the manner and extent of the changes in the parameters of the solar cell were observed. In the next step, by changing the defect density of the perovskite/ETL interface from 1×1011 to 2×1013 (cm-3), the capacitor of the interface has increased which has reduced the efficiency and fill factor of the solar cell. Finally, the diffusion length of the carriers (L) has been changed from zero to about 4 μm and with its increase, the functional parameters of the solar cell have increased.

    Keywords: SCAPS
  • Sajad Sadi*, Mehrdad Mahmoudian Pages 78-90

    Blades and wings are based on aerodynamic surfaces called airfoils. Although airfoils are optimized for working conditions, they still have limitations in performance because they have a fixed shape and cannot meet all working conditions. In scientific references, techniques called flow control are used to expand the working area of airfoils and improve their behavior. One of the methods of controlling the flow on airfoils is the boundary layer suction method, in which the dead and energyless layer near the surface is pulled out of the fluid and the surrounding energy fluid takes its place. In this article, first, the 660 kW turbine of Vestas company was selected as a sample model, then its geometry was created, and its three-dimensional model and computational network were developed, and its results were fully simulated and validated with the experimental data of that turbine. Finally, by using the boundary layer suction method and by applying the correct amount of suction intensity, the aerodynamic performance of the rotor can be improved by 8%. Since the system is not always efficient, the system must be pumped, controlled or shut down to return to the initial configuration.

    Keywords: wind turbine, boundary layer suction, aerodynamics, wind power