نشریه مباحث برگزیده در انرژی

محدودیت منابع انرژی و نقش اساسی آن در پیشرفتهای صنعتی استفاده از انرژی های تجدید پذیر نظیر باد، خورشید، آب و ... را به عنوان گزینه ای مناسب مطرح کرده است. انرژی های تجدید پذیر علاوه بر مقرون به صرفه بودن، در داشتن محیط زیستی پاک و بدون آلودگی نقش مهمی را ایفاء می کند. از این رو بررسی سازه های قدیمی مانند بادگیر ها که در گذشته استفاده فراوانی داشتند به نحوی که باعث استفاده در عصر مدرن گردد حائز اهمیت بوده و ارائه مدل هایی جدید جهت بهینه سازی آن ها قابل تامل است. در این مقاله با استفاده از ریاضیات تغییرات و آنالیز نیروی باد بر روی بادگیر ها مدلی بهینه ارائه شده که مقاوم تر از مدل های پیشین بوده و از نظر پارامترهای طراحی سازه های بادگیر، خصوصیات بهتری دارند. لذا مدل هذلولی گون در این خصوص ارائه شد. این مدل درحالیکه کمترین سطح در برابر باد را دارد، استحکام و مقاومت آن از بادگیر های پیشین بیشتر بوده و به عنوان مدلی کاربردی جهت برجک بادگیرهای نسل جدید پیشنهاد می گردند.

در عصر حاضر با توجه به مصرف فزاینده‌ی انرژی بخصوص در بخش صنایع، لزوم بهینه‌سازی مصرف انرژی و تعیین کلاس بازده انرژی وسایل مختلف ضروری می‌باشد. در تحقیق حاضر به توسعه‌ی استاندارد تعیین کلاس بازده انرژی پمپ‌های گریز از مرکز پرداخته شده است. با توجه به اینکه استاندارد مورد استفاده در کشور ایران  استاندارد 2-7817 نسخه اول تنها اثر بازده را در تعیین کلاس بازده انرژی در نظر می‌گیرد، روش پیشنهادی جدیدی جهت اصلاح این استاندارد ارائه گردیده است. در روش پیشنهادی تأثیر سرعت مخصوص بر بازده، با انتخاب یکی از منحنی‌های سرعت مخصوص ثابت در نمودار بازده برحسب دبی به‌عنوان منحنی مبنا و تصحیح بازده در هر سرعت مخصوص، در نظر گرفته شده است. در ادامه، پمپ‌های مختلف مورد آزمایش قرار گرفته و کلاس بازده انرژی آن‌ها از طریق استانداردهای مختلف تعیین گردیده است. در حالی که استاندارد مورد استفاده در کشور ایران، تمامی پمپ‌های مورد آزمایش را در یک کلاس دسته‌بندی می‌نماید، اما روش پیشنهادی جدید قادر به کلاس‌بندی مناسب پمپ‌ها، مشابه با استانداردهای اروپایی می‌باشد که به‌خوبی مزیت و قابلیت روش پیشنهادی جدید در دسته‌بندی و تعیین کلاس بازده انرژی پمپ‌های گریز از مرکز را نشان می‌دهد.
 

با تعیین برنامه زمانی مناسب بهره‌برداری از پمپ‌های یک سامانه انتقال آب می‌توان صرفه‌جویی قابل‌توجهی در میزان هزینه انرژی مصرفی به دست آورد. در این مقاله برنامه بهره‌برداری بهینه از ایستگاه‌های پمپاژ با استفاده از الگوریتم ژنتیک به‌گونه‌ای تعیین گردید که هزینه انرژی مصرفی حداقل شود. برای مسئله تعیین برنامه بهره‌برداری بهینه پمپ‌ها یک مدل بهینه‌سازی-شبیه‌سازی مبتنی بر الگوریتم ژنتیک تهیه شد. در این مدل الگوریتم ژنتیک در محیط نرم‌افزار متلب با بخش هیدرولیکی مدل ای‌پنت به‌عنوان مرجعی از فرامین و اطلاعات تلفیق گردید. از مدل پیشنهادی برای تعیین برنامه بهینه بهره‌برداری از سامانه انتقال آب از سد کوثر به شهر دوگنبدان در یک روز معمولی استفاده شد که مقایسه برنامه بهینه بهره‌برداری استخراج شده با حالت بهره‌برداری عادی، کاهشی برابر 8/26 درصد در هزینه انرژی مصرفی کل را نشان می‌دهد. این موضوع بیانگر تأثیر بسزای استفاده از این مدل در کاهش هزینه‌های انرژی مصرفی در سامانه‌های انتقال آب تحت فشار می‌باشد.
 

انرژی خورشید از مهم‌ترین انواع انرژی‌های نو و تجدیدپذیر است که چنانچه جایگزین سوخت‌های فسیلی شود، می‌تواند به نگرانی‌های موجود درباره پایان‌پذیری و نیز آلودگی‌های زیست‌محیطی ناشی از حامل‌های انرژی فسیلی و نوسان قیمت‌ها و بحران‌های انرژی خاتمه دهد. با توجه به پتانسیل بالای انرژی خورشیدی در مناطق وسیعی از کشور ایران ، از میان منابع انرژی، انرژی خورشیدی دارای جذابیت بیشتری برای محققان است. در فناوری فتوولتائیک اساس تبدیل نور خورشید به الکتریسیته می‌باشد و امروزه کشورهای زیادی از آن در قالب متصل به شبکه و مستقل از شبکه استفاده می‌کنند. در حال حاضر چندین فناوری در ساخت سلول‌های خورشیدی مورد استفاده قرار می‌گیرد. نتایج بررسی‌ها نشان می‌دهد که بازده سلول‌های نسل اول به دلیل کیفیت بالای مواد از بازدهی سلول‌های نسل‌های دیگر بیشتر است. انتظار می‌رود اختلاف بازده میان سلول‌های نسل‌های مختلف با گذشت زمان کمتر شده و تکنولوژی نسل دوم و سوم جایگزین تکنولوژی نسل اول شوند. در این مقاله ضمن بررسی کلی ساختارهای این سلول‌ها، راه‌های ممکن جهت بهبود عملکرد سلول‌های خورشیدی مورد مطالعه قرار گرفته است.

در این تحقیق تأثیر استفاده از مواد تغییر فاز دهنده بر کاهش مصرف سالانه انرژی سیستم تهویه مطبوع برای اتاقی واقع در یک ساختمان چندطبقه با استفاده از نرم‌افزار انرژی‌پلاس بررسی شده است. از آنجا که نقطه ذوب مواد تغییر فاز دهنده اهمیت زیادی در میزان اثربخشی آن‌ها دارد، به‌عنوان بخشی از تحقیق حاضر، تأثیر شرایط اقلیمی ایران بر روی دمای ذوب مناسب برای ماده تغییر فاز دهنده در 4 شهر تبریز در اقلیم سرد، تهران در اقلیم معتدل، یزد در اقلیم گرم و خشک و بندرعباس در اقلیم گرم و مرطوب مطالعه شده است. با توجه به نتایج به دست آمده، دمای مناسب بین 21 تا 27 درجه سلسیوس و میزان صرفه‌جویی بین %6/1 تا %2/13 متغیر است. نتایج حاصل از این تحقیق در درک بهتر تأثیر استفاده از مواد تغییر فاز دهنده بر کاهش مصرف انرژی سیستم تهویه مطبوع و شرایط مناسب به‌کارگیری آن‌ها مفید است.
 

امروزه سیستم گرمایشی دیوار ترمب به‌عنوان یکی از مهم‌ترین تکنولوژی کاهش مصرف شناخته شده است که با بهره‌گیری از انرژی خورشیدی سبب بهینه‌سازی مصرف انرژی شده است. در این مقاله اثرات تغییرات دمای شیشه و دمای دیوار ترمب بر عملکرد سیستم گرمایشی دیوار ترمب با توجه به‌شدت تابش خورشیدی به‌صورت عددی مورد بررسی قرارگرفته است. نتایج حاکی از افزایش بازده عملکرد سیستم گرمایشی با توجه به‌شدت تابش خورشیدی ساطع شده به منطقه مورد مطالعه است. به‌گونه‌ای که با شدت تابش W/m²81/466 دمای نزدیک سطح شیشه (در کانال هوایی) تا میزان 422/14 درجه سانتی‌گراد می‌رسد؛ در حالی که با شدت تابش کمتر (W/m² 91/394) میزان درجه حرارت نهایی تا حدود 71/12 درجه سانتی‌گراد پیش می‌رود. لذا با توجه به‌شدت تابش خورشیدی بیشتر، می‌توان افزایش جریان انرژی گرمایی بیشتری را در کانال هوایی انتظار داشت. این تأثیرات زمینه‌ساز بهبود بازدهی عملکرد تکنولوژی گرمایشی دیوار ترمب می‌باشد. بر اساس نتایج این پژوهش، وابستگی تغییرات درجه حرارت شیشه به میزان شدت تابش خورشیدی قابل‌ملاحظه است. زمانی که شدت تابش حداکثری با میزان W/m² 81/466 مورد توجه باشد، تابش ثانویه بیشتری به شیشه ساطع می‌شود که در نتیجه درجه حرارت شیشه دارای بازه دمایی بین 32/11 تا 73/12 درجه سانتی‌گراد می‌باشد.