مهندسی مدیریت انرژی (مدیریت انرژی)
سال:1394 | دوره:5 | شماره:4 |تعداد مقالات:6

افزایش تقاضای جهانی برای آلودگی کمتر انرژی منجر به استفاده از سیستم های Micro CHP (تکنولوژی تولید همزمان برق و حرارت در بخش خانگی) شده است. حرارت تولیدشده ممکن است برای گرمایش فضا و آب گرم و اگر با یک چیلر جذبی ترکیب شود برای سرمایش به کار رود، برق تولیدی نیز در منزل استفاده می شود. در این مقاله، عملکرد دو نمونه Micro CHP موتور گازی و پیل سوختی برای ساختمان های مسکونی تحلیل می شود. برای هریک از تاسیسات دو شیوه عملکردی متفاوت که شامل مینیمم کردن هزینه عملکردی و مینیمم کردن انتشار آلاینده هاست، در نظر گرفته شده است. نتایج تحلیل ها نشان می دهد که سیستم های پیل سوختی گزینه بهتری برای ساختمان های مسکونی مورد مطالعه از هر دو منظر اقتصادی و زیست محیطی می باشند. در این سیستم ها هزینه انرژی سالانه تقریبا 26 درصد کاهش یافته است. از طرف دیگر، انتشار سالانه دی اکسیدکربن تقریبا 9 درصد کاهش یافته است.

تجدید ساختار در صنعت برق موجب شده است تا مشارکت سمت توزیع شبکه قدرت، در تامین توان مورد نیاز شبکه افزایش یابد. این مهم به موجب نفوذ گسترده منابع تولید پراکنده برای تولید توان در سمت تقاضا و نیز امکان مبادله انرژی الکتریکی میان خرده فروش و مصرف کننده ایجاد شده است. در میان انواع مختلف منابع تولید پراکنده، ریزواحدهای تولید همزمان برق و حرارت، به دلیل امکان استفاده توسط مصرف کنندگان کوچک، بازدهی بالا، امکان استفاده از حرارت خروجی و نیز امکان کنترل خروجی آن، با استقبال زیادی مواجه شده است. در این مقاله، هزینه های تامین انرژی الکتریکی و حرارتی سالانه یک مصرف کننده خانگی، در دو حالت عدم درنظرگرفتن ریزواحد تولید همزمان برق و حرارت (تامین انرژی الکتریکی از طریق خرده فروش و انرژی حرارتی از طریق بویلر) و با درنظرگرفتن ریزواحد تولید همزمان برق و حرارت، به دست آمده و با یکدیگر مقایسه شده است. در نهایت، خروجی ریزواحد تولید همزمان برق و حرارت نیز، با انتخاب دو نوع کنترل کننده دنبال کننده حرارت بهبودیافته و کنترل کننده مبتنی بر قیمت تعیین شده و بدین ترتیب، نقش نوع کنترل کننده در بهره برداری از ریزواحد تولید همزمان برق و حرارت، برای کاهش هزینه های تامین انرژی مورد بررسی قرار گرفته است.

افزایش روزافزون مصرف انرژی و نیز کاهش مداوم منابع آن در جهان به خصوص ایران، ضرورت بهینه سازی و صرفه جویی در مصرف انرژی را آشکار می سازد. ازآنجاکه به کارگیری روش های سنتی برای تولید قند و شکر در کشور با مصرف بالای آب و انرژی همراه است، استفاده از تکنولوژی میدان الکتریکی پالسی (PEF) به عنوان روشی غیرحرارتی و دوستدار محیط زیست در سال های اخیر مورد توجه قرار گرفته است. در این مقاله، اثر میدان الکتریکی پالسی قوی (با قدرت میدان 7KV.cm-1و 100 پالس) بر میزان انتقال جرم (هدایت الکتریکی و بریکس)، میزان انرژی مصرفی و بازده استخراج در مقایسه با تیمار حرارتی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج پس از تجزیه و تحلیل آماری حاکی از کاهش قابل ملاحظه دما، زمان و انرژی مصرفی در روش میدان الکتریکی پالسی در مقایسه با تیمار حرارتی با بازده استخراج مشابه است. همچنین میزان انتقال جرم در تیمار حرارتی به دلیل تخریب نسبتا کامل بافت سلولی، در مقایسه با روش پالسی مقادیر بالاتری را نشان داد.

در این مقاله یک سیستم تولید همزمان برای استفاده از گرمای اتلافی پیل سوختی پلیمری ارائه شده است که می تواند در کاربردهای ساختمانی مفید باشد. اجزای اصلی این سیستم شامل یک توده پیل سوختی پلیمری، مبدل سوخت، چیلر جذبی و تانک ذخیره حرارتی است. معادلات الکتروشیمیایی پیل سوختی در متلب و معادلات چیلر جذبی، مبدل سوخت متان به هیدروژن و تانک ذخیره حرارتی در نرم افزار اییزحل شده است.سیستم ارائه شده از دیدگاه های انرژی، اگزرژی و زیست محیطی مورد تحلیل قرار گرفته و تاثیردمای کاری پیل سوختی بر راندمان های انرژی و اگزرژی، درصد کاهش مصرف سوخت و درصد کاهش آلایندگی مورد مطالعه قرا گرفته است. نتایج ناشی از از مدل سازی انجام شده نشان دهنده این مطلب است که قدرت تبرید سیکل جذبی 12.24 کیلووات، قدرت الکتریکی خروجی از پیل سوختی 38.63 کیلووات، توان حرارتی پیل 39.12 کیلووات و میزان بازگشت ناپذیری تولیدی در پیل 84.21 کیلووات است. در نهایت وقتی سیستم به ترتیب در حالت تولید برق به تنهایی، برق و حرارت و نیز برق و حرارت و سرما باشد، دارای راندمان های 32.6%، 65.5% و 75.8% خواهد بود. همچنین با افزایش چگالی جریان کاری پیل سوختی راندمان اگزرژی سیکل کاهش ولی ضریب عملکرد چیلر جذبی افزایش می یابد.

در این مقاله، مکان مناسب جای گذاری توربین باد وستاس در یک مزرعه بادی با کمک نرم افزار ANSYS-CFX تعیین شده است. ابتدا هندسه کامل توربین باد ایجاد شده و یک شبکه بی سازمان در اطراف پره های آن تولید می شود. در ادامه، معادلات جریان روی توربین باد با اعمال معادلات اغتشاش و بر اساس معادله انتقال تنش برشی حل شده است. همچنین، کانتورهای سرعت باد در دنباله و برای مزرعه بادی شامل دو توربین باد متوالی با فواصل مختلف، استخراج شده و به وسیله آن رفتار فیزیکی دنباله توربین باد مشاهده شده است. با درنظرگرفتن دو توربین باد در فاصله های 5 و 7.5 برابر قطر روتور از یکدیگر، پروفیل های سرعت استخراج شده و مشخص گردید که حداکثر کاهش سرعت باد در عبور از توربین در ارتفاعی تقریبا برابر با پایه توربین و به ترتیب در فواصل 8 و 12 برابر قطر روتور اتفاق افتاده است. نتایج نشان می دهد که بازده بیشینه مزرعه بادی درصورتی که فاصله دو توربین 5 برابر قطر روتور و سرعت ورودی به ناحیه محاسباتی 10m/s باشد، 79.02 درصد است. زمانی که فاصله دو توربین 7.5 برابر قطر روتور و سرعت ورودی به ناحیه محاسباتی 15m/s باشد، مقدار بازدهی 78.52 درصد خواهد شد.

آینه های فرزنل یکی از جدیدترین سیستم های متمرکزکننده خورشیدی است که با هدف اولیه کاهش هزینه دریافت کننده های خورشیدی طراحی شده اند. هر کلکتور فرنل معمولا از یک سری آینه تخت تشکیل شده است که کنار یکدیگر در نزدیکی سطح زمین قرار می گیرند و پرتوهای رسیده از طرف خورشید را به لوله یا صفحه دریافت کننده ای که در ارتفاع مشخصی قرار دارد، بازتاب می کنند. بسته به اندازه نسبی پهنای آینه ها و قطر لوله یا صفحه جاذب، مقداری از تابش بازتابیده شده هدر می رود. برای پیشگیری از این اتلاف می توان از یک آینه بازتابنده دوم در بالای دریافت کننده استفاده کرد. در این مقاله، اثر سه شکل هندسی متفاوت برای آینه بازتابنده دوم بر مقدار و توزیع شار ورودی لوله جاذب بررسی شده است. در یکی از این طرح ها یکنواختی بسیار خوبی برای شار تابشی لوله جاذب مشاهده شد و در طرحی دیگر بازده نوری بیشتری نسبت به دو طرح دیگر به دست آمد. با تغییر پارامترهای اصلی نیمرخ های مورد بررسی در یک برنامه رایانه ای، اثر آن ها بر مقدار و توزیع پرتوهای برخوردی با لوله جاذب بررسی و بهترین حالت انتخاب شده است.