انرژی های تجدید پذیر و نو
سال:1403 | دوره:11 | شماره:1 |تعداد مقالات:17

استفاده از الکترولیز آب برای تولید هیدروژن در سال های اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفته است زیرا در این روش، آب بدون هیچ گونه آلایندگی به گاز هیدروژن و اکسیژن تجزیه می شود. در این تحقیق، یک چرخه رانکین آلی و الکترولایزر مدل سازی و تحلیل شده تا از گرمای تلف شده برای راه اندازی الکترولایزر استفاده شود. توان تولید شده ی چرخه رانکین آلی برای تولید هیدروژن در یک الکترولایزر غشاء پروتونی مصرف می گردد. مدل سازی و کدنویسی برای الکترولایزر با استفاده از نرم افزار EES انجام شده است و تحلیل های ترمودینامیکی به منظور شناخت و بررسی عملکرد مدل پیشنهادی انجام گردید. به ازای دمای اواپراتور 67 درجۀ سلسیوس، توان چرخه رانکین آلی و بازده حرارتی به ترتیب مقادیر 220 کیلووات و %5/8 حاصل گردید. ظرفیت تولید الکترولایزر مورد نظر در این پژوهش 27 کیلوگرم بر ساعت گاز هیدروژن با دمای 80 درجۀ سلسیوس و فشار 101 کیلو پاسکال به دست آمد. الکترولیز آب با استفاده از جریان برق مستقیم بین دو الکترود آند و کاتد انجام شد که توسط یک غشاء از هم جدا شده بودند. پتانسیل غشایی در مقادیر مختلف چگالی جریان برای انجام اعتبار سنجی مدلِ شبیه سازی شده، محاسبه و مقایسه بین آنها انجام شد.

امروزه استفاده از سامانه های تلفیقی(هیبرید) تامین انرژی به دلیل کاهش تلفات الکتریکی و حرارتی، کنترل هر چه بهتر منابع تولید پراکنده به منظور تغذیۀ بهتر بارهای سیستم، کاهش انتشار آلاینده های زیست محیطی و افزایش قابلیت اطمینان تامین بار حتی در زمان بروز خطا، رو به افزایش است. در این پژوهش، روشی بهینه و اقتصادی به منظور طراحی سیستم هیبرید تامین انرژی مبتنی بر منابع CHP و منابع فتوولتاییک برای تامین همزمان برق و حرارت مورد نیاز مصرف کنندگان با در نظر گرفتن هزینه های مختلفی نظیر هزینه سرمایه گذاری اولیه، هزینه بهره برداری، هزینه سوخت، هزینه تعمیر و نگهداری و قیود فنی مختلف نظیر محدودیتهای تولید هر منبع، تبادل توان با شبکه بالادست و حفظ تعادل توان ارائه شده است. برای حل مسئله بهینه سازی حاصله از الگوریتم وراثت(ژنتیک) به خاطر توانایی مناسب آن در حل مسائل پیچیده با تعداد متغیر زیاد، استفاده شده است. نتایج بدست آمده نشان میدهد که در طراحی سیستم مورد نظر برای تامین برق و حرارت، سیستم متصل به شبکه نسبت به دو حالت دیگر هزینه بهره برداری کمتری را می طلبد و امکان تبادل توان با شبکه بالادست به دلیل خرید توان الکتریکی مورد نیاز از شبکه در صورت کمبود تولید پنل های فتوولتاییک و فروش توان به شبکه در ساعات کم باری سیستم و مازاد تولید و همچنین در ساعات پیک شبکه بالادست که قیمت برق بالاتر است، هزینه های سیستم را به طرز چشمگیری کاهش می دهد.

انرژی پاک در حال حاضر از نیازهای مهم بشر می باشد. ایران بعنوان یکی از اعضای شرکت کننده در پروتکل های بین المللی تغییر اقلیم به دنبال انرژی های پاک است. یکی از راه های تولید انرژی پاک استفاده از توربین های بادی کوچک برای انرژی مصرفی خانوارها به شکل گسترده است. بنابراین بررسی سرعت باد مورد نیاز برای استفاده در توربین های کوچک خانگی در شمال غرب ایران (استان های آذربایجان شرقی- غربی، اردبیل، زنجان) صورت گرفت. در این پروژه داده های اقلیمی سرعت باد ناسا و ایستگاه های سینوپتیک شمال غرب کشور در بازه زمانی 2010 الی2022 مطالعه شد. داده های مدل MERRA از وب سایت GIOVANNI ناسا اخذ شد و آنالیز این داده ها در برنامه GIS انجام شد. همچنین داده های سرعت باد اخذ شده از ایستگاه های سینوپتیک شمال غرب کشور از سازمان هواشناسی مورد تحلیل و بررسی قرار گرفت. با رسم جداول و نمودارها، محاسبه سرعت باد مورد نیاز توربین های بادی کوچک انجام شد. سرعت باد 5 الی 15 متر بر ثانیه و در ارتفاع 8، 10، 15، 25، 35، 40 و50 متری توسط روابط ریاضی موجود محاسبه شد و مکان های بسیار مناسب، مناسب و نامناسب برای نصب توربین های کوچک از جهت سرعت باد شناسایی شد. البته برای استفاده مناسب از توربین های کوچک به مطالعات طولانی مدت 30 تا 50 ساله نیاز است.

با توجه به افزایش روز افزون آلودگی های زیست محیطی و کاهش ذخایر سوخت های فسیلی، انتخاب جایگزینی مناسب برای سوخت های تجدید ناپذیر بسیار مورد توجه قرار گرفته است؛ از جمله این سوخت های جایگزین می توان به بیودیزل ها که سوخت های تجدید پذیر هستند اشاره کرد. در این پژوهش، به مدلسازی و بهینه سازی ریاضی تولید بیودیزل روغن سویا طی فرآیند ترانس استریفیکاسیون با نرم افزار متلب و الگوریتم تکامل تفاضلی پرداخته شده است. واکنش ترانس استریفیکاسیون در حضور کاتالیزور پتاسیم هیدروکسید و در یک راکتور ناپیوسته انجام شده است. با توجه به داده ها و اطلاعات آزمایشگاهی، مدلی برای بررسی همزمان غلظت کاتالیزور در محدوده (wt% 1-4/0)، نسبت مولی متانول به روغن در محدوده (12-5) و دما در محدوده (°C65-°C25) طراحی شده است. همچنین پارامترهای سینتیکی مجهول در مدل توسعه داده شده محاسبه شد. مقایسه نتایج مدل و داده های تجربی نشان داد که مدل پیشنهادی از دقت مناسبی برخوردار است. نتایج مدلسازی نشان داد بین بازده بیودیزل و پارامترهای موثر (دما، نسبت مولی روغن به الکل و غلظت کاتالیست) رابطه وجود دارد. با افزایش دما و نسبت مولی روغن به الکل و کاهش غلظت کاتالیست بازده بیودیزل افزایش می یابد. در انتها از مدل برای یافتن شرایط بهینه واکنش ترانس استریفیکاسیون جهت به حداکثر رساندن بازده بیودیزل استفاده شد. در شرایط بهینه ی غلظت کاتالیزور wt% 4501/0، نسبت مولی متانول به روغن 15 و دمای °C70 مقدار بازده تولید بیودیزل به % 87/96 رسید.

تعرفه خرید برق فتوولتائیک در گستره جغرافیایی ایران بدون توجه به شرایط اقلیمی و خورشیدی متفاوت کشور، یکسان است که منجر به کاهش انگیزه در تولید می -شود. براساس اطلس میانگین تابش سالانه خورشید (فتوولتائیک)، مرکز استان های کشور در 10 گروه طبقه بندی شده اند. گروه هدف اصلاح قیمت با استفاده از مدل-های آماری مد و میانه انتخاب شده است. شهرهای اهواز، بندرعباس، بوشهر، بجنورد، ارومیه، اردبیل، گرگان، ساری و رشت شامل گروه های کمتر برخوردار از تابش خورشیدی (پایین تر از گروه هدف)، 46 درصد از برق بخش خانگی کشور را مصرف می کنند. برای متناسب سازی مکانی بین تولید و مصرف برق با رویکرد توسعه پایدار، بجای افزایش تولید برق فسیلی و یا افزایش طول خطوط انتقال، می توان از سیاست خرید نرخ برق خورشیدی بصورت پلکانی(سیاست تبعیض قیمت) استفاده نمود. با توجه به نتایج این پژوهش، برای همسطحی با نرخ بازده داخلی گروه هدف (33.15 درصد)، می توان نرخ تضمینی جدید در استان های گیلان، مازندران، گلستان، اردبیل، خراسان شمالی، آذربایجان غربی، خوزستان، هرمزگان و بوشهر را به ترتیب به اندازه 67، 50، 36، 25، 15، 15، 7، 7و 7 درصد افزایش داد. زاهدان با نرخ بازده داخلی 36.24 و بازگشت خالص سرمایه عادی 4 ساله، مستعدترین شهر کشور ایران در ارزیابی اقتصادی برق فتوولتائیک می باشد.

رشد جمعیت، صنعت و مصرف انرژی در سال های اخیر منجر به بروز بحران های زیست محیطی و انرژی بی سابقه ای در عمر کره ی زمین شده است. با توجه به سهم بالای ساختمان ها در مصرف انرژی، کاهش مصرف انرژی ساختمان ها و بهره مندی از منابع پاک انرژی اهمیت دارد. از این رو با شناخت روش های صرفه جویی و منابع پاک انرژی و بررسی عمل کرد آن ها می توان گام مهمی در جهت توسعه پایدار و کاهش بحران های زیست محیطی برداشت. با این هدف در تحقیق حاضر عمل کرد فنی، زیست محیطی و اقتصادی سامانه ی خورشیدی فتوولتاییک-گرمایی که برای گرمایش ساختمان یک مدرسه 24 کلاسه با شبیه سازی در نرم افزار بررسی شد. نتایج نشان داد سامانه فتوولتاییک-گرمایی با کارایی بیش از 50 درصد، امکان تاٌمین 1/41 مگاوات-ساعت انرژی حرارتی در ماه های سرد سال برای ساختمان مدرسه را دارد که در برخی مواقع حتی بیش از نیاز مصرفی خواهد بود. انرژی حراتی تاٌمین شده این سامانه پاک منجر به کاهش تولید و انتشار بیش از 9 تن آلاینده های هوا خواهد شد. این سامانه سالانه امکان تولید 73 مگاوات-ساعت انرژی الکتریکی را هم زمان با تاٌمین انرژی حرارتی دارد. توان حرارتی و الکتریکی سامانه سالانه قادر به جلوگیری از تولید و انتشار بیش از 53 تن آلاینده است که منجر به کاهش 865 میلیون ریال هزینه های اجتماعی خواهد شد.

امروزه با توجه به این که انسان ها، درصد قابل توجهی از ساعات روز را در محیط های بسته می گذرانند، تأمین نور طبیعی در این فضاها امری ضروری خواهد بود. از طرفی یکی از چالش های مهم ورود نور مستقیم به داخل فضا، بحث خیرگی است که نیازمند ملاحظات اساسی است. جبهه غربی در ساختمان، همواره با چالش خیرگی و بار حرارتی زیاد همراه بوده که بهره گیری از روشنایی نور روز در این جداره را با چالش های بسیار مواجه نموده است. امروزه با توسعه مصالح نوین، جداره هایی با ظرفیت حرارتی بالا، مورد بهره برداری قرار می گیرند که "دیوار آبی" نیز یکی از این جداره ها می باشد که امکان نفوذ نور را دارا است. پژوهش در تلاش است با ارائه راهکارهایی جهت ایجاد آسایش بصری، بتواند از جبهه ی غربی برای نورگیری طبیعی بهره ببرد. سؤال اساسی این است که: دیوار آبی در جداره غربی تا چه میزان در ایجاد بهبود شرایط آسایش بصری از منظر خیرگی مؤثر است؟ در ادامه گام های پژوهش، با شبیه سازی مدل پایه در نرم افزار "راینو"، مشخص کردن مقادیر متغیرها و ورود داده ها در نرم افزار "گراس هاپر" و با بهره گیری از افزونه های "لیدی باگ" و "هانی بی" نتایج حاصله به روش تطبیقی قیاس شده است. نتایج نشان می دهند که دیوار آبی نقش حائز اهمیتی در کاهش میزان خیرگی نسبت به بازشو متداول در جداره غربی داشته است. نتایج حاکی از آن است که میزان خیرگی در دیوار آبی بدون رنگدانه، با 0.36 واحد، دیوار آبی با رنگ آبی 0.32 واحد و دیوار آبی با مساحت همسان پنجره با 0.3 واحد، کاهش نشان می دهد.

امروزه افزایش‎ ‎روزافزون‎ ‎مصرف‎ ‎انرژی در جهان، محدود‎ ‎بودن‎ ‎سوختهای‎ ‎فسیلی و بالابودن میزان آلایندگی آنها، استفاده از انرژی های نو و تجدید ‏پذیر همانند انرژی خورشیدی، باد و گرمایی زمین را مورد توجه همگان قرار داده است. انرژی خورشیدی یکی از این انرژیها است که مزایای ‏متعددی از جمله نداشتن آلودگیهای صوتی و زیست محیطی و‎ ‎رایگان‎ ‎بودن‎ ‎انرژی‎ ‎اولیه دارد.‏‎ ‎با این وجود، میزان توان تولیدی فتوولتاییک در ‏نیروگاهها به علت وابسته بودن به شرایط مختلف از جمله وضعیت آب و هوایی قابل کنترل نیست. این در حالیست که به منظور فراهم آوردن ‏انرژی الکتریکی با کیفیت بالا برای مصرف کنندگان نهایی و بهبود قابلیت اطمینان سیستم، نیازمند پیش بینی دقیق آن هستیم. در این تحقیق ‏سه مدل برای پیش بینی کوتاه مدت توان خروجی یک نیروگاه پیشنهاد شده که مبتنی بر شبکه عصبی عمیق بوده و از نظر نوع ورودی ها و ‏ساختار شبکه با هم متفاوت هستند. مدلهای پیشنهادی در ساختارشان از شبکه حافظه کوتاه مدت طولانی (‏LSTM‏) استفاده کرده و از توانهای ‏خروجی قبلی و پارامترهای آب و هوایی به عنوان ورودی بهره برده اند. آزمایشهای انجام شده نشان می دهد، استفاده از ورودی هایی مبتنی بر ‏شرایط آب و هوایی، در کنار توانهای خروجی قبلی منجر به افزایش دقت پیش بینی می شود. همچنین استفاده از ساختارهای پیچیده تر در شبکه، ‏به بهبود کارایی کمک می کند‎.‎

افزایش نگرانی بابت کاهش منابع سوخت فسیلی در جوامع امروزی باعث گرایش بیشتر به انرژی های تجدیدپذیر شده است. ازاین بین، انرژی خورشیدی در دسترس-ترین منبع تجدیدپذیر است. اغلب سلول های خورشیدی بازدهی مطلوبی برخوردار نیستند راهکار مؤثرتر برای حل این مشکل، افزایش کارایی ماژول های خورشیدی با ترکیب آن ها با سایر سیستم ها است یکی از این سیستم ها نمای دو پوسته می باشد. با ترکیب این سیستم با پنل های خورشیدی، فناوری جدیدی تحت عنوان سیستم-های فتوولتاییک ادغام شده با نمای دو پوسته ساختمان معرفی می شود. هدف از این پژوهش، تحلیل چند نوع از سیستم های فتوولتاییک ادغام شده با نمای دو پوسته ساختمان برای مشاهده تأثیر آن روی بار تهویه مطبوع ساختمان و بهینه سازی پارامتر های دخیل در این سیستم برای اقلیم گرم و نیمه خشک می باشد. نتایج نشان می-دهد که دما داخل ساختمان با استفاده از نمای دو پوسته به علت انتقال حرارت بیشتر نمای دو پوسته به طور میانگین در هر ماه دو درجه سانتیگراد کمتر حالت ساده است. میزان سرمایش مصرفی درون ساختمان در حالت استفاده از نمای دو پوسته کمتر از حالت ساده است. در تابستان به علت شدت تابش خورشیدی مناسب شهر تهران و نورگیری نمای دو پوسته، دما درون ساختمان بالا رفته و نیاز به مصرف سرمایش بیشتری جهت تهویه مطبوع مناسب درون ساختمان نیاز می باشد از طرفی با استفاده از سلول های خورشیدی شفاف به طور میانگین در هر ماه می توان 30 کیلووات ساعت انرژی الکتریکی تولید کرد. همچنین استفاده از نمای دو پوسته باعث می-شود تا میزان سوخت کمتری در نیروگاه ها مصرف می شود که باعث کاهش انتشار آلایندگی خواهد شد.

گاز طبیعی به عنوان سوخت واسط برای کاهش انتشار کربن در کوتاه مدت پیشنهاد شده است. مطالعه حاضر به بررسی اثرات جایگزینی بنزین با گاز طبیعی می پردازد. به این منظور از یک مدل سیستم عرضه انرژی به نام مسج به همراه معادلات پیش بینی تقاضا استفاده شده است. این چارچوب برای برآورد اثرات مستقیم و غیرمستقیم تغییر از بنزین به سی ان جی در خودرو سبک بخش حمل و نقل ایران به کمک مکانیزم قیمتی برای انگیزه دهی به مصرف کننده استفاده شده است. قیمت نسبی بنزین به گاز طبیعی در دو سناریو به مقدار 20 و 73 درصد افزایش داده شده است. نتایج نشان می دهد اثرات مستقیم و غیرمستقیم از طریق پنج کانال اصلی اعمال می شود: اثر مستقیم جایگزینی بنزین و گاز در سبد خانوار، اثر درآمدی، بالادستی صنعت گاز و بالادستی صنعت نفت و هزینه های سیستم عرضه انرژی. انتشار گازهای گلخانه ای به دلیل اثرات مستقیم و غیرمستقیم جایگزینی بنزین با گاز طبیعی به ترتیب حدود 2100 و 5100 گیگاگرم معادل دی اکسید کربن در سناریوهای 1 و 2 تغییر قیمت نسبی کاهش می یابد. هزینه سیستم عرضه انرژی نیز به میزان 0.3% و 1.3% کاهش می یابد.

اهمیت نوآوری و توسعه فناوری و درک پیچیدگی فرایندهای مربوطه موجب شده است تا محققین بسیاری در سال های گذشته نظریه های مختلفی را ارائه کنند و به بسط و توسعه این نظریات بپردازند. رویکرد نظام های نوآوری یکی از نظریات فراگیر و موفق سالیان اخیر در حوزه مطالعات نوآوری و فناوری بوده است. به همین سیاق نظام نوآوری فناورانه یکی از رویکردهایی بوده است که مورد توجه محققین در سالیان اخیر بوده است. از طرف دیگر نواقص و ضعف های رویکرد نظام نوآوری و ناکافی بودن آن در تحلیل پیچیدگی فرایند نوآوری و توسعه فناوری یکی از محرک های ارائه نظریه بوم سازگان نوآوری بوده است. با وجود تعدد مطالعات، در هیچ کدام از مقالات ارائه شده یک نظام نوآوری فناورانه خاص از منظر اکوسیستمی مورد نقد قرار نگرفته است. در این مطالعه نظام نوآوری فناورانه فتوولتاییک ایران از منظر اکوسیستمی با استفاده از چارچوب حکمرانی تحول آفرین بوم سازگان نوآوری مورد نقد قرار گرفته است. نتایج این مطالعه نشان داد که رویکرد نظام نوآوری فناورانه جزءنگر است، به توسعه فناوری نگاه خطی دارد و قادر به تشخیص چالش های فراروی نظام نوآوری نیست و بنابراین قادر به ارائه سیاست های موثر نیست. همچنین رویکرد نظام نوآوری فناورانه توجهی به هم آفرینی ارزش و تکامل و هم تکاملی بازیگران و نظام نوآوری ندارد و به تنوع بازیگران و ارتباط بین آن ها بی توجه است. نگاه تک بعدی نظام نوآوری فناورانه توانایی رصد تک مرکزی بودن یا چند مرکزی بودن نظام نوآوری و افزونگی کارکردی نظام را ندارد و با شاخص های ناکافی در تشخیص مرحله توسعه نظام دچار خطا می شود.

اندازه پاسیوهای نورگیر در مبحث چهارم مقررات ملی برای ساختمان های یک تا چهار طبقه بر اساس مساحت زمین و تعداد طبقات ساختمان مشخص شده است. تعیین این اندازه برای ساختمان های بیش از چهار طبقه تا 23 متر ارتفاع، به تشخیص مهندس طراح سپرده شده است. هدف این پژوهش دستیابی به حداقل اندازه مورد نیاز برای پاسیو ها در یک نمونه ساختمان مسکونی پنج طبقه است. در مرحله اول، عملکرد نوری پاسیوها بر اساس الزامات مبحث چهارم مقررات ملی برای یک ساختمان چهار طبقه بررسی شده است. بر پایه این نتایج، اندازه های حداقلی برای پاسیو در یک ساختمان پنج طبقه در نظر گرفته شده است. در مرحله دوم، امکان دستیابی به اندازه مورد نیاز به منظور رسیدن به روشنایی بهینه در این ساختمان، با در نظر گرفتن اندازه های مختلف مورد آزمون قرار گرفته است. به این منظور، میزان روشنایی با استفاده از پلاگین های گرسهاپر، هانی بی و لیدیباگ که از موتورهای ردینس و دی سیم در تحلیل های روشنایی بهره می برند، محاسبه شده است. در نهایت، با مقایسه این مقادیر با استاندارد های روشنایی، اندازه مورد نیاز ارائه گردیده است. نتایج نشان می دهد که اندازه مورد نیاز پاسیوها برای ساختمان های پنج طبقه حداقل 7 × 6 متر مربع است. همچنین، ابعاد ارائه شده برای ساختمان های چهار طبقه در مبحث چهارم مقررات ملی پاسخگوی حداقل نیازهای روشنایی ساکنان نیست. این ابعاد باید حداقل 5/6 × 5/5 متر مربع در نظر گرفته شود. تمامی مراحل این پژوهش تحت شرایط آسمان واقعی برای شهر مشهد، با بهره گیری از شاخص کفایت فضایی نور روز انجام شده است.

با توجه به مشکلات زیست محیطی مرتبط با سوخت های فسیلی و افزایش نیاز به انرژی، انرژی تجدیدپذیر نیروی باد نقش حیاتی در تغییر ساختار انرژی آینده در ایران و کل جهان را خواهد داشت، بر این اساس ارزیابی منابع بادی، نقش مهمی در بهره برداری از این منبع انرژی ایفا می کند. در این تحقیق از اطلاعات باد منطقه کارون، بـا بازه های زمـانی سه ساعته، که در دوره یازده ساله (2010-2020) ثبت شده، در سه ایستگاه جنوب، شمال شرق و شمال غرب شهرستان، استفاده شده است. جهت انجام این تحقیق، پتانسیل انرژی باد در منطقه، با هدف شناسایی مناسب ترین نقاط، مورد ارزیابی قرار گرفت. توانایی انرژی باد، با استفاده از تابع توزیع ویبول و محاسبه سرعت و چگالی قدرت باد، به صورت متوسط ماهانه و سالانه، محاسبه و گلبادهای سالانه باد ایستگاه های منطقه مورد مطالعه، با پردازش داده های دوره آماری مذکور، با استفاده از نرم افزار رسم گلباد نیز رسم گردید. نتایج نشان داد که ایستگاه های جنوب و شمال غرب شهرستان، در ارتفاع 100 متری از سطح زمین، با سرعت متوسط سالانه، به ترتیب، 04/7 و 08/7 متر بر ثانیه و چگالی قدرت باد 212 و 215 وات بر مترمربع، از استعداد و پتانسیل بهتری برخوردار می باشند.

سیستم انرژی جهان در مرحله گذار قرار گرفته است که از مشخصات اصلی آن تاکید بر تجدیدپذیرها می باشد. در ایران علی رغم پتانسیل قابل ملاحظه در زمینه نیروگاههای بادی و خورشیدی، فاصله زیادی میان ظرفیت نصب شده تجدیدپذیر با اهداف اسناد سیاستی می باشد. در این مقاله با بکارگیری تئوری داده بنیاد(پارادایمی) علل این امر از منظر حکمرانی و سیاستگذاری بررسی شده است. یافته ها نشان داد شرایط مداخله ای و زمینه ای، توسعه تجدیدپذیر را با موانع جدی روبرو کرده است. از جمله شرایط مداخله ای می توان به بالا رفتن نرخ ارز، تحریم و کاهش سرمایه گذاری خارجی در کشور، اداره متمرکز و فضای یارانه ای حاکم بر صنعت برق، ، وضعیت مالی وزارت نیرو و انگاره های ذهنی سیاستگذاران مبتنی بر بخش فسیلی اشاره کرد. شرایط زمینه ای نیز شامل عدم وفاق در خصوص چرایی و چگونگی توسعه تجدیدپذیرها در کشور، حاکمیت نگاه بخشی به حوزه انرژی به جای نگاه ملی، فقدان قدرت و استقلال کافی ساتبا نسبت به نهادهای بخش فسیلی، عدم امکان دسترسی سرمایه گذاران به منابع مالی کم هزینه، فضای حمایتی حاکم به نفع بخش فسیلی و لذا عدم کارکرد مدلهای مالی در حوزه تجدیدپذیر، فقدان راهبرد مشخص در زمینه ساخت داخل تجهیزات تجدیدپذیر و فرهنگ سازی نامناسب تجدیدپذیر اشاره نمود. با توجه به موارد برشمرده، اثربخشی اهداف، سیاستها و قوانین مصوب در حوزه تجدیدپذیر اندک شده است که نتیجه آن ظرفیت اندک نیروگاههای تجدیدپذیر، عدم تنوع مناسب سبد انرژی کشور، عدم نقش آفرینی تجدیدپذیرها در تامین امنیت عرضه انرژی کشور و نوعی بی اعتمادی اجتماعی نسبت به مشارکت در حوزه تجدیدپذیر است.

تحولات در طراحی توربین های بادی با تقویت در سراسر جهان با هدف تولید برق نزدیک به کاربر در مناطق ساخته شده در حال پیشرفت است. این امر به کاهش بار تولید برق و همچنین هزینه های شبکه توزیع و انتقال با کاهش فاصله بین کاربر و منبع انرژی کمک می کند. اهداف اصلی توسعه و پیشرفت توربین های بادی محور عمودی، افزایش ضریب قدرت و ضریب گشتاور با بهینه سازی باد بالادستی است که به پره های روتور برخورد می کند. برخلاف توربین های بادی محور افقی، توربین های محور عمودی نه تنها گشتاور مثبت، بلکه گشتاور منفی نیز در حین کار تولید می کنند. گشتاور منفی تولید شده توسط پره برگشتی یک مسئله کلیدی برای توربین های بادی محور عمودی است که نتیجه معکوس دارد. استفاده از پره های متخلخل برای افزایش جریان به کاهش گشتاور منفی تولید شده توسط پره های برگشتی و همچنین افزایش گشتاور مثبت با ایجاد انحراف در باد بالادست به سمت پره پیشرو در حین کار کمک می کند. این مقاله طرح ها، آزمایش های مختلف انجام شده بر روی توربین بادی محور عمودی داریوس با پره های متخلخل گزارش شده تا به امروز را بررسی می کند. نتایج پژوهش-های انجام یافته نشان می دهد که توربین بادی محور عمودی داریوس با پره های متخلخل، خود راه اندازی و دوران بیش تری را نسبت به توربین بادی محور عمودی داریوس با پره های مستقیم ثبت کرده است و گشتاور، نیرو و توان راه اندازی کم تری نسبت به توربین بادی محور عمودی داریوس با پره های مستقیم نیاز دارد.

افزایش تقاضای انرژی، مرغوبیت سوخت های فسیلی و محدودیت منابع سبب جایگزینی انرژی های تجدیدپذیر شد. ایران به دلیل واقع شدن بین مدارهای 25 تا 40 درجه عرض شمالی، به لحاظ دریافت انرژی بالاترین رده ها جهان را به خود اختصاص داده است. در موقعیت جغرافیایی ایران باید پنل ها در جهت جنوب مطلق جغرافیایی تنظیم گردند تا همواره به سوی پنجره خورشیدی باشند. زاویه جهت گیری پنل ها در فصل های مختلف متفاوت است و در استراکچرهای ثابت این زاویه بر اساس داده های فصل زمستان تنظیم می شوند. استراکچرهای ردیاب 15 الی 30 درصد بازدهی بالاتری نسبت به ثابت دارند؛ اما استفاده از آن صرفه اقتصادی ندارد.دما اثر قابل توجهی در بازدهی پنل های فتوولتاییک دارد و تجاوز دما از 25 درجه سانتیگراد سبب کاهش میزان بازدهی می گردد. از بین روش های متعدد کنترل دمایی فقط روش استفاده از مواد تغییرفازدهنده اقتصادی بوده و قابلیت اجرا دارد. اینورترها جریان مستقیم را به متناوب تبدیل می کنند و لازمه استفاده از برق نیروگاه خورشیدی بشمار می رود. باتوجه به معیارها و وزن های عوامل مؤثر از سوی مراجع ذی ربط مشخص گردید که روزهای آفتابی در بین معیارها از اهمیت ویژه ای برخوردار است. با استفاده از نرم افزار Expert Choice روش AHP اجرا شد که معیار تعداد روز آفتابی بالاترین اهمیت را کسب نمود. بین پنج نقطه انتخابی شهرستان کرمان در اولویت اول جهت احداث نیروگاه واقع شد.

در حال حاضر نیروگاه های برق آبی یکی از به صرفه ترین روش های تولید برق بوده و بیشترین سهم را در تولید جهانی برق تجدیدپذیر دارند. به دلیل سابقه طولانی استفاده از توربین آبی در تولید برق، حوزه های فناورانه مرتبط با آن در سطح بالایی از بلوغ قرار دارند. ولی با این حال همچنان تحقیقات متعددی به منظور افزایش راندمان، افزایش انعطاف پذیری در عملکرد، افزایش عمر و کاهش هزینه های نصب، بهره برداری و نگهداری توربین های آبی در جریان است. در این پژوهش مقالات و اختراعات مرتبط با فناوری توربین های آبی پیمایش شده و بر اساس آن حوزه های فناورانه ای که در پژوهش های اخیر مورد تمرکز واقع شده اند، شناسایی گردیده است. با توجه به کاربرد گسترده توربین فرانسیس در تولید برق آبی به ویژه در کشور ایران، پیمایش صورت گرفته عمدتاً مربوط به این نوع توربین می باشد. بر این اساس حوزه های فناورانه توربین فرانسیس شامل مباحث مرتبط با گردابه و جریان در لوله رانش، پره ها، کاویتاسیون، محفظه حلزونی، دینامیک سیالات محاسباتی و ساخت و تولید می باشد. همچنین فناوری های مرتبط با افزایش محدوده عملکرد توربین آبی و نیز دیجیتالی سازی عملکرد توربین آبی مهمترین فناوری های در حال رشد در رابطه با برق آبی هستند.