سیستم های انرژی پایدار
سال:1401 | دوره:1 | شماره:2 |تعداد مقالات:6

انتشار فزایندۀ گازهای گلخانه ای به عنوان مهم ترین عامل گرمایش جهانی، این موضوع را در سال های اخیر به یک نگرانی و معضل بزرگ تبدیل کرده است. یکی از مفاهیمی که برای درک روشن تر میزان انتشار گازهای گلخانه ای مطرح شده، ردپای کربن است. در ساده ترین تعریف می توان گفت که ردپای کربن عبارت است از: مقدار گازهای گلخانه ای حاصل از تولید یک محصول یا فعالیت مشخص. از آنجا که صنعت تولید برق، جزء صنایع اصلی آلاینده است، بررسی ردپای کربن در این بخش اهمیت ویژه ای دارد، چراکه سوخت های فسیلی همچنان در رتبۀ اول منابع تأمین انرژی برای تولید برق هستند. نیروگاه های زغال سنگ سوز که دارای بیشترین میزان انتشار گازهای گلخانه ای هستند، جایگاه اول را در این زمینه به خود اختصاص داده و حتی در سال های آینده نیز سهم زیادی خواهند داشت. در مقالۀ حاضر، ضمن بررسی مفهوم ردپای کربن و روش محاسبۀ آن در صنعت برق، به صورت موردی در استان خراسان جنوبی، ردپای کربن حاصل از نیروگاه های بخاری و سیکل ترکیبی با سوخت گاز و گازوئیل با نیروگاه زغال سنگ سوز طبس مقایسه شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهد ارتفاع ساختگاه با توجه به چگالی هوا می تواند تا 10 درصد بر میزان ردپای کربن نیروگاه سیکل ترکیبی تأثیر داشته باشد و تا حد امکان باید سایت هایی با ارتفاع کم را انتخاب کرد. همچنین، ردپای کربن نیروگاه زغال سنگ سوز با مقدار 968 گرم به ازای هر کیلووات ساعت به مراتب بالاتر از نیروگاه های فسیلی دیگر با مقدار 579 گرم به ازای هر کیلوات ساعت است.

از آنجا که بخش قابل توجهی از انرژی مصرفی در سراسر جهان به مصرف انرژی در ساختمان مربوط می شود، در حال حاضر بهینه سازی انرژی ساختمان با وجود محدودیت ها و با توجه به حفظ محیط زیست زمین بسیار حایز اهمیت است. این مقاله به محدودیت های مهم برای بهینه سازی عملکرد انرژی ساختمان با استفاده از الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات تک و چند هدفه و الگوریتم ژنتیک با نرم افزار شبیه سازی انرژی ساختمان انرژی پلاس و  MATLABبه بررسی داده های آب و هوای مختلف چند شهر ایران با در نظر گرفتن مدل تک اتاقی و تأثیر پارامترهای معماری ساختمان از جمله جهت گیری ساختمان، مشخصات سایه بان، اندازۀ پنجره، و لعاب و مصالح دیوار اعمال و... می پردازد. همچنین در بخش بهینه سازی، تحلیل های الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات تک و چند هدفه و ژنتیک مصرف برق سالانۀ سرمایش، گرمایش و روشنایی برای درک تعاملات بین توابع هدف و به حداقل رساندن کل تقاضای انرژی سالانۀ ساختمان مورد بررسی قرار گرفته که راه حل های بهینۀ به دست آمده به عنوان جبهۀ بهینۀ پارتو در نظر گرفته می شود. نتایج برای مدل این تحقیق، مصرف برق سرمایشی سالانه حدود 8/19 تا 3/33 درصد کاهش و گرمایش و روشنایی سالانه به ترتیب 7/1 تا 8/4 درصد و 5/0 تا 6/2 درصد در مقایسه با مدل های دیگر افزایش داده شده است که منجر به کاهش بهینۀ 6/1 تا 3/11 درصد از کل تقاضای برق سالانۀ ساختمان می شود. علاوه بر این، استفاده از دو روش یادشده منجر به یک سیستم انرژی، بهینه، کارآمد و افزایش بهره وری انرژی در مراحل اولیۀ طراحی ساختمان می شود.

با گرم شدن شرایط آب و هوایی و رشد بار قابل توجه در بخش توزیع، مدیریت اوج سیستم قدرت در فصول گرما به یک مسئلۀ مهم تبدیل شده است و برنامه‏های پاسخ گویی بار یکی از مناسب‏ترین روش‏های متداول برای مدیریت اوج بار شبکه است. نویسندگان در این مقاله رویکرد نوینی را برای مدیریت اوج شبکه در شرایط بحرانی و توسط شرکت توزیع پیشنهاد می‏دهند. این رویکرد، برنامه‏ریزی بهینۀ منابع انرژی پراکنده و منابع متنوع پاسخ گویی بار در راستای کاهش اوج مصرف شبکه در ساعت های اوج بحرانی و با کمترین هزینه است. منابع پاسخ گویی بار در این مقاله شامل سه برنامه قیمت گذاری اوج بحرانی، کاهش بار تشویقی و پاسخ گویی بار اضطراری است که توسط شرکت توزیع اجرا می‏شود. بهینه‏سازی این مسئله به واسطۀ یک برنامه‏ریزی ریاضی مقاوم و با در نظر گرفتن عدم قطعیت تولید منابع تجدیدپذیر صورت می‏پذیرد. نتایج به دست آمده نشان می‏دهد ارائۀ قیمت اوج بحرانی مناسب نه تنها بر کاهش مصرف بارهای الاستیک، بلکه بر نحوۀ همکاری سایر مشترکین در برنامه‏های کاهش بار و اضطراری نیز تأثیر می‏گذارد. همچنین، برنامۀ پاسخ گویی بار اضطراری با در اختیار قرار دادن ظرفیت انرژی مناسب در ساعت های محدود، نقش مهمی در مدیریت بار اوج دارد. تأثیر بار پیش بینی شده از سوی شرکت توزیع برای بازۀ ساعتی مدیریت اوج مقداری مثبت و برای زمان‏های غیر اوج منفی می‏شود. ضمن اینکه باید توجه داشت ریسک گریزی اپراتور و دخالت دادن عدم قطعیت موجب افزایش تأثیر بار می‏شود.

انتقال حرارت بین مبدل حرارتی زمین گرمایی و خاک در سیستم های هیت پمپ زمین گرمایی نقش اساسی در بازده کلی سیستم دارد. از این رو، در این مقاله با اضافه کردن موادی با ضریب انتقال حرارت بالا در مبدل های حرارتی عمودی مارپیچ، اثر آن‏ها روی بازده و دمای خروجی مبدل حرارتی بررسی شد. مقالۀ حاضر با استفاده از محیط COMSOL شبیه‏سازی عددی را برای مدل 1 بعدی-3 بعدی پمپ‏های حرارتی زمین گرمایی در حالت خنک‏کننده ارائه می‏کند. به خلاف مدل های مارپیچی رایج، این مدل با عمق کم و قطر زیاد با میله های فلزی مخصوص (Fins) طراحی شده است. لولۀ مارپیچ شبیه سازی شده دارای عمق 10 متر و قطر 1 متر است. به منظور جبران کاهش انتقال حرارت ناشی از عمق کمتر، تأثیر پارامترهای مختلف از جمله گام، هدایت حرارتی بر عملکرد حرارتی بررسی شده است . همچنین، به عنوان یک نوآوری، نوعی طرح نوآورانه متشکل از انواع متنوع میله های آلومینیومی افقی (Fins) در خاک متصل به لوله کاملاً (Finned pipe) مدل سازی شده است. پره ها نه تنها لوله را در داخل زمین محکم نگه می دارند، بلکه سرعت انتقال حرارت را به دلیل افزایش مساحت و سیستم هدایت حرارتی بالا تا 31 درصد بهبود می بخشند.    [r1]؟؟؟

کشور ایران در کمربند بیابانی جهان قرار گرفته است و از نظر تابش خورشید، پتانسیل بسیار بالایی برای برداشت انرژی خورشیدی به روش‏های مختلف را دارد. با این اوصاف، روند توسعۀ تکنولوژی‏های انرژی خورشیدی ایران در مقایسه با سایر کشورهای جهان رضایت بخش نیست. این پژوهش با هدف تحلیل راهبردی و استراتژیک توسعۀ انرژی خورشیدی در مناطق کویری و بیابانی ایران انجام شده است. برای شناسایی عوامل داخلی و خارجی تأثیرگذار بر این تحقیق، با مصاحبه از خبرگان و داده‏های کتابخانه‏ای فهرستی از قوت ها، ضعف ها، فرصت ها و تهدیدها تهیه شد. با طرح پرسشنامه و تکمیل آن توسط کارشناسان، ماتریس SWOT جهت پیدا کردن راهبرد مناسب تشکیل شد و بر اساس ماتریسی که در این پژوهش به دست آمد، راهبرد تهاجمی SO برای توسعۀ انرژی خورشیدی در مناطق کویری و بیابانی ایران گزینۀ مناسبی بود، چرا که امتیاز 87/2 برای عوامل داخلی به دست آمد که قوت محسوب می‏شود و امتیاز عوامل خارجی 79/2 بود که دارای فرصت برای توسعه است. در چارچوب راهبرد تهاجمی برای توسعۀ انرژی خورشیدی در بیابان‏های ایران، باید با استفاده از قوت های داخلی موجود تلاش کرد تا از فرصت‏های خارجی بیشترین بهره را برد. در انتها، برخی پیشنهادها و راهبردهای تهاجمی متناسب با این تحقیق ارائه شده است.

فناوری بلاک‏چین طی سال‏های اخیر عرضه‏شده و کاربردهای آن به طور گسترده مورد بررسی قرار گرفته است. این فناوری بیشتر با ارزهای دیجیتال (حذف واسطه‏ها و کاهش کارمزد تراکنش‏های مالی) شناخته می‏شود، ولی کاربردهای گستردۀ دیگری نیز دارد. از توانایی‏های این فناوری جدید می‏توان در حوزه‏های مختلفی، از جمله مهندسی انرژی، استفاده کرد. از آنجا که امروزه در بسیاری از کشورهای جهان سیستم برق‏رسانی در حال گذار از حالت متمرکز غیر تجدیدپذیر به تولید پراکندۀ تجدیدپذیر بازاری است، نیاز به استفاده از سیستم تسویه حسابی که بتواند مبادلات را در زمانی کوتاه، با کارمزد پایین و بدون محدودیت در حجم تبادلات انجام دهد، احساس می‏شود. این مقاله مروری بر فعالیت‏هایی است که با استفاده از فناوری بلاک‏چین در حوزۀ مبادلات انرژی انجام شده است. هدف از مطالعه، به دست آوردن مدل‏های تجاری کسب‏وکارهای فعال در این حوزه و در نظر گرفتن اهداف و چشم‏انداز آن‏ها در استفاده از این فناوری در حوزۀ بازار انرژی است. نتیجه این بررسی نشان می‏دهد ‏توسعۀ بازارهای پراکنده می‏تواند منجر به حمایت از تولیدکنندگان انرژی تجدیدپذیرشده و با آسان‏تر کردن تبادلات خرد، موانع مشارکت در بازار انرژی را کاهش دهد.