مهندسی مدیریت انرژی (مدیریت انرژی)
سال:1399 | دوره:10 | شماره:2 |تعداد مقالات:10

با تجدید ساختار صنعت برق و همچنین گسترش روزافزون منابع انرژی تجدیدپذیر، عدم قطعیت های موجود در سیستم افزایش یافته اند. این امر سبب افزایش توجه به روش های برنامه ریزی توسط تولیدکنندگان شده است. در این مقاله، روشی جدید برای برنامه ریزی مبتنی بر سود یک شرکت تولیدکننده (GenCo) متشکل از ذخیره ساز انرژی هوای فشرده (CAES) به همراه نیروگاه های بادی و حرارتی ارائه شده است. در الگوریتم پیشنهادی با توجه به عدم قطعیت قیمت های انرژی و ذخیره ی چرخان، مقدار ذخیره ی فراخوانی شده، هزینه ی عدم توازن و توان تولیدی واحد بادی، از بهینه سازی تصادفی استفاده شده است. این برنامه ریزی برای شرکت تولیدکننده در بازارهای روز-پیش انرژی و ذخیره ی چرخان ارائه شده است. روش پیشنهادی ابتدا روی یک سیستم نمونه از مقاله ی دیگری اعمال شده که مقایسه ی نتایج آن با نتایج روش قبلی، بیانگر قابلیت روش پیشنهادی در برنامه ریزی واحدهای CAES است. در نهایت از اطلاعات یک سیستم قدرت واقعی برای ارائه ی نتایج تکمیلی الگوریتم پیشنهادی استفاده شده است.

با رشد سریع نیروگاه های بادی، این منابع در انواع و سطوح ولتاژی مختلف به شبکه متصل می شوند. دسته ای از این منابع دارای ژنراتور القایی دو سو تغذیه هستند. گسترش تولیدات پراکنده مشکلاتی مانند افزایش سطح اتصال کوتاه و از دست رفتن هماهنگی تجهیزات حفاظتی ایجاد می کند. حین رخداد اتصال کوتاه، با تغییرات شدید سرعت، توان و زاویه ی روتور ژنراتور سنکرون و آسنکرون، ممکن است پایداری گذرای این منابع از بین برود. محدود کننده های ابررسانا فوق گرمایی (HTSFCL) بر اساس وابستگی مقاومت-دما توانایی کاهش جریان خطا را دارند. در این مقاله، پس از بررسی توانایی HTSFCL در کاهش جریان خطا و افزایش میزان پایداری در نرم افزار PSCAD/EMTDC، تابع هدف جایابی بهینه ی HTSFCL با درنظرگرفتن هم زمان شاخص های امنیت و هماهنگی حفاظتی، پایداری ولتاژ و پایداری گذرا ژنراتور سنکرون و آسنکرون در شبکه های متصل به نیروگاه بادی برای اولین بار پیشنهاد می شود. مکان و اندازه ی بهینه ی HTSFCL در شبکه ی آزمون 30 شینه IEEE با استفاده از الگوریتم تکامل تفاضلی در نرم افزار MATLAB با درنظرگرفتن شاخص های منفرد و چندهدفه ی تعیین و شاخص های امنیت، هماهنگی رله های جریان زیاد و پایداری ولتاژ و زاویه ی روتور در شش حالت مقایسه شدند. نتایج به دست آمده کارایی روش پیشنهادی را نشان می دهند.

اولین گام در راستای دستیابی به ساختمان های هوشمند، تحلیل مصرف و بهینه سازی انرژی است. از آنجا که بخشی از پارامترهای مؤثر بر این تحلیل ها غیرقطعی هستند، در این مقاله به تحلیل مصرف و بهینه سازی انرژی در ساختمان به صورت احتمالی پرداخته می شود. بدین منظور، تابع چگالی احتمال پارامترهای غیرقطعی ساختمان با استفاده از روش Empirical Rule مدل شده و سپس به بهینه سازی مصرف انرژی ساختمان پرداخته می شود. برای محاسبه ی مصرف انرژی در ساختمان، از نرمافزار انرژی پلاس و برای بهینه سازی از نرم افزار متلب استفاده می شود. توابع هدف در بهینه سازی چندهدفه ی پیشنهادی، چگالی انرژی مصرفی ساختمان و شاخص راحتی حرارتی ساکنان می باشند. از یک ساختمان تجاری دوازده طبقه به منظور نمونه ی مورد مطالعه استفاده می شود. به منظور ارزیابی روش پیشنهادی، روش احتمالی تحلیل بازدهی مصرف انرژی با روش غیراحتمالی مرسوم مقایسه می شود. نتایج حاصل از این ارزیابی به خوبی نشان می دهد که درنظرنگرفتن پارامترهای غیرقطعی در ساختمان، خطای چشمگیری در تحلیل بازدهی انرژی آن سبب می شود به طوری که میانگین اختلاف بین مقادیر بهینه پارامترهای متغیر حاصل از هر دو روش به 34% می رسد و اختلاف نمودار پارتوی روش پیشنهادی احتمالی و روش غیراحتمالی هم ممکن است بیش از 10% شود. در انتها نیز حساسیت روش پیشنهادی نسبت به تغییر اقلیم و آب و هوا ارزیابی می شود.

نیروگاه دودکش خورشیدی که از فناوری ساده ای برای تولید برق استفاده می کند، از سه قسمت اصلی کلکتور، برج و توربین تشکیل شده است. این نیروگاه با بهره مندی از خاصیت دودکشی، انرژی خورشیدی را به انرژی جنبشی هوا و سپس، در قسمت توربین متصل به ژنراتور، به انرژی الکتریکی تبدیل می کند. با آنکه این نوع نیروگاه هزینه ی اولیه ی هنگفتی دارد، دارای مزایای ویژه ای از قبیل استهلاک کم و عدم نیاز به آب است. به همین دلیل مطالعات زیادی در راستای شبیه سازی و طراحی آن انجام شده است. یکی از موضوعات مهم در این حوزه، که در این پژوهش مورد مطالعه قرار گرفته، بهینه یابی مکان احداث نیروگاه است. به این منظور یک شبیه ساز که به صورت یک پارچه و در حالت ناپایا نیروگاه را مدل و شبیه سازی می کند، تهیه شده است. برای اعتبارسنجی مدل، نتایج شبیه سازی با نتایج تجربی نیروگاه مانزانارس اسپانیا مقایسه شد و تفاوت ناچیز بین نتایج، دقت مدل را تأیید نمود. سپس به منظور بهینه یابی محل احداث نیروگاه در ایران، نیروگاهی با ابعاد و مشخصات نیروگاه اسپانیا در پنج شهر مختلف ایران (شیراز، بوشهر، کرمان، تهران و مشهد) در طول سال مدل گردید. نتایج نشان دهنده ی آن است که از میان پنج شهر منتخب، احداث این نیروگاه در شیراز بیشترین راندمان را در پی خواهد داشت.

هدف پژوهش حاضر، بررسی تأثیر قیمت انرژی بر قیمت مسکن در ایران است. ازاین رو بر اساس مدل بریتنفلنر و همکاران (2015) و با استفاده از روش جوهانسن-جوسیلیوس، این موضوع در فاصله ی زمانی فصل اول سال 1385 تا فصل چهارم سال 1393 بررسی شده است. نتایج پژوهش حاکی از آن است که اثرگذاری ضرایب متغیرها بر اساس مبانی نظری مورد انتظار بوده و قیمت انرژی تأثیر منفی و معنی دار بر قیمت مسکن دارد. بر این اساس، با توجه به اینکه بازارهای مالی و سیاست پولی از کانال های اثرگذاری قیمت انرژی بر قیمت مسکن بوده و با توجه به نقش بازارهای مالی در جذب نقدینگی سوداگران و ایفای نقش ضربه گیر برای بازار کالا به ویژه دارایی های حقیقی، پیشنهاد می شود که برنامه ریزان اقتصادی در راستای تقویت این بازارها و اصلاح فرهنگ عمومی، برای توجه بیشتر به سرمایه گذاری در دارایی های مالی به جای خرید مستغلات، اقدام کنند تا در هنگام افزایش قیمت انرژی و تورم، با جذب نقدینگی سوداگران به سمت بازارهای مالی، گامی مؤثر در جهت کنترل قیمت مسکن برداشته شود. همچنین پیشنهاد می شود که بانک مرکزی، به انتخاب ابزارهای مناسب برای اعمال سیاست پولی توجه کند تا هنگام افزایش قیمت انرژی و تورم، با اعمال صحیح سیاست پولی، گامی مؤثر در جهت کنترل قیمت مسکن بردارد.

یکی از پرکاربردترین اجزا و در حقیقت قلب یک خودرو هیبریدی، باتری آن می باشد که از نوع لیتیوم-یونی است. مسئله ی حیاتی در این باتری ها، خنک کاری کافی آن هاست؛ زیرا در این باتری ها، حرارت زیادی تولید می شود و در صورتی که مدیریت حرارتی مناسبی روی این باتری ها صورت نگیرد، عمر آن ها به طور تصاعدی کاهش می یابد. مواد با تغییر فاز به دلیل اینکه در هنگام ذوب شدن، گرمای نهان ذوب خود را جذب می کنند، خنک کاری زیادی را در مدت زمان کوتاهی فراهم می کنند. لذا در این مقاله به بررسی استفاده از ماده با تغییر فاز و اثر استفاده ی هم زمان از پره جهت خنک کاری این باتری ها پرداخته می شود. در واقع هدف یافتن ابعاد بهینه ی پره به گونه ای است که ماکزیمم دمای باتری در هنگام دشارژ حداقل شود. نتایج نشان داد که باتری با 6 پره که ارتفاع پره در آن mm67/11 می باشد، بهترین عملکرد را دارد.

به منظور شناخت دقیق محدودیت ها، موانع و امکانات موجود در جهت استفاده از منابع انرژی در هر کشور، ضروری است میزان بهره برداری از پتانسیل های موجود انرژی و روند تبدیل این انرژی ها، به روش علمی و دقیق، محاسبه و ارزیابی گردد. سامانه های متداول فتوولتائیک امکان استفاده در سطوح منحنی را محدود کرده اند. در این تحقیق، سامانه ی فتوولتائیک بر پایه ی پنل های خورشیدی منعطف در مقیاس کوچک طراحی، ساخت و مورد ارزیابی فنی اقتصادی قرار گرفت. نظر به اهمیت متغیرهای اثرگذار، سامانه ی سنجش دما برای دریافت برخط داده ها و ارتباط با نرم افزار لب ویو طراحی و ساخته شد و داده های ایستگاه هواشناسی و ناسا به دست آمد. تحلیل تاگوچی با مشخصه ی هدف «هرچه اقتصادی تر، بهتر» برای انتخاب سامانه ی برتر به کار گرفته شد. تحلیل هزینه – فایده ی سامانه ها در نرم افزار کامفار، انجام شد. نرخ بازده داخلی در حالت استقرار بر روی سطح تخت، استوانه ای و نیم کره به ترتیب 82/23 و 70/26 و 46/27% بوده و خالص ارزش فعلی برابر با 74/6 و 95/9 و 83/10 میلیون ریال است. چنان که سامانه بر روی سطح تخت در شرایط استاندارد، دارای فاکتور پوشش 73/0 و قابلیت تولید توان بیشینه معادل W 71/46 با عملکرد 09/7% است. سامانه ی مستقر بر روی سطح استوانه و نیم کره به ترتیب دارای فاکتور پوشش 88/0 و 84/0 بوده و قابلیت تولید توان بیشینه به ترتیب W 18/55 و W 50/57 با عملکرد 45/7% و 55/7% می باشد. سامانه ها دارای توجیه اقتصادی برای جذب سرمایه هستند.

موتور دوّار پرّه ای گونه ای جدید از موتورهای دورانی با ویژگی های ویژه است که در برخی مراکز تحقیقاتی معتبر دنیا هنوز در مراحل تحقیقاتی می باشد. این موتور یک مکانیزم جابه جایی مثبت است که امکان رویداد چرخه ی چهارزمانه ی موتور بنزینی را در یک دور گردش میل گردان، با کمترین تعداد قطعات متحرک در مقایسه با موتورهای رفت وبرگشتی ایجاد می کند. در این مقاله، از مدل احتراق دو ناحیه ای برای موتور دوّار پرّه ای بنزینی استفاده شده است. چرخه ی موتور بنزینی بر روی یک موتور چهارزمانه ی رفت وبرگشتی معادل با موتور دوّار پرّه ای، پیاده سازی شده است. شبیه سازی بر مبنای معادلات انرژی، بقای جرم، معادله ی حالت و کسر جرم سوخته است. محفظه ی احتراق به دو ناحیه ی سوخته و نسوخته تقسیم شده و معادلات دیفرانسیل برای تغییر در فشار و دما در هر ناحیه توسعه داده شده است. تأثیر نسبت تراکم، ضریب نشتی و سرعت موتور را بر روی فشار و دمای بیشینه ی موتور دوّار پرّه ای بررسی می شود. برنامه ی توسعه داده شده در نرم افزار متلب برای یک موتور دیگر نیز به کار رفته است و تطابق خوبی بین نتایج این برنامه و نتایج مربوطه برای صحت سنجی مشاهده شده است.

در این مقاله، شبیه سازی میدان جریان و توزیع دما در یک اتاق همراه با عایق کننده های معدنی با سیستم گرمایش از کف مورد بررسی قرار گرفته است. هوای داخل محفظه، تراکم ناپذیر در نظر گرفته شده و برای مدل سازی جریان آشفته از مدل اغتشاشی (RNG)k-ε و برای انتقال حرارت تشعشعی از مدل تشعشعیDO استفاده می شود. برای حل معادلات حاکم از الگوریتم پیزو استفاده شده است. با توجه به نتایج به دست آمده، بهترین وضعیت قرارگیری عایق در صورت استفاده از سیستم گرمایش از کف در جداره ی خارجی ساختمان است. مشاهده شد که پوشش حاوی میکرو ذرات سرامیکی نسبت به پوشش رنگ معمولی در فصل زمستان 18% صرفه جویی در مصرف انرژی دارد. همچنین تأثیر پوشش با عایق کننده های سرامیکی در جدار خارجی به همراه سیستم گرمایش از کف در اقلیم های مختلف آب وهوایی بررسی و مطالعه شده است. با درنظرگرفتن شرایط آسایش حرارتی داخل فضا مشاهده شد که اقلیم های گرم و مرطوب، گرم و خشک و معتدل و مرطوب شرایط آسایش حرارتی بهتری را نسبت به اقلیم های دیگر برای ساکنان فراهم می کنند و کمترین میزان مصرف انرژی مربوط به اقلیم گرم و مرطوب است.

در این مقاله، عملکرد چهار چرخه ی ترکیبی اجکتور-تراکم بخار شاخص مقایسه شده اند. برای تحلیل عملکرد اجکتور در حالت بحرانی الگوریتم غیر تکراری به کار برده شده است. همچنین برای تخمین ضریب افت در فرایند اختلاط ایده ی استفاده از پارامترهای جریان به جای استفاده از مشخصات هندسی و شرایط کاری ارائه شده است. اثر شرایط کاری و مبرد مورد استفاده بر کمیت هایی مانند ضریب عملکرد، ضریب عملکرد حرارتی و نسبت دبی های جرمی اجکتور مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته است. نتایج نشان می دهند که در دماهای کندانسور بالا اختلاف ضریب عملکرد چرخه های ترکیبی با ضریب عملکرد چرخه ی تراکم بخار معمولی بسیار کاهش می یابد. چرخه های ترکیبی که تنها از گرمای اتلافی در کندانسور زیرچرخه ی بخار استفاده می کنند نسبت به چرخه هایی که از منبع گرمایی خارجی بهره می برند، ضریب عملکرد پایین تری دارند و در محدوده ی دماهای کندانسور و ژنراتور کوچک تری قابل استفاده هستند.