از میان کاربردهای حرارتی انرژی خورشیدی، سیستم های ترکیبی خورشیدی، به لحاظ فن آوری و اقتصادی در مقایسه با سایر کاربردهای حرارتی انرژی خورشیدی در جهان بیشتر مورد توجه قرار گرفته است. دلیل ارجحیت این سیستم ها در تامین آب گرم و گرمایش خورشیدی نیاز به سطح دمای متوسط بوده که این دما با استفاده از کلکتور صفحه تخت و با هزینه کمتر نسبت به سایر کلکتورها تامین می شود. در این مقاله، ابتدا بارهای حرارتی یک آپارتمان مسکونی (در دو حالت با مصالح متداول و با رعایت مبحث 19 مقررات ملی ساختمان) در دو شهر همدان و کرج محاسبه شده است. در مرحله بعدی میزان انرژی حرارتی که با استفاده از سیستم ترکیبی خورشیدی و پنجره ها قابل تامین می باشد محاسبه گردیده است. سپس مطابق با نیاز انرژی ساختمان و بررسی منحنی هزینه- بازده سیستم ترکیبی خورشیدی، تعداد گردآورنده های تخت خورشیدی محاسبه شده و با توجه به تاثیر سایه ردیف کلکتورها بر یکدیگر و محدودیت فضای پشت بام، یک سیستم هیبرید (خورشیدی- فسیلی) پیشنهاد شده است. با توجه به نتایج به دست آمده میزان متوسط انرژی خورشیدی قابل بهره برداری در حالت های مختلف از 15 تا %45 در ماه های سرد سال تغییر می کند. با توجه به صرفه جویی سالیانه در مصرف سوخت و نیز کاهش هزینه های اجتماعی در منطقه سردسیر با استفاده از سیستم ترکیبی خورشیدی و با در نظر گرفتن قیمت جهانی سوخت، سالانه حدود 43 میلیون ریال در هزینه سوخت صرفه جویی می شود که رقم قابل توجهی است و موجب می شود تا هزینه سرمایه گذاری اولیه نسبتا زیاد این سیستم در مدت زمان کمتر از دو سال جایگزین گردد. به همین ترتیب در منطقه معتدل سالانه حدود 10 میلیون ریال در هزینه سوخت صرفه جویی می شود که موجب بازگشت هزینه سرمایه گذاری اولیه این سیستم در مدت زمان چهار سال می گردد.

این پژوهش تأثیر تغییر اقلیم بر بار سرمایش و گرمایش یک ساختمان نمونه در 1000 نقطه ی گستره کشور ایران مورد بررسی قرار می دهد و فقط تأثیر تغییر شرایط آب وهوایی بر بار سرمایش و گرمایش مورد مطالعه قرار گرفته است. از نتایج مستخرج از این مطالعه می توان به منظور قیمت گذاری عادلانه ی حامل های انرژی در اقلیم های مختلف، برنامه ریزی عرضه ی حامل های انرژی و همچنین بررسی فناوری های مناسب جهت کاهش مصرف انرژی (عایق ها، آبگرمکن های خورشیدی و سایر موارد مشابه) بهره برد. به منظور کمی سازی تأثیر تغییر اقلیم بر بار سرمایش و گرمایش، از نرم افزار فنی و مهندسی دیزاین بیلدر استفاده شده است. بررسی بار سرمایش و گرمایش محاسبه نشان می دهد، بازه تغییر بار سرمایش در نقاط مورد بررسی نسبت به بار گرمایش بیشتر است و به صورت کلی متوسط بار سرمایش بیشتر از بار گرمایش است. بیشینه، متوسط و کمینه ی بار گرمایش به ترتیب 198، 2/7 و نزدیک به صفر بوده است. همچنین بیشینه، متوسط و کمینه ی بار سرمایش به ترتیب 166، 67 و 6/3 پیش بینی شد.

با توجه به محدود بودن منابع سوختی و لزوم صرفه جویی در مصرف انرژی، استفاده از انرژی خورشیدی به عنوان یک راهکار استراتژیک از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است. لذا در این مقاله به کمک استفاده از سیستم ذخیره خورشیدی برای گرمایش ساختمان آزمایشگاهی دانشگاه آزاد اسلامی واحد سمنان سعی در استفاده از انرژی خورشیدی بصورت بهینه شده است در این سیستم ابتدا انرژی مورد نیاز ساختمان مذکور با استفاده از نرم افزار «Carrier» در طول روز محاسبه شده و سپس انرژی موجود (انرژی خورشیدی) با استفاده از روابط ریاضی محاسبه گردیده است و برنامه ای با زبان برنامه نویسی «MATLAB» برای بهینه سازی مصرف انرژی خورشیدی تهیه شده که میزان بار حرارتی سیستم ذخیره و میزان بار حرارتی سیستم کمکی (بویلر) را در طول روز محاسبه می نماید و نتایج حاصل از برنامه بصورت منحنی هایی که سطح مقطع کلکتور مورد نیاز رادرحالات مختلف برحسب بار حرارتی مورد نیاز نمایش می دهد، ارائه گردیده است.

اقلیم مناطق، هم در تعیین نوع ساختمان و سرپناه، هم در میزان و مقدار نیاز افراد به مصرف انرژی و هم در تامین آن (گاهی به عنوان عامل محدود کننده و گاهی به صورت یک عامل موثر) نقش تعیین کننده ای ایفا می کند. از این رو، فرآیند تعیین، شناخت و کنترل تاثیرات اقلیمی بر مقدار مصرف انرژی در هر منطقه حایز اهمیت زیادی است. نحوه بهره گیری از شکل های متنوع انرژی برای مقاصد گوناگون، انواع ساختمان ها و نیز برای جوامع و افراد مختلف بسیار متفاوت بوده، واضح است که میزان مصرف انرژی و نیاز به آن در مناطق سردسیر بیشتر از مناطق گرمسیر است. مصرف یا تقاضای زیاد برای انرژی مسلما هزینه تامین آن را در مناطق سردسیر بالا خواهد برد که این مساله به عنوان یکی از مشکلات اساسی این جوامع به شمار می آید. براین اساس، منطقه آذربایجان نیز به عنوان بخشی از منطقه شمال غرب ایران و به علت برخورداری از آب و هوای سرد و کوهستانی، طبیعتا در تامین انرژی موردنیاز بخش های مختلف جامعه با این مشکلات و محدودیت ها رو به روست. از این رو، بررسی و شناخت دقیق انرژی خورشیدی به عنوان برترین منابع انرژی جهان در منطقه مورد مطالعه برای برنامه ریزی و مدیریت صحیح انرژی و دستیابی به آینده ای مطمئن امری اجتناب ناپذیر است.

هدف از این پژوهش پهنه بندی ایران برحسب درجه ساعت های نیاز گرمایش و سرمایش در دهه های آینده است. به منظور واکاوی اثرگرمایش جهانی بر درجه ساعت های گرمایش وسرمایش ایران نیاز به داده های دمای ساعتی شبیه سازی شده است. داده های اولیه ازپایگاه EH5OM واقع در سایت مرکز فیزیک نظری عبدالسلام (ایتالیا) استخراج شد. اینداده هاازتاریخ2015تا2050وتحتسناریو A1 B هیأتبین المللیتغیراقلیم[1] اجراشدند. جهت ریزمقیاس نمایی از نسخه چهارم مدل RegCM4 استفاده شده است. داده های ساعتی دمای هوا (برای هر 3 ساعت) ریزکردانی شده با ابعاد 27/0×27/0 درجه طول و عرض جغرافیایی است که حدوداً نقاطی با ابعاد 30×30 کیلومتر مساحت ایران را در بازه زمانی36 ساله (2050-2015) پوشش می دهند. درجه ساعت گرمایش و سرمایش با آستانه های دمای 3/18 و 9/23 درجه سانتی گراد برای تمامی ساعت ها محاسبه و سپس جمع میانگین ماهانه درجه ساعت ها بر ماتریسی به ابعاد 2140×96 به دست آمد که سطرها مربوط به میانگین درجه ساعت هر یک از ساعت های هشت گانه طی دوره مورد مطالعه و ستون ها یاخته هاست. در نهایت جمع میانگین درجه ساعت گرمایش و سرمایش هر ماه ایران محاسبه و نقشه های آن ترسیم شد. نتایج نشان داد که در دهه های آینده بیشترین درجه ساعت های نیاز گرمایش مربوط به ماه ژانویه و فوریه در بخش های کوهستانی شمال غرب و زاگرس مرکزی به میزان 6000-5000 درجه ساعت است. از نظر نیاز سرمایش در ماه های ژوئن، ژولای و اوت بخش های کوهستانی شمال غرب و بلندی های کشور کمترین درجه ساعت سرمایش 500-0 و سواحل جنوبی به ویژه جلگه خوزستان بیشترین درجه ساعت سرمایش را دار است. ایران برحسب درجه ساعت گرمایش و سرمایش به پنج پهنه اقلیمی کوهستانی، کوهپایه های داخلی، چاله ها، کوهپایه های بیرونی و سواحل خزر و در نهایت سواحل و جلگه های جنوبی قابل تقسیم است.