فهرست مطالب

نشریه انرژی ایران
سال پانزدهم شماره 2 (پیاپی 55، تابستان 1391)

  • تاریخ انتشار: 1391/10/18
  • تعداد عناوین: 7
|
  • داود منظور، لیلی نیاکان صفحه 1
    به دنبال تجدید ساختار صنعت برق، در بسیاری از کشورها بازار نیروی برق به سه بخش تولید، توزیع و انتقال تجزیه شد و ساختار یکپارچه عمودی صنعت منسوخ گردید. در این ارتباط، انتقال نیروی برق و موضوعات مرتبط با آن در طراحی بازار برق از اهمیت ویژه ای برخوردار است. یکی از ویژگی های اصلی بازارهای رقابتی برق، دسترسی آزاد و بدون تبعیض به سیستم انتقال می باشد. حقوق مالی انتقال با تسهیل دسترسی آزاد و رقابتی به سیستم انتقال، در طراحی این بازار نقشی اساسی ایفاء می کند. حقوق مالی انتقال، کاربران شبکه را در برابر هزینه های ناشی از تراکم سیستم انتقال پوشش می دهد و به دو صورت نقطه به نقطه و فلوگیت در بازارهای برق عرضه می گردد. قیمت گذاری این ابزار مالی بر اساس قیمت های نهایی محلی انجام می شود. در این مقاله به بررسی ویژگی های اساسی حقوق مالی انتقال، شیوه قیمت گذاری، مبادله و کاربرد آن در صنعت برق و برخی از تجربه های جهانی در این ارتباط می پردازیم.
    کلیدواژگان: صنعت برق، حقوق مالی انتقال، تراکم، قیمت نهایی محلی
  • شهریار بزرگمهری، محسن حامدی، حامد محبی، امیر قبادزاده، حامد اصلان نژاد صفحه 21
    در این مقاله، عملکرد و مشخصات ریزساختاری تک سل پیل سوختی اکسید جامد با انجام آزمونهای تجربی و با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی و همچنین مدلسازی عملکرد مورد بررسی قرار گرفته است. این تک سل ها به جهت استفاده از روش های تولید انبوه و اقتصادی با روش های ریخته گری نواری و چاپ صفحه ای ساخته شده اند که فرآیند تولید آنها ارائه می گردد. همچنین با استفاده از مدل عملکرد الکتروشیمیایی و مشخصات ریزساختاری تک سل، افت های قطبش اهمی، فعال سازی و غلظتی حاصل از لایه های مختلف تک سل محاسبه می شود. براساس نتایج حاصل از محاسبات مدل سازی عملکرد افت فعال سازی آند، کاتد و اهمی بیشترین تاثیر در کاهش توان حاصل از پیل سوختی را موجب می شوند. به این ترتیب، ریز ساختار و هندسه لایه های تک سل نقش اصلی را در عملکرد آن دارند. به علت درشت دانه بودن ذرات و حفره در لایه آند نسبت به لایه کاتد افت فعال-سازی آن بیشتر می باشد. ارزیابی عملکرد با مدل الکتروشیمیایی از تک سل های تولیدی به روش ریخته گری نواری و چاپ صفحه ای به عنوان ابزار مهمی می تواند کمک به بهبود و بهینه سازی فرآیند ساخت در مطالعات آتی نماید.
    کلیدواژگان: پیل سوختی اکسید جامد، عملکرد، ریز ساختار، ریخته گری نواری، چاپ صفحه ای
  • الهه بهرامی، کمال عباسپور ثانی صفحه 37
    آرایه های خورشیدی یکی از نوید بخش ترین فناوری انرژی های تجدیدپذیر در تامین انرژی ساختمان های آینده می باشد.در نصب پنل های خورشیدی روی بام ساختمان ها، دانستن زاویه شیب بهینه به منظور داشتن بیشترین انرژی سالانه یا فصلی حائز اهمیت می باشد. در حقیقت، تغییرات زاویه شیب در مقدار تابش خورشیدی که به سطح پنل ها می رسد، موثر است. در این مطالعه از یک مدل ریاضی و سال نمونه هواشناسی(داده های تابش به مدت 12 سال(2005-1994) روی سطوح افقی در کرج)برای محاسبه تابش خورشیدی کل روی سطوح شیبدار به منظور تعیین زاویه شیب مناسب برای آرایه های خورشیدی استفاده شده است. بهترین جهت برای آرایه های خورشیدی در کرج، به سمت جنوب می باشد. تغییرات زاویه شیب بهینه بین صفردرجه (می،ژوئن،جولای و آگوست) تا 69 درجه (ژانویه) است. در زمستان این زاویه (دسامبر،ژانویه،فوریه) 65.33 درجه، در بهار (مارس،آوریل،می) 22 درجه، در تابستان (ژوئن، جولای، آگوست) صفر درجه و در پائیز-(سپتامبر،اکتبر،نوامبر)37.33 درجه می باشد. زاویه شیب بهینه سالانه وابسته به عوامل متعددی از جمله عرض جغرافیایی منطقه و شرایط آب و هوایی است. به طور متوسط، این مقدار در سال 31.66 درجه می باشد که زاویه ثابت و مطلوب در سال است.
    کلیدواژگان: انرژی تابشی، آرایه خورشیدی، زاویه شیب بهینه، سال مبنای هواشناسی، کرج(ایران)
  • حسین صادقی، مهدی ذوالفقاری، حسین سهرابی*، یونس سلمانی صفحه 45

    مدیریت تقاضای انرژی از اهمیت فراوانی در برنامه ریزی و تامین امنیت اقتصادی کشورها برخوردار است. شناسایی عوامل موثر بر روند تقاضای انرژی کشور و پیش بینی مصرف آتی آن می تواند به سیاست گذاران و فعالان در بازار انرژی در جهت تصمیم گیری های اقتصادی و بهبود عملکرد بازار و تامین امنیت سوخت کشور کمک کند. امروزه روش های نوینی برای مدل سازی و پیش بینی پدیده های مختلف ابداع گشته است که در میان این روش ها الگوریتم های تکاملی جایگاه ویژه ای دارند. در میان الگوریتم های تکاملی، الگوریتم ژنتیک و الگوریتم بهینه یابی انبوه ذرات از جمله شناخته شده ترین و پرکاربردترین روش ها در علوم مختلف می باشند. از این رو، در این مطالعه برای تخمین و پیش بینی روند تقاضای انرژی کشور از الگوریتم های ژنتیک و انبوه ذرات در قالب دو الگوی خطی و نمایی استفاده شده و کارایی آنها مورد ارزیابی قرار گرفته است و با استفاده از کاراترین الگو و روش و بر اساس سناریوهای مختلف، روند آتی تقاضای انرژی کشور تا سال 1404 پیش بینی شده است. نتایج مطالعه نشان دهنده دقت وکارایی بالای الگوی نمایی برآورد شده با استفاده از الگوریتم انبوه ذرات در مقایسه با الگوریتم ژنتیک بوده است. همچنین نتایج مطالعه نشان می دهد که کارایی الگوهای خطی برآورد شده با استفاده از هر دو الگوریتم تفاوت محسوسی ندارند. با این حال، بررسی نتایج الگوها و روش های مختلف برآورد شده کارایی و دقت بالای الگوی نمایی برآورد شده با استفاده از الگوریتم انبوه ذرات را تائید می کند.

    کلیدواژگان: تقاضا، انرژی، پیش بینی، الگوریتم انبوه ذرات، الگوریتم ژنتیک
  • محمدحسین مرادی، علی خندانی صفحه 61
    مباحث اقتصادی و قابلیت اطمینان برای مصرف کنندگان از اهمیت بالایی برخوردار می باشد که در تصمیم گیری های آنان در مورد نحوه تامین انرژی تاثیرگذار است. از طرفی، ریز شبکه ها، شبکه های جدیدی هستند که می توانند انرژی را برای مصرف کنندگان تامین نمایند. در این مقاله، 4 روش تامین انرژی الکتریکی از نظر اقتصادی و قابلیت اطمینان با هم مقایسه می شوند. این 4 سناریو عبارتند از: تامین انرژی تنها به وسیله شبکه؛ شبکه و منابع تولید پراکنده؛ ریز شبکه به تنهایی و ریز شبکه متصل به شبکه بالادست. تابع هدف 2 بعدی پیشنهادی، شامل هزینه ثابت و جاری تامین انرژی و قابلیت اطمینان می باشد که با استفاده از روش وزن دهی، جواب بهینه آن برای 4 سناریو محاسبه و مقایسه می شود. در ضمن، به منظور محاسبه قابلیت اطمینان این سناریوهای تامین انرژی، دو حالت بارها بر روی یک فیدر و بارها بر روی فیدرهای مجزا در نظر گرفته می شوند. روش پیشنهادی در این مقاله با روش مشابه مقایسه گردیده که نتایج نشان از کارآمد بودن و کاربردی تر بودن روش فوق دارد.
    کلیدواژگان: تولیدات پراکنده، ریزشبکه، قابلیت اطمینان، مباحث اقتصادی، مدیریت انرژی
  • فرشید مستوفی، حسین شایقی، حسین کاظمی کارگر صفحه 83
    در این مقاله، کمینه سازی هزینه نهایی نیروگاه ترکیبی مستقل از شبکه قدرت، هدف مورد بررسی می باشد. این نیروگاه از ترکیب واحدهای برق آبی کوچک، سیستم فتوولتائیک، توربین های بادی بر پایه ذخیره سازی هیدروژن و استفاده از هیدروژن در پیل سوختی به منظور تامین برق مورد نیاز ایستگاه پمپاژ آب سد سبلان به مزارع واقع در اطراف این سد پیشنهاد می شود. سیستم مورد بررسی با طول عمر 20 ساله بوده و محاسبات مربوط به قابلیت اطمینان سیستم نیز در این مقاله اعمال شده است. اطلاعات مربوط به دبی آب خروجی از دریچه سد و شدت تابش خورشیدی و وزش باد از نزدیک ترین ایستگاه هواشناسی منطقه اخذ و در شبیه سازی اعمال شده است. مقایسه دو سیستم ترکیبی برق آبی، بادی، خورشیدی و هیدروژنی، و سیستم فوق بدون استفاده از سیستم برق آبی در این مقاله انجام شده است. کاهش هزینه احداث نیروگاه درکنار بهبود قابلیت اطمینان کل سیستم و نیز کاهش هزینه کل انرژی تولیدی، از مزایای اضافه کردن سیستم برق آبی به سیستم ترکیبی بادی، خورشیدی و هیدروژنی در منطقه مورد مطالعه محسوب می شود. به منظور بهبود زمان بازدهی مساله، از یک مدل تقریبی قابلیت اطمینان در این مقاله استفاده شده است. برای یافتن ظرفیت بهینه سیستم ترکیبی پیشنهادی از الگوریتم تجمعی زنبور عسل استفاده شده است. در ادامه، برای ارزیابی صحت و دقت الگوریتم پیشنهادی، نتایج حاصله با نتایج حاصل از نرم افزار HOMER مقایسه شده است. ارزیابی نتایج حاکی از دقت و کارایی مناسب الگوریتم تجمعی زنبور عسل در تعیین ظرفیت بهینه سیستم ترکیبی برق آبی، بادی، خورشیدی و هیدروژنی در مقایسه با نرم افزار HOMER است.
  • پیام هوشمند، رامین روشندل صفحه 103
    رو به اتمام بودن سوخت های فسیلی در آینده نزدیک و توجه روز افزون به حفاظت از منابع انرژی، توجه جهانیان را به خود جلب نموده است. استفاده از گاز سنتز ناشی از گازی سازی زائدات و زباله های شهری در ایران می تواند منجر به افزایش سهم تولید برق و انرژی و کاهش هزینه های دفن زائدات گردد. در این تحقیق، یک مدل ترمودینامیکی بر اساس ثابت های تعادل واکنش های اصلی گازی سازی به منظور بررسی اثر رطوبت زائدات، روی ترکیب گاز سنتز خروجی، دمای تعادل گازی سازی، ارزش حرارتی گاز سنتز خروجی در یک گازی ساز بستر ثابت پائین سو مورد مطالعه قرار گرفته است. ترکیب گاز خروجی این مدل به کمک داده های عملی اعتبار سنجی شده است. از زباله شهر تهران به عنوان نمونه استفاده شده است. نتایج حاکی از آن است که با افزایش میزان رطوبت زباله، مقدار هیدروژن تا 17.9% روند افزایشی دارد. مقدار مونوکسید کربن کاهش، مقدار دی اکسید کربن افزایش، و مقدار نیتروژن افزایش می یابد. همچنین اثر دما بر غلظت گازسنتز و تعداد مول های آن نیز بررسی شده است.
    کلیدواژگان: سیستم تولید انرژی، زباله شهر تهران، گازی ساز پائین سو، ترکیب گاز خروجی
|
  • Page 1
    Following the restructuring of electricity industry, electricity markets in many countries segmented in three sectors of production, distribution and transmission, and the structure of the vertically integrated industry was abolished. In this context, power transmission and related issues in the design of the electricity market is of special importance. The main feature of competitive electricity markets, are non-discriminatory and poen access to the transmission system. Financial Transmission Rights to facilitate open and competitive access to the transmission system, play an essential role in the market design. Financial Transmission Rights protect the network users among the costs of transmission congestion and is supplied in both poin to point and flowgate forms in electicity markets. The pricing of these financial instruments is based on the Local Marginal Prices. In this article, we investigate the basic properties of Financial Transmission Rights, their pricing, trading and application in power industry, and review some world exercises in this subject.
    Keywords: Power Industry, Financial Transmission Rights, Congestion, Local Marginal Price
  • Shahriar Bozorgmehri, Mohsen Hamedi, Hamed Mohebbi, Amir Ghobadzadeh, Hamed Aslan Nejad Page 21
    In this paper, performance and microstructural properties of single Solid Oxide Fuel Cells (SOFCs) have been investigated by using experimental tests, Scanning Electronic Microscopic (SEM) and a performance modeling. These single-SOFCs were fabricated by tape casting and screen printing as economical mass-production processes which have been presented. Also, overpotential polarizations, such as: ohmic, activation, and concentration polarizations, are determined by an electrochemical model and microstructure characteristics for each layer. On the basis of the modeling results, anode, cathode activation and ohmic polarizations have the most effects to cause loss power density of the single cells. Thus, microstructural and geometric properties play main role in performance of the single-SOFCs. Because of large grain and pore sizes of the anode layer compared with the cathode layer cause more activation polarization than that of the cathode layer. Performance analysis can be used as a powerful tool to improve and optimize fabrication characteristics and processing of the single cell of the SOFC which are made by tape casting and screen printing techniques by using an electrochemical model in the future studies
    Keywords: Solid Oxide Fuel Cell (SOFC), Performance, Microstructure, Tape Casting, Screen printing
  • Elaheh Bahrami, Kamal Abbaspour Sani Page 37
    Solar arrays are one of the most promising renewable energy technologies for energizing future building. For roof top solar panels installation, knowledge of the optimum tilt angle is important to have the maximum annual or seasonal energy yield. this is due to the fact that variation in tilt angle affects the amount of solar radiation reaching the panel surface. In this study, a mathematical model and data obtained from Typical Meteorological Year (that calculated of radiation data for 12 years (1994-2005) on horizontal surfaces in Karaj) is used to estimated the total (global) solar radiation on a tilt surface and to determine the optimum tilt angle for a solar panel in karaj, iran. The best orientation for solar arrays in Karaj is due south. It is found that the optimum tilt angle change between (May, June, July and August) and (January) throughout the year.in winter(December, January and February) the tilt should be, in spiring (March, April and May), in summer (June, July and August) and in autumn (September, October and November). the annual optimum tilt angle dependent on many factors such as the latitude of the location and weather condition. the yearly average of this value was found to be and this would be the optimum fixed tilt throughout the year
  • Hosein Sadeghi, Mahdi Zolfaghari, Hosein Sohrabi, Younes Salmani Page 45

    Energy demand management has very importance in economic security and planning. To identify the energy demand affecting factors and energy demand prediction can help Policy makers and activists in the energy market to improve market performance and better economic decisions and high fuel security. Recently, new techniques have been developed to economic variables prediction and modeling. Among these techniques Genetic algorithm and Particle Swarm Optimization are the best known and most widely used in literature including economy. Therefore, in this study the genetic algorithm and particle Swarm Optimization is used for energy demand estimation and prediction in the form of linear and exponential and then their performance in each of the models evaluated. The results indicate that accuracy and efficiency of the particle swarm optimization in both of exponential and linear forms is better than genetic algorithm. In addition, among the different forms the exponential form estimated with the particle swarm optimization is the best way to predict the future energy demand.

    Keywords: Demand, Energy, Predict, Particle Swarm Algorithm, Genetic Algorithm
  • Mohammad Hosein Moradi, Ali Khandani Page 61
    Economic and reliability issues are very important for consumers and effect consumer's decision making for electric power supplying. Also micro grid is new configuration of network for supplying consumer's energy demands. In this paper, four scenarios are compared to each other in case of economic issues and reliability. The four scenarios are providing energy by main grid, main grid and distributed generation resources, isolated micro grid and a micro grid connected to an upstream network. The proposed objective function has two dimensions. Economical dimension consists of the initial costs and operational costs. Reliability dimension includes non-delivered energy (NDE) for the consumers. The two dimensional objective function is optimized for four scenarios by using weighting method. Each scenario is considered in two cases for evaluating reliability. First, the loads on one feeder and second is the loads on separated feeders. The proposed method is compared with a similar method and the comparison results show that it is more efficient and applicable.
    Keywords: Micro grid, Distributed generation, Energy management, Economic evaluation, Reliability
  • Farshid Mostofi, Hosein Shayeghi, Hosein Kazemi Karegar Page 83
    A hybrid hydro/wind/photovoltaic base on hydrogen storage system is designed to supply power demand of pump stations. The aim of this design is minimization of net present cost of the hybrid system. Optimization problem is subject to reliable supply of the demand. The system is investigated in the north west of Iran (Meshkinshahr) and the local data is applied. About 12 pump stations are found in the Sabalan dam and far remote areas, which makes the task of their electrification via grid system very difficult. The hydro potentials are analyzed with the help of GIS data of Iran. Meteorological data from renewable energy organization (SUNA) of Iran and other sources, such as NASA, is used for the estimation of solar and wind energy potentials. In this paper, hydro/PV/wind/ fuel cell hybrid system is compared with above system without hydro unit. An advanced variation of Artificial Bee Colony algorithm (ABC) and HOMER optimization software is used to solve the optimization problem. The algorithm developed is compared with HOMER software and the results show that ABC algorithm accuracy is better than HOMER software. Result reveals the impact of components outages on the reliability and cost of the system, so they are directly dependent on component’s reliabilities, i.e. Outages result in need for a larger generating system for supplying the load with the acceptable reliability. Different system types and their component sizes are identified having a cost of energy less than 0.3 $/KWh.
    Keywords: Hybrid system, optimization, reliability, ABC algorithm, HOMER software
  • Payam Hooshmand, Ramin Roshandel Page 103
    Conservation of energy resources are becoming a focus of attention in today’s world since there is a widely known concern over alarming scarcity of fossil fuels in near future. Exercising synthesis of gases through gasification of municipal garbage’s can help increase electricity and energy production as well as lessen municipal waste disposal costs. In this research a thermodynamic model has been examined on emission synthesized gas mixture, equilibrium temperature gasification, heating value of synthesized gas in downdraft gasifier and it is based on equilibrium constants of the main gasification reactions in order to evaluate the effects of moisture of waste obtained. The mixture of synthesized gas is validated on the basis of practical data. Tehran municipal waste is employed as an example. The obtained results show that with any increase in garbage moisture content there is a steady increase in hydrogen content and this value decrease after a point, carbon monoxide shows a decrease in amount and carbon dioxide as well as nitrogen content shows a boost. The effect of temperature on synthesized gas concentration and its mole fraction examined as well.
    Keywords: energy production system, Tehran municipal waste, downdraft gasifier, emission gas mixture