فهرست مطالب

انرژی های تجدیدپذیر و نو - سال چهارم شماره 2 (پیاپی 8، زمستان 1396)

نشریه انرژی های تجدیدپذیر و نو
سال چهارم شماره 2 (پیاپی 8، زمستان 1396)

  • تاریخ انتشار: 1396/12/28
  • تعداد عناوین: 11
|
  • کاوه بخرد، حسین یوسفی *، یونس نوراللهی، صدف کرکودی، سهیل رومی صفحات 1-8
    افزایش تولید دی اکسید کربن به عنوان یکی از بحران های قرن 21 مطرح گردیده است. کشور ایران طبق آخرین آمارهای جهانی رتبه هفتم تولید کنندگان دی اکسید کربن در جهان را داراست. در سال های اخیر به واسطه تعهدات و پیمان های محیط زیستی بین المللی، بهره گیری از انرژی های تجدیدپذیر جهت کنترل میزان تولید دی اکسید کربن و افزایش دمای کره زمین مطرح شده است. در این مقاله با بررسی تولید ناخالص داخلی، مجموع عرضه انرژی اولیه و تولید انرژی های تجدیدپذیر میان کشور ایران و 21 کشور عضو سازمان همکاری و توسعه اقتصادی به انجام تحلیل رگرسیون پیرامون میزان تاثیرگذاری مجموع عرضه انرژی اولیه و تولید انرژی های تجدیدپذیر بر میزان انتشار دی اکسید کربن پرداخته می شود. در ادامه با در نظر گرفتن سه سناریو برای آینده انرژی ایران به محاسبه میزان دی اکسید کربن تولیدی ایران در سال 1404 پرداخته می شود. این سه سناریو شامل ادامه روند فعلی به عنوان سناریوی اول، تثبیت میزان عرضه انرژی اولیه درکنار افزایش سهم انرژی های تجدیدپذیر در سناریوی دوم و کاهش میزان دی اکسید کربن تولیدی ایران مطابق با پیمان تغییر اقلیمی پاریس به میزان 4 تا 12 درصد به عنوان سناریوی سوم. در نهایت پیشنهاداتی جهت حرکت ایران در مسیر توسعه پایدار مطرح خواهد شد.نتیجه رگرسیون قابلیت اطمینان بسیار مناسبی (R2=99.54%) نشان داد که بیانگر وجود رابطه ای قوی میان این متغیر ها است.
    کلیدواژگان: دی اکسید کربن، انرژی های تجدیدپذیر، چشم انداز 1404، پیمان تغییرات اقلیمی پاریس
  • نگین ناصح *، محمد کامرانی فر، علیرضا بیرامی صفحات 9-18
    زمینه و هدف
    با به کارگیری انرژی های تجدیدپذیر، همچون انرژی خورشیدی در تولید برق به جای سوخت های فسیلی، علاوه بر صرفه جویی در هزینه ها می توان از انتشار گازهای گلخانه ای جلوگیری کرده و موجب عرضه پایدار انرژی در کشور شد. چرا که منابع انرژی از مهمترین عناصر در توسعه پایدار است. هدف از این پژوهش، بررسی مهم ترین فناوری های تولید برق از انرژی خورشیدی و ارزیابی اقتصادی آنها با تاکید بر سیستم های فتوولتائیک و اهداف توسعه پایدار می باشد.
    روش بررسی
    تحقیق حاضر به صورت مروری یوده و بر اساس مطالعات کتابخانه ای، تحلیل و جمع بندی اطلاعات و منابع تنظیم شده است.
    یافته ها
    فناوری های تولید الکتریسیته از خورشید به سه دسته فتوولتائیک، متمرکزکننده گرمایش خورشیدی و فناوری های نوظهور، شامل حوضچه ها و تنوره خورشیدی تقسیم می شوند. در میان این سه دسته، فناوری فتوولتائیک که بر اساس تبدیل نور خورشید به الکتریسیته عمل می کند، بیشترین رشد را داشته و امروزه کشورهای زیادی از آن استفاده می کنند. اهمیت استفاده از تکنولوژی فتوولتائیک، تولید برق مستقیما، و بدون بهره گیری از مکانیسم های متحرک و شیمیایی، می باشد.
    بحث و نتیجه گیری
    اگر انرژی به نحوی تولید و مصرف شود که توسعه انسانی را در بلندمدت در تمامی ابعاد اقتصادی، اجتماعی و زیست محیطی تامین نماید، مفهوم انرژی پایدار تحقق خواهد یافت، لذا تامین انرژی پایدار ضرورت توسعه پایدار است. محاسبه شاخص های ارزیابی اقتصادی حاکی از آن است که در شرایط عدم پرداخت یارانه از طرف دولت بهره گیری از انرژی خورشید برای تولید برق، صرفه اقتصادی نداشته که در چنین شرایطی پرداخت یارانه برای دستیابی به ارزش خالص مثبت، تنها راه حل است.
    کلیدواژگان: برق، انرژی خورشیدی، ارزیابی اقتصادی، فتوولتائیک، توسعه پایدار
  • حسین عالم، محمود فلاحی *، صبا نحاس فرمانیه صفحات 19-29
    منابع انرژی فسیلی پایان پذیر است و استفاده از آن ها باعث آلودگی های زیست محیطی فراوانی می گردد. لذا به منابع انرژی پاک و جایگزین نیاز است. پمپ های زمین گرمایی حلقه بسته از این گونه انرژی ها محسوب می شوند، اما تاکنون مطالعه ی کاربردی در جهت استفاده از این سامانه در مقیاس کل ایران انجام نشده است. استفاده از روش های معمول در جهت کسب اطلاعات دقیق از شرایط محلی زمین برای نصب، نیازمند تجهیزات آزمایشگاهی و انجام آزمایش های پرهزینه زمین شناختی در مقیاس محلی است. در نتیجه، بهترین روش از نظر بهره وری اقتصادی در مقیاس کل ایران ، تلفیق لایه های اطلاعاتی پایه در سیستم اطلاعات جغرافیایی در یک فاز شناسایی مکانی، در قالب تهیه ی نقشه ی پایه ی پراکنش مکانی مناطق مستعد نصب پمپ های زمین گرمایی حلقه بسته می باشد. این نقشه در جهت تعیین و بررسی شرایط پایه، شامل سطوح هدایت گرمایی سنگ بستر، مهندسی خاک، مشخصه های اقلیمی و شرایط محیطی زمین نصب و کاربری زمین، و تلفیق آنها در سیستم اطلاعات جغرافیایی ایجاد شده است. این نقشه موجب مدیریت بهتر در مکان یابی مناطق مستعد، کاهش هزینه های طراحی و نصب اقتصادی پمپ های زمین گرمایی حلقه بسته می گردد.
    کلیدواژگان: پمپ حرارتی زمین گرمایی حلقه بسته، سیستم اطلاعات جغرافیایی، مکان یابی
  • مصطفی زمانی محی آبادی *، سید حسین احمدی صفحات 30-38
    با توجه به آفتاب خیز بودن کشورمان، دسترسی هرچه سریع تر به فناوری استفاده از انرژی خورشیدی بسیار با ارزش می باشد. در این مقاله پارامترهای موثر در طراحی یک سیستم برق خورشیدی از نوع فتوولتائیک آورده شده است و همچنین تمامی مراحل طراحی و ساخت یک سیستم نمونه، در ایستگاه راه آهن بین شهری با مصرف روزانه 5 کیلووات ساعت انرژی که دسترسی به برق شبکه سراسری را به دلایل هزینه های بالا و سرقت کابل ها و دوری از شبکه اصلی را ندارد، آورده شده است. از آنجایی که فناوری فتوولتائیک روزانه در حال پیشرفت سریع و بهینه شدن می باشد در این مقاله سعی شده است تمامی پارامترهای موثر در بهبود این سیستم ها مورد بازبینی قرار گیرد.
    کلیدواژگان: انرژی خورشیدی، سیستم برق فتوولتائیک، پنل خورشیدی، شارژکنترلر، ایستگاه راه آهن
  • فریبرز جهانشاه، سیدعلی هاشمی، فرهاد جهانشاه * صفحات 39-48
    راندمان الکتریکی ماژول های فتوولتایی و عملکرد آنها با خارج کردن گرما از سیستم بهبود می یابد. این موضوع باعث تولید کلکتورهای ترکیبی فتوولتاییک/حرارتی شده است. در این مقاله به بررسی سیستم های مختلف خورشیدی ترکیبی پرداخته و عملکرد آنها با یکدیگر مقایسه شده است. شش مدل از کلکتورهای طراحی شده با هم مقایسه و برای هر سیستم، نوع مسیرهای جریان سیال خنک کننده معرفی شده است. بررسی طرح های مختلف و تعیین مزایا و معایب آنها در این مقاله نشان می دهد که جنس پوشش جاذب، تعداد گذرها، خلاء میان صفحات جاذب و سلول های خورشیدی از عوامل موثر در بهبود راندمان سیستم های ترکیبی می باشند. روش های مختلفی برای خنک کردن کلکتورهای ترکیبی بیان شده است. مقایسه این روش ها نشان می دهد که بهترین مدل، طراحی حلزونی با راندمان حرارتی 12/50% و راندمان الکتریکی 98/11% است. استفاده از شیشه شفاف در سلول های خورشیدی ترکیبی، راندمان حرارتی بالاتری نسبت به استفاده از شیشه های مات دارد ولی راندمان الکتریکی به دلیل وجود نور زیاد کاهش می-یابد، راندمان کلکتورهای ترکیبی با پوشش شفاف به میزان 36/13% و با پوشش مات، 92/11% افزایش می یابد. فاصله بین پوشش مواد و سلول فتوولتایی باید به حداقل برسد تا از خواص عایق در هوا جلوگیری کند. این فاصله باید به اندازه 15 تا 40 میلیمتر باشد.
    کلیدواژگان: فتوولتاییک، طبقه بندی، صفحه های جاذب خورشیدی، کلکتور ترکیبی، سلول خورشیدی
  • حسین دلاوری امرئی *، جعفر شهریور قوزوللو صفحات 49-56
    اصلاح طیفی (تبدیل طیفی) نور، نوعی از تکنیک مدیریت فوتون ها به منظور افزایش بازده سلول های خورشیدی می باشد. روش های متفاوتی جهت تغییر انرژی و طول موج فوتون ها وجود دارد که شامل: 1- تبدیل فوتون هایی با انرژی کمتر و طول موج بیشتر به فوتون هایی با انرژی بیشتر و طول موج کمتر؛ 2- تبدیل فوتون هایی با انرژی بیشتر و طول موج کمتر به فوتون هایی با انرژی کمتر و طول موج بیشتر. روش دوم به یکی از دو مکانیسم تبدیل کاهشی (DC) و فوتولومینسانس قابل انجام می-باشد. استفاده از لایه تبدیل کننده کاهشی لومینسانس (LDS) راهکاری برای عملی کردن استفاده از روش دوم و بهبود پاسخ طیفی ضعیف سلول های خورشیدی در طول موج های کوتاه نور می باشد. لایه LDS قادر است تا فوتون های در محدوده nm 500-300 را جذب کرده و آن را در طول موج بالاتر که در آن سیستم فتوولتائیک پاسخ بهتری نشان می دهد، بازنشر کند. این مقاله مروری کوتاهی بر انواع تکنیک های اصلاح طیفی، مواد مورد استفاده در ساخت لایه LDS (اعم از مواد میزبان و تبدیل کننده طیفی) و تاثیر آن بر بازدهی سلول های خورشیدی مختلف می باشد. همچنین مسیر حرکت فوتون ها در یک لایه LDS مورد بررسی قرار گرفته است.
    کلیدواژگان: اصلاح طیفی، تبدیل کاهشی لومینسانس، سلول خورشیدی، بازده
  • منا فرهادیان *، مجتبی نوراللهی صفحات 57-66
    انرژی از موارد ضروری برای توسعه اقتصادی، اجتماعی و ارتقای کیفیت زندگی است. امروزه با افزایش رفاه، نیاز به انرژی در حال افزایش بسیار سریع است و این در حالی است که منابع انرژی محدود است. بشر در آینده نه چندان دور با دو بحران بزرگ روبرو خواهد بود یکی آلودگی محیط زیست و تغییرات اقلیمی در اثر احتراق سوخت فسیلی و دیگری شتاب فزاینده در جهت به پایان بردن این منابع است. آنچه حائز اهمیت است وجود سیاست های راهبردی در سرتاسر جهان و گسترش پژوهش های کاربردی در موسسات علمی و پژوهشگاه های معتبر است که انرژی های تجدید پذیر را به عنوان یکی از روش های مقابله با آلودگی های زیست محیطی و نیز جبران محدودیت های سوخت های فسیلی معرفی می نماید. در این پژوهش ابتدا به بررسی پتانسیل بهره گیری از انرژی خورشیدی در ایران و ایلام و پارامترهای انتخاب سیستم خورشیدی فتوولتائیک در ساختمان پرداخته شده؛ سپس به مقایسه اثرات یک ساله مصرف انرژی، صرفه ی اقتصادی، اجتماعی، زیست محیطی قبل و بعد از نصب سیستم خورشیدی فتوولتائیک در ساختمان اداری شرکت توزیع برق استان ایلام پرداختیم، آنچه برآورد گردید با نصب 10 کیلووات پنل خورشیدی در یک ساختمان اداری باعث کاهش سالیانه بیش از 11.477 تن گاز دی اکسید کربن به محیط زیست گردیده که معادل کاشت 521.68 اصله درخت هست و می توان در حدود 40989.95 لیتر معادل نفت خام صرفه جوئی نمود.
    کلیدواژگان: آلودگی محیط زیست، تغییرات اقلیمی، انرژی تجدید پذیر، سیستم خورشیدی فتوولتائیک، ساختمان اداری
  • محمدتقی قره خانی * صفحات 67-75
    هدف از این پروژه ساخت یک نمونه خشک کن خورشیدی با جابجایی طبیعی و بررسی عملکرد حرارتی آن با توجه به میزان تابش خورشیدی در شرایط مختلف آب و هوایی، تغییر سطح، تغییر زاویه کلکتور و چرخش کلکتور هست. در این نمونه امکان چرخش دستگاه به اندازه 360 درجه به صورت دستی به کمک چرخ ها وجود دارد. به منظور افزایش راندمان حرارتی خشک کن خورشیدی با توجه به تغییرات آب و هوایی و تغییر فصول، امکان تغییر زاویه کلکتور به کمک تغییر ارتفاع پایه ها و لولا بین جعبه کلکتور و جعبه مواد غذایی ایجادشده است؛ و این در حالی است که در نمونه های ساخته شده گذشته این قابلیت دیده نمی شود. در این تحقیق زاویه بهینه قرارگیری کلکتور رو به جنوب در محدوده زوایای 60 الی 70 درجه به دست آمد. با استفاده از معادلات انرژی دیده شد که افزایش سطح باعث افزایش میزان انرژی جذب شده کلکتور می گردد. این افزایش به صورت تجربی نیز مشاهده گردید؛ اما مقدار پیش بینی شده توسط معادلات انرژی با مقادیر تجربی کمی اختلاف دارد که این امر ناشی از اثرپذیری مقدار دمای خروجی سیال عامل و ضریب اتلاف حرارتی از سطح مقطع است.
    کلیدواژگان: انرژی خورشیدی، خشک کن خورشیدی، کلکتور، جابجایی طبیعی
  • صادق رسول اهری * صفحات 76-81
    بشر از دیرباز با بکارگیری انرژی های فراوان و در دسترس طبیعت، در پی گشودن دریچهای تازه به روی خویش بود تا از این رهگذار، بتواند افزون بر آسانتر کردن کارها، فعالیتهای خود را با کمترین هزینه و بالاترین سرعت به انجام رساند و گامی برای آسایش بیشتر بردارد. با توجه به کاهش منابع انرژی تجدیدناپذیر مانند سوختهای فسیلی، بحران انرژی یکی از مسائل مهم در دنیای امروز می باشد. همچنین استفاده از این منابع، آلودگی های زیست محیطی بسیاری به همراه دارد که منجر به بروز پدیده گرمای جهانی میشود. از این رو تمایل به استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر مورد توجه قرار گرفته شده است و تبدیل مستقیم پرتوهای خورشید به الکتریسیته بوسیله تجهیزاتی به نام فتوولتائیک از موارد استفاده انرژی خورشید می باشد.
    در اینجا انرژی خورشید و ساخت سلول ها بر پایه ویفرهای سیلیکونی و لایه های نیمه هادی در ساخت سلول های خورشیدی مورد بررسی قرار گرفته شده است، همچنین سلولهای خورشیدی به عنوان دستگاه های فوتوولتائیک تبدیل کننده نورخورشید به جریان الکتریسیته و مخصوصا سلول های خورشیدی پلیمری و مکانیسم عملکرد آن ها به عنوان یکی از مهمترین منابع انرژی تجدیدپذیر مورد بررسی واقع شده است.
    کلیدواژگان: انرژی تجدید پذیر، سلولهای خورشیدی، پدیده ی فوتوولتائیک، سلول های خورشیدی پلیمری
  • محسن محمدی خیاره *، علی کارشناسان صفحات 82-90
    در این مقاله با استفاده از رویکرد رگرسیون آستانه ای، تاثیر قیمت های انرژی بر توسعه انرژی های تجدیدپذیر در رژیم های مختلف نرخ رشد اقتصادی ایران بررسی می شود. داده های تجربی از سایت بانک مرکزی ایران در دوره (93-1360) جمع آوری شده است. نتایج نشان داد که در رابطه رگرسیون یک آستانه وجود دارد که برابر با 7.74% در داد های نرخ رشد تولیدناخالص داخلی سالانه است. بر اساس مقدار آستانه ی بدست آمده، مشاهدات به دو رژیم دارای رشد اقتصادی پایین (رشد اقتصادی کمتر از 7.74%) و دارای رشد اقتصادی بالا (رشد اقتصادی بیشتر از 7.74%) تقسیم شدند. یافته ها نشان می دهند که بین شاخص قیمت مصرف کننده و سهم انرژی های تجدیدپذیر در کشور در زمان رشد اقتصادی بالا رابطه ی منفی و معناداری وجود دارد. که دلیل آن می تواند رشدهای ناپایدار و مقطعی اقتصاد باشد و نیز عدم مدیریت صحیح منابع ناشی از افزایش درآمدهای ناشی از قیمت های انرژی و نیز یارانه ای بودن انرژی و همچنین عدم تمایل بخش خصوصی برای استفاده از انرژی های تجدیدپذیر با وجود انرژی ارزان فسیلی است. همچنین، در ایران در زمانهای رشد اقتصادی پایین رابطه ی منفی بین رشد اقتصادی و سهم انرژی های تجدیدپذیر وجود دارد.
    کلیدواژگان: اثر آستانه ای، رشد اقتصادی، انرژی تجدیدپذیر، ایران
  • سپیده راستی *، محسن روشن صفحات 91-100
    با توجه به افزایش مصرف روز افزون انرژی و استفاده ی بدون حد و مرز از سوخت های فسیلی نگرانی های زیادی برای تامین منابع انرژی که مهم ترین عامل زیستی زمین برای بقا در آینده می باشد، ایجاد نموده است. جهت گیری صحیح ساختمانها و درصد بهینه بازشوها، با توجه به اقلیم منطقه جغرافیایی، نحوه تابش خورشید در فصول گرم و سرد سال، زمان طلوع و غروب خورشید، ضرورت گرم کردن ساختمان در زمستان و یا تامین انرژی سرمایشی در تابستان و روشنایی مطلوب در ساعات روز، می تواند مصرف انرژی را کاهش دهد. در این مقاله یک ساختمان دو طبقه در شهر انزلی با توجه به اقلیم جغرافیایی در نرم افزار دیزاین بیلدر ورژن 5.0.3.007 شبیه سازی شده است و درآن به بررسی جهت گیری بهینه و درصد پنجره ها به دیوار پرداخته شده است. با قرار دادن ساختمان در زاویه صفر و چرخش های 10 درجه ای ساعتگرد در هر تحلیل تا 360 درجه چرخش و در زمینه بررسی سطح بهینه پنجره به نمای ساختمان از صفر درصد تا 100 درصد نسبت بازشوها به نما، نتایج مصرف انرژی گرمایشی و سرمایشی و روشنایی ثبت گردیده است. تحلیل این نرم افزار نشان دهنده مطلوبیت سطح پنجره 50 درصد در نمای شمال و 60 درصد در نمای جنوب می باشد و در بررسی جهت گیری ساختمان برای کاهش مصرف انرژی، با توجه به نمودار کل انرژی که برآیند انرژی گرمایش،سرمایش و روشنایی می باشد، نشان دهنده بهینه ترین جهت ساختمان به سمت شمال می باشد.
    کلیدواژگان: کاهش مصرف انرژی در ساختمان، جهت گیری ساختمان، درصد بهینه پنجره به دیوار، نرم افزار شبیه ساز دیزاین بیلدر، شهر انزلی