فهرست مطالب

انرژی ایران - سال بیستم شماره 4 (پیاپی 77، زمستان 1396)

نشریه انرژی ایران
سال بیستم شماره 4 (پیاپی 77، زمستان 1396)

  • تاریخ انتشار: 1396/12/10
  • تعداد عناوین: 7
|
  • روح الله موسوی*، فرشاد غیبی صفحات 5-25
    هدف از این تحقیق بررسی وضعیت آسایش حرارتی ساختمانی اداری با نمای تمام شیشه ای در اقلیم گرم و خشک در قسمت جنوب و جمع بندی معایب ساختمان در برابر اتلاف حرارت و در نهایت ارائه یک طرح ایده آل با راهکار مناسب می باشد. برای رسیدن به هدف ابتدا عوامل موثر بر اتلاف انرژی ساختمان مذکور مورد بررسی و بعد از آن تست درجه حرارت به صورت برداشت تجربی به وسیله دماسنج انجام گرفت و سپس به وسیله شبیه سازی با نرم افزار انرژی پلاس به تحلیل و بررسی وضعیت انرژی در ساختمان پرداخته شد. نتایج نشان می دهند که عامل اصلی اتلاف حرارت ساختمان، جبهه جنوبی ساختمان که دارای نمای شیشه ای در برابر تابش مستقیم آفتاب می باشد است. لذا پس از بررسی، مطالعات و شبیه سازی های انجام شده نشان داد که پوسته ی نمای چنین ساختمان هایی به داشتن مشکلاتی از قبیل آسایش حرارتی، تهویه طبیعی و خیرگی شناخته می شوند. بنابراین پس از بررسی راه حل های مختلف، چرخش 180 درجه ای ساختمان مد نظر قرار گرفت بطوریکه نمای شیشه ای سمت جنوب که دارای وضعیت نامطلوبیست به سمت شمال که فاقد تابش خورشید است، انتقال داده شود. نتایج حاصل از این پژوهش نشان می دهد که در اقلیم گرم و خشک جهت جلوگیری از برافروختگی ساختمان نباید در جبهه جنوب از نمای شفاف با درصد بالا استفاده گردد. در نتیجه بار دیگر شبیه سازی ساختمان مذکور بعد از چرخش 180 درجه انجام گردید که نتایج شبیه سازی ساختمان بعد از چرخش نشان داد که اتلاف حرارت در جبهه جنوبی ساختمان که عامل اصلی اتلاف حرارت بود به حد معمول رسیده است.
    کلیدواژگان: برافروختگی، نمای شیشه ای، مصرف انرژی، ساختمان های اداری، اقلیم گرم و خشک، تجربی، شبیه سازی عددی
  • شعیب خانمحمدی*، صابر خانمحمدی صفحات 27-47
    نیاز به پیش بینی و الگویابی مصرف گاز بخصوص در فصول سرد سال جهت مدیریت مصرف و سیاست گذاری و برنامه ریزی امری ضروری می باشد. در بخش مصارف مسکونی و تجاری که بخش عمده ای از مصرف گاز در کشور را به خود اختصاص می دهد، تاثیرات متغیر های هواشناسی بیشترین اثر را بر مصرف دارند. در این تحقیق چهار متغیر متوسط دمای روزانه، متوسط رطوبت نسبی روزانه ، ساعات آفتابی در روز و متوسط سرعت باد برای پیش بینی مصرف در بازه زمانی کوتاه مدت استفاده شده است. نتایج برای سه شهر ایلام، ایوان و مهران به شکل معادلات چند جمله ای درجه دوم و بر حسب متغیر های فوق بدست آمده است. نتایج نشان مید هد که سه مدل بدست آمده بر مبنای میانگین ریشه مربعات خطای نرمال شده به ترتیب دارای مقدار 21/0، 112/0 و 123/0 و همچنین ضریب تعیین به ترتیب 8356/0، 8706/0 و می باشند که مقدار مطلوبی می باشد.
    کلیدواژگان: داده های هواشناسی، پیش بینی، گروه بندی داده های عددی، مصرف گاز طبیعی
  • فرهاد امیری*، محمدحسن مرادی صفحات 49-78
    با افزایش تعداد ریزشبکه ها بر میزان پیچیدگی و غیرخطی بودن سیستم قدرت افزوده شده است و کنترل کننده های مرسوم کارایی مناسبی در بازه وسیعی از نقاط کار نشان نمی دهند. در این مقاله از کنترلر تناسبی-انتگرالی-مشتق گیر مرتبه کسری بهینه شده با الگوریتم ترکیبی گرگ خاکستری-جستجوی الگو برای کنترل فرکانس هر یک از مناطق ریزشبکه و نیز کنترل توان بین مناطق متصل به هم استفاده شده است به طوری که عدم قطعیت پارامترهای ریزشبکه ها در نظر گرفته شده است. کنترل کننده پیشنهادی در حلقه ثانویه هر یک ریزشبکه ها قرار داده شده است، عملکرد مناسب و مقاوم در برابر عدم قطعیت پارامترهای ریزشبکه‎ها در شبیه سازها نشان داده شده است. و کنترل کننده پیشنهادی با کنترل کننده مرتبه کسری که پارامترهای توسط الگوریتم گرگ خاکستری و هم چنین کنترل کننده PID مرسوم مقایسه شده است و عملکرد مناسب کنترل کننده پیشنهادی از نظرکاهش زمان نشست، کاهش فراجهش و فروجهش در مقایسه با سایر کنترل کنندها به اثبات رسیده است.
    کلیدواژگان: الگوریتم ترکیبی گرگ خاکستری-جستجوی الگو، ریزشبکه، کنترل بار-فرکانس، کنترل PIDمرتبه کسری
  • ابوالفضل کاظمی*، باقر دوستی صفحات 79-100
    بهای تمام شده تولید سیمان در سطح جهان وابستگی زیادی به سطح دستمزدها ، بهای انرژی و در دسترس بودن مواد اولیه دارد. با بررسی صورتهای مالی شرکتهای حاضر در بورس ، هزینه های تولید ، از جمله سهم بهای انرژی از کل هزینه ها را می توان قریب به 27% برآورد کرد، که این امر اهمیت بهینه سازی مصرف انرژی و مدیریت صحیح مصرف آن را آشکار می نماید. در این راستا ایجاد مدلهای ریاضی و یافتن نقاط بهینه مصرف بر اساس عوامل تاثیرگذار اهمیت بسزایی می یابد، با توجه به ثبت اطلاعات کارکرد تجهیزات و مصارف انرژی و وجود پایگاه داده مربوطه، استفاده از تکنیکهای داده کاوی برای ایجاد مدل مصرف انرژی میسر می گردد. در این مقاله با استفاده از خوشه بندی به عنوان یکی از تکنیک های داده کاوی، به ایجاد یک مدل توصیفی پرداخته شده که از طریق آن به یافتن روش بهینه کارکرد دپارتمان کوره، جهت بهینه سازی مصرف انرژی، اقدام شده است. با اجرای راهبرد بدست آمده از مدل توصیفی، قریب به 5 درصد در متوسط انرژی الکتریکی به ازای تن محصول (Kwh/ton) و متوسط انرژی حرارتی (kcal/kgcli) به میزان 57/4 درصد بصورت تواما" کاهش خواهیم داشت.
    کلیدواژگان: داده کاوی، خوشه بندی، بهینه سازی مصرف انرژی، سیمان
  • محمدرضا نظری*، سبحان فارسی صفحات 101-112
    باد یکی از پاک ترین و ارزان ترین انرژی های تجدیدپذیر است. یکی از فناوری های تولید انرژی باد، استفاده از توربین های بادی کوچک نصب شده در مناطق شهری است. هرچند نصب این توربین ها در مناطق شهری با مشکلاتی از قبیل سرعت کم باد و اغتشاشات همراه است اما اگر در مکان نامناسب نصب شوند، تولید برق آن ها نیز صفر می شود. در مقاله حاضر برای استفاده از انرژی باد و نصب توربین بادی بر روی ساختمان شماره 2 دانشکده فنی و مهندسی دانشگاه یزد جریان باد شبیه سازی شده است. با استفاده از اطلاعات هواشناسی میانگین سرعت باد طی پنج سال 534/2 متربرثانیه به دست آمده است. پارامترهای سرعت و اغتشاش در ارتفاعات مختلف بررسی شده اند و ارتفاع 22متری (7متری پشت بام ساختمان) به عنوان ارتفاع مناسب و ده نقطه به عنوان نقاط مناسب مشخص شده اند. در یکی از این نقاط سرعت باد به 69/4 متربرثانیه می رسد.
    کلیدواژگان: انرژی باد، توربین باد کوچک، توربین بر روی ساختمان، دینامیک سیالات محاسباتی، پتانسیل سنجی
  • سید علیرضا ذوالفقاری*، محمد امین دشتی صفحات 113-131
    در تحقیق حاضر به ارزیابی تاثیر استفاده همزمان از میان تالار و بام سبز بر مصرف انرژی در یک مجتمع خوابگاه دانشجویی در سه اقلیم مختف ایران شامل شهر های تهران، تبریز و بندرعباس پرداخته شده است. بر این اساس، چهار طرح مختلف مبتنی بر استفاده از میان تالار و بام سبز برای یک خوابگاه دانشجویی در نظر گرفته شده است. نتایج حاکی از آن است که استفاده از میان تالار تنها در اقلیم سردسیر تبریز موجب کاهش مصرف انرژی سالانه خواهد شد. این در حالی است که میان تالار در اقلیم بندرعباس موجب می شود تا بار سالانه افزایش یابد. از سوی دیگر، نتایج نشان می دهد که تکنولوژی بام سبز در اقلیم گرمسیر بندرعباس بهترین عملکرد را دارد و حدود 8% مصرف انرژی سالانه را کاهش می دهد. این در حالی است که بام سبز در شرایط اقلیم تهران حدود 7% و در تبریز حدود 3% کاهش مصرف انرژی سالانه را در پی دارد.
    کلیدواژگان: بام سبز، میان تالار، مصرف انرژی، شرایط اقلیمی
  • داود منظور، روح الله کهن هوش نژاد* صفحات 133-152
    پیش بینی های انجام شده از دورنمای جهانی انرژی در افق های زمانی مختلف (2035، 2040 و 2050) حاکی از آن است که تقاضای انرژی اولیه افزایش خواهد یافت و سوخت های فسیلی شامل نفت، گاز طبیعی و زغال سنگ، علیرغم کاهش سهم شان در ترکیب جهانی انرژی، همچنان سهم غالب را در تقاضای انرژی اولیه خواهند داشت. براساس برخی از این پیش بینی ها، مصرف انرژی طی 30 سال آینده بیش از 50 درصد افزایش یافت که عمده این رشد متعلق به کشورهای غیر عضو سازمان همکاری های اقتصادی و توسعه OECD است. در بخش عرضه، سریع ترین رشد متعلق به گاز طبیعی و انرژی های تجدیدپذیر خواهد بود. شورای جهانی انرژی براساس سه هدف عدالت انرژی، سازگاری زیست محیطی انرژی و امنیت انرژی، اقدام به طراحی دو سناریوی جاز و سمفونی برای دورنمای 2050 انرژی جهان نموده است. سناریوی جاز بر عدالت انرژی با اولویت دسترسی آسان و ارزان همگانی به انرژی از طریق رشد اقتصادی و سناریوی سمفونی بر سازگاری انرژی و محیط زیست با محوریت سیاست ها و اقدامات هماهنگ بین المللی استوار است. افزایش مصرف انرژی در سناریوی جاز بیش از سناریوی سمفونی خواهد بود. به علاوه، رشد انرژی های تجدیدپذیر در سناریوی سمفونی حدود دو برابر سناریوی جاز برآورده شده است.
    کلیدواژگان: چشم انداز، انرژی، سناریو، جاز، سمفونی
|
  • Rouhollah Moosavi*, Farshad Gheybi Pages 5-25
    The purpose of this research is to reviews the thermal comfort condition of full glass south view official buildings in warm and dry zones and conclusion of buildings disadvantage in thermal waste and after all presenting an ideal plan with appropriate solution. To reach to that goal first of all the effective factors on wasting energy were reviewed then the temperature testing with thermometer was done and the data were analyzed by energy plus software. So, the studies method is based on statistics and experiments. The results show the main reason of energy wasting for buildings with full glass view is direct sun. After the reviews studies and simulations the conclusion is that this kind of view is known for having issues for thermal comfort, natural ventilation and glare. Specially buildings with bright shells in warm and dry zones. These issues made us to find solutions for this problem. After considering several solutions, we considered a 180° rotation of the building, in order to put the glass view on the north side of the building, which doesn’t have the sun heat. The result show that in hot and dry zones in order to prevent the building flushing, glass view with high percentage, should not be used. After the rotation simulation, the results showed the thermal waste which was the main reason of energy waste, were reached to a normal level.
    Keywords: Glass Facades, Energy Consumption, Office buildings, Hot, Dry Climate, Numericaland Experimental
  • Shoaib Khanmohammadi*, Saber Khanmohammadi Pages 27-47
    The need for prediction and patterns of gas consumption especially in the cold seasons is essential for consumption management and policy planning decision making. In residential and commercial uses which account for the bulk of gas consumption in the country the effects of meteorological variables have the highest impact on consumption.  In the present research four variables include daily average temperature , average daily relative humidity , sunny hours per day , and average wind speed  were used to predict consumption in the short term. The results for the three cities  include Ilam, Ivan and mehran have been obtained in the form of quadratic polynomial equations and according to the above variables. The results for three models based on the normalized root mean square error have are 0.21, 0.112 and 0.123. Also the rerult of coefficent of determination for three cities are 0.8356, 0.87060.7936, respectively with are favorable.
    Keywords: Meteorological data, Forecasting, Natural gas consumption, Group of Method Data Handeling (GMDH)
  • Farhad Amiri*, Mohammad Hassan Moradi Pages 49-78
    Increasing the number of microgrids has raised the complexity and nonlinearity of the power system and conventional controllers do not present acceptable efficiency in a wide range of operation points. In this study, a fractional order proportional–integral–derivative controller optimized with hybrid grey wolf-pattern search algorithm is used to control the frequency of each area of the microgrid and to control the power between the connected areas; such that the uncertainty of microgrid parameters is taken into account. The proposed controller is placed in the secondary loop of each microgrid. Suitable and robust operation against the uncertainty of microgrid parameters in simulators is demonstrated. The proposed controller iscompared with both a fractional order controller optimized with grey wolf algorithm and a PID controller, and suitable operation of the proposed controller, in terms of settling time reduction, and overshoot and undershoot reduction, is proven compared with other controllers
    Keywords: Hybrid Gray Wolf optimized-Pattern Search Algorithm, Microgrid, Load Frequency control, Fractional order pid
  • Abolfazl Kazemi*, Bagher Doosti Pages 79-100
    Cost of cement producing all over the world depends on to the level of wages, energy cost and availability of raw materials. By investigating financial statements of various companies at the stock market, the share of electrical and fuel costs are nearly 27 percent of total costs and this plays the important role in right management of energy consumption. In this regard mathematics modeling and finding optimum points based on effective factors is very important. According to data recording equipment operation and energy consumption and corresponding database, using data mining techniques to create models of energy consumption is possible. In this paper, using clustering as a data mining techniques, to create a descriptive model has been paid to finding the best way through which the Department of kiln operation, to optimize energy consumption. With the implementation of the strategy obtained from the descriptive model, nearly 5 percent on average, electrical energy per ton of product (Kwh / ton) and average thermal energy (kcal / kgcli) at the rate of 4.57 percent as both will be reduced.
    Keywords: Data mining, Clustering, Energy consumption optimization, Cement
  • Mohammad Reza Nazari*, Sobhan Farsi Pages 101-112
    Wind is one of the cleanest and cheapest renewable energies. One of the wind energy production technologies is use of small wind turbines installed in urban areas. However, installing these turbines in urban areas is associated with problems such as low wind speed and turbulence but if installed in the wrong location, their generated electricity is zero. In this study for the use of wind energy and installing the wind turbine on the building of the Faculty of Engineering, University of Yazd the flow of wind is simulated. With using meteorological data during the five-years, average wind speed was 2.534 m/s. velocity and turbulence at different heights have been investigated and the height of 22 m (7 meters from the roof of the building) is determined as appropriate height and ten points as appropriate locations. At one of this points wind speed is 4.69 m/s.
    Keywords: Wind Energy, Small wind Turbine, Building mounted wind turbine, Computational Fluid Dynamics Feasibility of wind
  • Seyed Alireza Zolfaghari*, Mohammad Amin Dashti Pages 113-131
    In the present study, the effect of simultaneous utilizing of atrium and green roof on the energy consumption of a college dormitory has been evaluated under three different climatic conditions of Iran, including Tehran, Tabriz, and Bandar Abbas. Therefore, four different construction designs on the basis of using atrium and green roof has been considerd for a college dormitory. Results indicate that only in the cold climate of Tabriz, the atrium could decrease the annular energy consumption. However, the atrium may cause to increase the annual load in Bandar Abbas. On the other hand, the results show that the green roof technology demonstrates the best performance in hot climate of Bandar Abbas with aboat 8% reduction in annual energy consumption. However, the green roof can cause the annual energy consumption to decrease about 7% and 3% in Tehran and Tabriz climatic conditions, respectively.
    Keywords: Green roof, Atrium, Energy consumption, Climatic conditions
  • Davood Manzoor, Rohollah Kohan Hooshnejad* Pages 133-152
    Differen world energy outlook with different horizons (2035, 2040 and 2050) show that demand for primary energy will increase. The energymix in 2050 will mainly be fossil based although the share of theses fuels will decrease. Accorging to some forecasts, energy consumption will increase more than 50 percent during next 30 years which most of this growth belongs to non-OECD countries. In supply side, the fastest growth will belong to natural gas and renewables. According to World Energy Council (WEC), Environmental sustainability، energy security, and energy equity are three pillars of the energy trilemma. The WEC has built two scenarios for fulfillment of these goals for world energy outlook to 2050. The more consumer-driven Jazz scenario has a focus on energy equity with priority given to achieving individual access and affordability of energy through economic growth. But more voter-driven Symphony scenario has a focus on achieving environmental sustainability through internationally coordinated policies and practices. In Jazz scenario, the growth of energy consumption is more than Symphony scenario. In addition, the growth of renewables in Symphony scenario is twice of Jazz scenario.
    Keywords: Energy, Scenarios, Outlook, Jazz, Symphony