فهرست مطالب

انرژی ایران - پیاپی 66 (تابستان 1397)
  • پیاپی 66 (تابستان 1397)
  • تاریخ انتشار: 1397/04/10
  • تعداد عناوین: 7
|
  • محسن محمدی*، حامد مضطرزاده صفحات 5-31
    مبحث نوزده مقررات ملی ساختمان یکی از راهکارهای مهم معماری نوین ایران است که می تواند به وسیله محاسبه و مشخص نمودن مصالح ساختمان در اقلیم گرم و خشک به آسایش حرارتی کمک کند. برای اینکه تاثیر این مبحث در آسایش حرارتی کشف و مشخص شود، در این پژوهش از طریق روش کمی وPMV به بررسی تاثیر مبحث نوزده ساختمان بر دمای زمستانه در راستای ارتقاء آسایش حرارتی پرداخته شده است. جهت بررسی عملکرد مبحث 19 در اقلیم نیمه گرم و خشک شیراز میزان دما، رطوبت و باد با کمک دستگاه دیتالاگر (data logger TA120) در بازه زمانی 9 صبح تا 16 بعد از ظهر اندازه گیری و سپس با کمک فرمول فنگر میزان PMV و سپس نارضایتی حرارتیPPD بدست آمد. نتایج میزان آسایش حرارتی براساس رعایت مبحث نوزده مقررات ملی ساختمان نشان داد که میزان آسایش حرارتی با نوع مصالح به دلیل میزان تشعشعی که از خود ساطع می کند ارتباط مستقیم دارد، و همچنین نوع مصالح و عایق حرارتی سبب شده که متوسط دمای آسایش حرارتی در ساختمان بین 34/1- و 19/0+ درجه سانتیگراد در فصل زمستان قرار گیرد و میزان نارضایتی افراد از ساعت 13 بعد از ظهر تا ساعت 16 بعد از ظهر در محدوده مطلوب قرار دارد.
    کلیدواژگان: آسایش حرارتی، مبحث نوزده مقررات ملی ساختمان، مصالح
  • محمد تقی فیض بخش*، پریسا علیزاده، فاطمه شیخ صفحات 33-50
    در سال های اخیر ارزیابی انرژی ورودی و خروجی و پتانسیل گرمایش جهانی در بخش کشاورزی جایگاه ویژه ای پیدا کرده است. جهت انجام این بررسی به ترتیب 95 و 83 مزرعه گندم و جو دیم انتخاب گردید و اطلاعات مربوط به ماشین آلات، نهاده های ورودی شامل بذر، کود، سوخت و سموم به وسیله ی پرسشنامه جمع آوری شد. میزان مصرف سوخت، انرژی ورودی و خروجی، شاخص های ارزیابی انرژی و پتانسیل گرمایش جهانی ناشی از انتشارگازهای گلخانه ای برحسب معادل دی اکسید کربن محاسبه شد. نتایج نشان داد بیش ترین انرژی ورودی مستقیم در مزارع گندم و جو دیم به ترتیب 8/38 و 8/46 درصد مربوط به مصرف سوخت و در بخش انرژی ورودی غیرمستقیم بیش ترین مقدار 3/31 و 1/19 درصد به ترتیب برای مزارع گندم و جو دیم مربوط به کود نیتروژن بدست آمد. نسبت انرژی خروجی به ورودی درگندم و جو دیم به ترتیب 01/5 و 3/5 محاسبه شد. هم چنین میزان پتانسیل گرمایش جهانی درمزارع گندم و جو دیم به ترتیب 5/943 و 1/739 به دست آمد. با توجه به نتایج استفاده از ماشین آلات و ادوات کارآمدتر که باعث کاهش مصرف سوخت می شود و نیز رعایت تناوب زراعی مناسب و استفاده از کودهای آلی می تواند باعث کاهش انرژی مصرفی، افزایش بازده انرژی و نیز کاهش پتانسیل گرمایش جهانی درمزارع گندم و جو دیم شود.
    کلیدواژگان: انرژی ویژه، انرژی غیرمستقیم، سوخت، عملیات زراعی
  • جلال الدین شایگان*، رامین روشندل، مرضیه باقری صفحات 51-74
    فرآیند تولید و فراورش محصولات نفتی 10% از کل انرژی تولیدی توسط منابع فسیلی را مصرف می کند. نفت استخراجی از میدان های بهره برداری جهت پیشگیری از چالش های عملیاتی در واحدهای پایین دست برای نمک زدایی و آب گیری به واحدهای نمک زدایی نفت خام ارسال می شود. یکی از مراحل مهم در این واحد، مرحله پیش گرمایش است که به وسیله هیترها با سوخت گاز طبیعی تولیدی همان واحد، انجام شده و نقش حیاتی در عملیات نمک زدایی نفت خام دارد. ایران جز مناطق با پتانسیل مناسب بهره برداری از سیستم های خورشیدی شناخته شده است و با بررسی فناوری های حرارتی خورشیدی مشخص شد که متمرکز کننده های خطی فرنل خورشیدی  عملکرد مناسبی به عنوان یک سیستم کمکی برای هیتر های پیش گرم کن متداول داشته و منجر به کاهش سالانه 1/5 میلیون مترمکعب مصرف گاز طبیعی واحد نمک زدایی موردمطالعه می شود و می توان از گاز صرفه جویی شده به عنوان خوراک واحدهای پتروشیمی استفاده کرد. بررسی هزینه فایده سیستم پیشنهادی نشان می دهد زمان بازگشت سرمایه  فرنل های خورشیدی طراحی شده با توجه به شرایط و پتانسیل تابش خورشیدی در محل واحد موردمطالعه، کمی بیش از یک سال است و سرمایه گذاری صورت گرفته علاوه برداشتن توجیه اقتصادی، باعث کاهش مصرف سوخت وکاهش انتشار کربن دی اکسید ناشی از احتراق گاز می شود. همچنین ایجاد سهم 27% برای انرژی خورشیدی در تامین انرژی حرارتی موردنیاز واحد، حرکتی در راستای تحقق اهداف توسعه پایدار در بالادست صنایع نفت را به وجود می آورد.
    کلیدواژگان: طراحی سیستم کمکی خورشیدی، فرنل خورشیدی، مبدل های غیرمستقیم حمام آب گرم، نمک زدایی نفت خام، هزینه- فایده
  • امید دیمی، سیدعلیرضا ذوالفقاری*، مجید ملک جعفریان صفحات 75-97
    استفاده از سیستم های تهویه انفرادی به ویژه در ساختمان ها از موضوعات جدیدی است که امروزه به دلیل کارایی مناسب آن ها در کاهش مصرف انرژی و ایجاد شرایط بهتر آسایش حرارتی، به آن پرداخته می شود. در تحقیق حاضر، میزان مصرف انرژی یک سیستم سرمایش انفرادی مستقر در یک اتاق، با در نظر گرفتن قید آسایش حرارتی مورد ارزیابی قرار گرفته و با سیستم سرمایش غیر انفرادی مقایسه شده است. ابعاد این اتاق 7/2×3×4 متر مکعب و شامل یک دریچه خروجی هوا و دو ورودی هوای تهویه انفرادی، میز، صندلی و مدلی تقریبی از یک انسان می باشد. برای انجام محاسبات و حل معادلات حاکم از حلگر عددی OpenFOAM استفاده شده است. نتایج حاکی از آن است که در وضعیت استفاده از سیستم سرمایش انفرادی، دامنه تغییرات شاخص احساس حرارتی میانگین افراد (PMV) در محل حضور فرد بسیار بیشتر از وضعیت سرمایش غیر انفرادی است. پارامتر نارضایتی حرارتی موضعی ناشی از کوران نیز برای سیستم سرمایش انفرادی در محدوده مجاز (کمتر از 20%) قرار گرفته است (به جز در سرعت m/s 2 به ازای دمای °C1/21). نتیجه مهم دیگر این است که میزان مصرف انرژی سیستم سرمایش انفرادی بسیار کمتر از سیستم سرمایش غیر انفرادی می باشد، به طوری که صرفه جویی در انرژی در حدود 50 درصد حاصل گردید. در وضعیت سرمایش انفرادی، شرایط مطلوب آسایش حرارتی و مصرف انرژی کمینه از بین حالت های مورد بررسی تنها در سرعت m/s 1 به ازای دمای °C 5/20 به دست آمد
    کلیدواژگان: سیستم سرمایش انفرادی، آسایش حرارتی، احساس حرارتی میانگین افراد، نارضایتی حرارتی موضعی، مصرف انرژی
  • مریم کرمی*، شهرام دلفانی، محمد علی اخوان بهابادی صفحات 99-109
    در این تحقیق، کارایی کلکتور خورشیدی جذب مستقیم با استفاده از نانولوله های کربنی در مخلوطی از آب و اتیلن گلیکول به عنوان سیال پایه، به صورت تجربی بررسی و با کارایی کلکتور خورشیدی صفحه تخت مقایسه شده است. نتایج حاصل نشان داد کارایی بیشینه کلکتور جذب مستقیم در دبی ورودی 72 لیتر برساعت، با سیال پایه و سطح پایین جاذب، حدود 7/4% و با استفاده از نانوسیال نانولوله کربنی، حدود 23% بالاتر از کلکتور متداول است. براساس نتایج فوق، عملکرد کلکتور جذب مستقیم نانوسیال بنیان با هدف کاربری در آبگرمکن های خانگی، تحت شرایط کارکردی مشابه، بهتر از نوع متداول بوده و در صورتی که بتوان از نانوسیال پایدار به عنوان سیال عامل کلکتور جذب مستقیم بهره برد، می توان به کارایی بالاتری در تبدیل انرژی خورشیدی به انرژی مفید دست یافت.
    کلیدواژگان: کلکتور خورشیدی، جذب مستقیم، نانوسیال، نانولوله کربنی
  • مینو غلامی جورشری*، محمدرضا اشرف خراسانی، ایثار دشتی، سعید اصغری، هادی گورابی، سعید گلشاه صفحات 111-120
    در تحقیق حاضر، عملکرد یک استک پیل سوختی پلیمری پس از 900 ساعت کار مورد ارزیابی قرار گرفته است. در این تحقیق ضمن تشخیص افت ولتاژ این استک، دلایل این افت بررسی گردیده است. مهمترین دلیل افت ولتاژ این استک، افت تدریجی کیفیت مجموعه غشاء الکترود در طول کارکرد استک تشخیص داده شد. بررسی دقیق مجموعه غشاء الکترود مبین ایجاد ترکهای میکروسکوپی، سوراخ و پارگی در بعضی از نقاط غشاء بود. این بررسی نشان داد که علت ایجاد ترکهای میکروسکوپی، عدم یکنواختی فشار، تمرکز تنش و کشیدگی غشاء به خصوص در لبه شیارهای مربوط به شبکه توزیع جریان گاز در ناحیه مرزی سطح موثر بود. عامل دیگر پایین بودن عملکرد استک، مقاومت تماسی زیاد بین سطوح مختلف لایه های استک و از جمله غشاء بود. مهمترین عامل مقاومت تماسی بین سطوح، فاصله بیش از حد اجزا و همچنین عدم یکنواختی فاصله بین سطوح مختلف استک می باشد. برای رفع این اشکال واشرهای آب بندی گاز بازبینی و با دستگاه ضخامت سنج دقیق اندازه گیری گردیدند. در نتیجه مشخص گردیدکه میزان و تولرانس ضخامت واشرها با توجه به میزان سختی واشرها باید بهینه سازی گردند. لذا پس از اصلاح این واشرها و مقایسه و تایید عملکرد آنها به وسیله تست (Electrochemical Impedance Spectrometry)EIS و با استفاده ازصفحات حساس به فشار، بهترین میزان ضخامت برای واشر مشخص شد. نتیجه تست EIS استک با واشر آب بندی بهینه سازی شده نشان داد که با کاهش مقاومت تماسی بین لایه های مختلف استک در ناحیه سطح موثر غشاء، عملکرد استک بهبود پیدا کرده است.
    کلیدواژگان: پیل سوختی، استک 4 تایی، تست EIS، مجموعه غشاء- الکترود، واشر آببندی
  • داود منظور*، مهدی قائمی اصل، احمد نوروزی صفحات 121-144
    در ده ه های اخیر رقابتی شدن بازار برق، مقوله قیمت را به یک عنصر اساسی در تصمیم گیری های بازیگران در چهارچوب صنعت برق تبدیل نموده است و به تبع آن بخش خصوصی به عنوان سرمایه گذار اصلی در این حوزه نیازمند پیش بینی قیمت های آینده به منظور اتخاذ استراتژی مناسب و سازگار با روند کلی نظام بازار در راستای حفظ سهم خود از بازار و حفظ حاشیه سود می باشد. در چهارچوب تحلیل های اقتصادی، این هدف با ابزار مد ل های اقتصاد سنجی محقق خواهد شد که اعتبار مدل یاد شده ناظر به کمینه سازی خطای پیش بینی در تطابق الگوی پیش بینی شده با واقعیت جاری است.
    پژوهش حاضر به بررسی مقایسه ای قدرت پیش بینی مدل های مبتنی بر شبکه های عصبی مصنوعی، الگوریتم ژنتیک و مدل آریما در افق کوتاه مدت با استفاده از داده های ساعتی قیمت برق پرداخته است. نتایج پژوهش، حاکی از آن است که در افق کوتاه مدت، شبکه های عصبی مصنوعی، خطای کمتری نسبت به دو الگوی دیگر در پیش بینی داشته و الگوریتم ژنتیک در جایگاه دوم قرار دارد. همچنین، الگوهای سری زمانی دارای بیشترین خطا در پیش بینی قیمت برق، با توجه به پیش بینی های درون نمونه ای را دارا می باشد. مجموع مربعات خطا در الگوی شبکه عصبی مصنوعی در داده های آموزش، اعتبار سنجی و آزمون، به ترتیب برابر 43/1473، 63/1762 و 32/1498، در الگوریتم ژنتیک در داده های آموزش و اعتبارسنجی به ترتیب برابر 20/11318 و 98/7085 و در الگوی سری زمانی برابر 37/34644 می باشد.
    کلیدواژگان: بازار برق، پیش بینی قیمت، سری های زمانی، شبکه های عصبی، الگوریتم ژنتیک
|
  • Mohsen Mohammadi*, Hamed Moztarzadeh Pages 5-31
    Article 19 of the national building regulations is one of the important strategies of modern Iranian architecture, which can help to calculate and determine building materials in a warm and dry climate for thermal comfort. In order to discover the effect of this topic on thermal comfort. In this study, through the quantitative method and PMV, the effect of nineteenth building on winter temperature has been investigated in order to improve thermal comfort. In order to investigate the performance of chapter 19 in the semi-warm and dry climate of Shiraz, temperature, humidity and wind were measured with the help of a data logger TA120 during the period from 9 am to 16 pm, and then with the help of  Fenger formula, the PMV rate and then the thermal dissipation of PPD Was obtained. the results of thermal comfort rate according to the 19th chapter of the National Building Regulations indicated that the rate of thermal comfort with the type of materials is directly related to the amount of radiation emitted by it. also, the type of materials and thermal insulation have caused the average thermal comfort in the building to be between -1.34 and +.19 degrees Celsius in winter and the amount of dissatisfaction of people from 13 pm to 16:00 in the range is favorable.
    Keywords: Thermal comfort, Article 19 of National Building Regulations, Material, Predicted Mean Vote (PMV)
  • Mohammad Taghi Feyzbakhsh*, Parisa Alizadeh, Fatemeh Sheikh Pages 33-50
    Recently evaluation of input, output and global warming potential (GWP) has been an extension in the sciences of agricultural. For this study 95 and 83 farmers were selected for rained wheat and rained barely in the north of Gorgan, respectively. The data including (machines, seeds, fertilizers, fuel, and pesticides) were collected by questionnaire. Then fuel, input and output energy, energy evaluation indexes and global warming potential (kg CO2/ha-1) were calculated. Results showed that the most direct input energy from fuel in rained wheat and barley was 38.8 and 46.8 percent respectively fuel. Also, the highest indirect input energy in rained wheat and barley was 31.3 and 19.1 respectively that related to fertilizers. The ratio of output to input energy in rained wheat and barley were calculated 5.01 and 5.3 respectively. The GWP respectively observed in rained wheat and barley were 943.5 and 739.1 (kg CO2/ha-1). In both crops, the highest GWP was related to nitrogen fertilizer and fuel consumption. In both crops, the consumption of fuel and fertilizer constitute the high percentage of energy consumption and greenhouse gas emissions. So, the use of devices that reduce fuel consumption is recommended, also need for research and investigation on crop rotation and nitrogen fixation plants were revealed.
    Keywords: Specific Energy, Indirect Energy, Fuel, Field Operations
  • Jalal Shayegan*, Ramin Roshandel, Marziye Bagheri Pages 51-74
    Extraction and processing of oil products consume 10% of the total energy produced by fossil resource. to prevent operational problems in downstream units Oil extracted from oil fields will be sent to the desalting plant for desalination and dehydration. One of the most important steps that have a vital role in this unit is pre-heating by heaters which use natural gas produced with crude oil at the same time.   Iran is known as the area with the potential for utilization of solar systems. Investigations on  Solar thermal technologies showed that Linear Fresnel concentrator has high performance as a  solar auxiliary system for conventional heaters And leads to an annual reduction of 1.5 million cubic meters of natural gas consumption in a desalination plant. The Gas is saved can be used for feed of petrochemical plants. Investigation on the cost-benefit payback time of proposed system shows that solar Fresnel designed according to the conditions and potential of solar radiation at the site of the study is a little more than a year. Such an investment is economically justified and reduces fuel consumption and reduce carbon dioxide emissions resulting from the combustion gas. A 27% share of solar power in the supply of the thermal energy required for crude oil desalination is a step towards achieving the goals of sustainable development in the upstream oil industries.
    Keywords: Solar Assisted System Design, Water Bath Heater, Linear Fresnel Concentrator, Crude Oil Desalination, Cost -Benefit
  • Omid Deymi, Seid Alireza Zolfaghari*, Majid Malek Jafarian Pages 75-97
    The application of personalized ventilation systems, particularly in the buildings, is one of the new topics that today presented to it, because of their proper performance in reducing energy consumption and creating better thermal comfort conditions. In the current study, the energy consumption of a personalized cooling system installed in a room, considering the constraint of thermal comfort, was evaluated and compared with a non-personalized cooling system. The dimensions of the room equal to 4×3×2.7 m3 and includes a return air outlet (for both personalized and non-personalized situations), a supply air inlet in a non-personalized situation, two air inlets for personalized ventilation, table, chair and an approximate model of a human. OpenFOAM numerical solver was used for the calculation and solving the governing equations. Results indicate that in the status of the use of the personalized cooling system, Predicted Mean Vote (PMV) changes in the presence of the person is much higher than the status of the use of the non-personalized cooling system. The local thermal discomfort parameter stemming from draught is within allowed range (less than %20) for a personalized cooling system, excluding of in velocity of 2 m/s and temperature of 21.1 °C. The other important result is that the energy consumption of the personalized cooling system reported much less than the non-personalized cooling system so that energy saving was achieved in about 50 percent. In personalized cooling mode, desired conditions of thermal comfort and minimum energy consumption obtained only at the velocity of 1 m/s and temperature of 20.5 °C among the cases investigated
    Keywords: Personalized Cooling System, Thermal Comfort, Predicted Mean Vote (PMV), Local Thermal Discomfort, Energy Consumption
  • Maryam Karami*, Shahram Delfani, Mohammad Ali Akhavan Bahabadi Pages 99-109
    In this study, the efficiency of direct absorption solar collector (DASC) using carbon nanotube nanofluid in the mixture of water and ethylene glycol as the base fluid was experimentally investigated and compared with the efficiency of the flat plate solar collector (FPSC). The results show that the maximum efficiency of the DASC using the base fluid and absorptive bottom surface is about 4.7% and using carbon nanotube nanofluid is about 22% more than that of FPSC. According to the results, the performance of DASC with the application in the domestic solar water heaters, is better than FPSC at the same operating condition.
    Keywords: Solar collector, Direct absorption, Nanofluid, Carbon nanotubes
  • Minou Gholami Jourshari*, Mohammad Reza Ashraf Khorasani, Isar Dashti, Saeed Asghari, Hadi Goorabi, Saeed Golshah Pages 111-120
    In this paper we study the performance of a PEM stack fuel cell after 900 hours of operation. We tried to identify any voltage degradation and its causes. Microscopic cracks on some parts of MEA mainly due to uniformity of pressure, stress concentration and elongation of membrane in the edge of GDL has been identified as the most important cause of this gradual degradation. High contact resistance between layers of stack, including the membrane, is another cause of PEM stack degradation. All problems are solved and tested by Electrochemical Impedance Spectrometry and the best amount of thickness of the membrane is determined. The result of EIS test with optimized sealing washer shows that the stack operation was optimized with the decrease of contact resistance in the several layers of stack in the active area of membrane.
    Keywords: Fuel cell, 4 cells stack, EIS Test, MEA, Sealing washer
  • Davood Manzoor*, Mahdi Ghaemi, Asl, Ahmad Norouzi Pages 121-144
    As the electricity industry has changed and became more competitive, the electricity price forecasting has become more important. Investors need to estimate future prices in order to take proper strategy to maintain their market share and to maximize their profits. In the economic paradigm, this goal is pursued using econometric models. The validity of these models is judged by their forecasting errors. This paper is an effort to compare the forecasting power of Artificial Neural Network (ANN), Genetic Algorithm (GA) and ARIMA models for hourly electricity prices in Iran electricity market. According to the results, ANNs has the best forecasting performance followed by GA in the second place and ARIMA model in the third place.
    Keywords: Iran electricity market, Price forecasting, Time series, Neural Networks, Genetic Algorithm