فهرست مطالب

انرژی های تجدیدپذیر و نو - سال یازدهم شماره 1 (پیاپی 21، بهار و تابستان 1403)

نشریه انرژی های تجدیدپذیر و نو
سال یازدهم شماره 1 (پیاپی 21، بهار و تابستان 1403)

  • تاریخ انتشار: 1403/01/16
  • تعداد عناوین: 17
|
  • ابوالفضل نیکزاد، مصطفی مافی*، سامان فرامرزی صفحات 1-11
    استفاده از الکترولیز آب برای تولید هیدروژن در سال های اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفته است زیرا در این روش، آب بدون هیچ گونه آلایندگی به گاز هیدروژن و اکسیژن تجزیه می شود. در این تحقیق، یک چرخه رانکین آلی و الکترولایزر مدل سازی و تحلیل شده تا از گرمای تلف شده برای راه اندازی الکترولایزر استفاده شود. توان تولید شده ی چرخه رانکین آلی برای تولید هیدروژن در یک الکترولایزر غشاء پروتونی مصرف می گردد. مدل سازی و کدنویسی برای الکترولایزر با استفاده از نرم افزار EES انجام شده است و تحلیل های ترمودینامیکی به منظور شناخت و بررسی عملکرد مدل پیشنهادی انجام گردید. به ازای دمای اواپراتور 67 درجه سلسیوس، توان چرخه رانکین آلی و بازده حرارتی به ترتیب مقادیر 220 کیلووات و %5/8 حاصل گردید. ظرفیت تولید الکترولایزر مورد نظر در این پژوهش 27 کیلوگرم بر ساعت گاز هیدروژن با دمای 80 درجه سلسیوس و فشار 101 کیلو پاسکال به دست آمد. الکترولیز آب با استفاده از جریان برق مستقیم بین دو الکترود آند و کاتد انجام شد که توسط یک غشاء از هم جدا شده بودند. پتانسیل غشایی در مقادیر مختلف چگالی جریان برای انجام اعتبار سنجی مدل شبیه سازی شده، محاسبه و مقایسه بین آنها انجام شد.
    کلیدواژگان: کلید واژگان: الکترولایزر غشاء پروتونی، جداسازی هیدروژن، چرخه رانکین آلی، بازیابی گرمای تلف شده
  • محمدعلی ارکانی، محمد تبریزیان*، حمیدرضا شاهمیرزاد صفحات 12-23
    امروزه استفاده از سامانه های تلفیقی(هیبرید) تامین انرژی به دلیل کاهش تلفات الکتریکی و حرارتی، کنترل هر چه بهتر منابع تولید پراکنده به منظور تغذیه بهتر بارهای سیستم، کاهش انتشار آلاینده های زیست محیطی و افزایش قابلیت اطمینان تامین بار حتی در زمان بروز خطا، رو به افزایش است. در این پژوهش، روشی بهینه و اقتصادی به منظور طراحی سیستم هیبرید تامین انرژی مبتنی بر منابع CHP و منابع فتوولتاییک برای تامین همزمان برق و حرارت مورد نیاز مصرف کنندگان با در نظر گرفتن هزینه های مختلفی نظیر هزینه سرمایه گذاری اولیه، هزینه بهره برداری، هزینه سوخت، هزینه تعمیر و نگهداری و قیود فنی مختلف نظیر محدودیتهای تولید هر منبع، تبادل توان با شبکه بالادست و حفظ تعادل توان ارایه شده است. برای حل مسیله بهینه سازی حاصله از الگوریتم وراثت(ژنتیک) به خاطر توانایی مناسب آن در حل مسایل پیچیده با تعداد متغیر زیاد، استفاده شده است. نتایج بدست آمده نشان میدهد که در طراحی سیستم مورد نظر برای تامین برق و حرارت، سیستم متصل به شبکه نسبت به دو حالت دیگر هزینه بهره برداری کمتری را می طلبد و امکان تبادل توان با شبکه بالادست به دلیل خرید توان الکتریکی مورد نیاز از شبکه در صورت کمبود تولید پنل های فتوولتاییک و فروش توان به شبکه در ساعات کم باری سیستم و مازاد تولید و همچنین در ساعات پیک شبکه بالادست که قیمت برق بالاتر است، هزینه های سیستم را به طرز چشمگیری کاهش می دهد.
    کلیدواژگان: تولید همزمان برق و حرارت، سلول خورشیدی فتوولتائیک، ارزیابی فنی و اقتصادی، کاهش هزینه ها
  • سکینه صفائی مهر*، مجید رضایی بنفشه صفحات 24-35
    انرژی پاک در حال حاضر از نیازهای مهم بشر می باشد. ایران بعنوان یکی از اعضای شرکت کننده در پروتکل های بین المللی تغییر اقلیم به دنبال انرژی های پاک است. یکی از راه های تولید انرژی پاک استفاده از توربین های بادی کوچک برای انرژی مصرفی خانوارها به شکل گسترده است. بنابراین بررسی سرعت باد مورد نیاز برای استفاده در توربین های کوچک خانگی در شمال غرب ایران (استان های آذربایجان شرقی- غربی، اردبیل، زنجان) صورت گرفت. در این پروژه داده های اقلیمی سرعت باد ناسا و ایستگاه های سینوپتیک شمال غرب کشور در بازه زمانی 2010 الی2022 مطالعه شد. داده های مدل MERRA از وب سایت GIOVANNI ناسا اخذ شد و آنالیز این داده ها در برنامه GIS انجام شد. همچنین داده های سرعت باد اخذ شده از ایستگاه های سینوپتیک شمال غرب کشور از سازمان هواشناسی مورد تحلیل و بررسی قرار گرفت. با رسم جداول و نمودارها، محاسبه سرعت باد مورد نیاز توربین های بادی کوچک انجام شد. سرعت باد 5 الی 15 متر بر ثانیه و در ارتفاع 8، 10، 15، 25، 35، 40 و50 متری توسط روابط ریاضی موجود محاسبه شد و مکان های بسیار مناسب، مناسب و نامناسب برای نصب توربین های کوچک از جهت سرعت باد شناسایی شد. البته برای استفاده مناسب از توربین های کوچک به مطالعات طولانی مدت 30 تا 50 ساله نیاز است.
    کلیدواژگان: سرعت باد، داده های اقلیمی، GIS، شمال غرب ایران، توربین های کوچک و خانگی
  • محمد پژمان، سید محمد جوکار*، پیام پرواسی صفحات 36-42
    با توجه به افزایش روز افزون آلودگی های زیست محیطی و کاهش ذخایر سوخت های فسیلی، انتخاب جایگزینی مناسب برای سوخت های تجدید ناپذیر بسیار مورد توجه قرار گرفته است؛ از جمله این سوخت های جایگزین می توان به بیودیزل ها که سوخت های تجدید پذیر هستند اشاره کرد. در این پژوهش، به مدلسازی و بهینه سازی ریاضی تولید بیودیزل روغن سویا طی فرآیند ترانس استریفیکاسیون با نرم افزار متلب و الگوریتم تکامل تفاضلی پرداخته شده است. واکنش ترانس استریفیکاسیون در حضور کاتالیزور پتاسیم هیدروکسید و در یک راکتور ناپیوسته انجام شده است. با توجه به داده ها و اطلاعات آزمایشگاهی، مدلی برای بررسی همزمان غلظت کاتالیزور در محدوده (wt% 1-4/0)، نسبت مولی متانول به روغن در محدوده (12-5) و دما در محدوده (°C65-°C25) طراحی شده است. همچنین پارامترهای سینتیکی مجهول در مدل توسعه داده شده محاسبه شد. مقایسه نتایج مدل و داده های تجربی نشان داد که مدل پیشنهادی از دقت مناسبی برخوردار است. نتایج مدلسازی نشان داد بین بازده بیودیزل و پارامترهای موثر (دما، نسبت مولی روغن به الکل و غلظت کاتالیست) رابطه وجود دارد. با افزایش دما و نسبت مولی روغن به الکل و کاهش غلظت کاتالیست بازده بیودیزل افزایش می یابد. در انتها از مدل برای یافتن شرایط بهینه واکنش ترانس استریفیکاسیون جهت به حداکثر رساندن بازده بیودیزل استفاده شد. در شرایط بهینه ی غلظت کاتالیزور wt% 4501/0، نسبت مولی متانول به روغن 15 و دمای °C70 مقدار بازده تولید بیودیزل به % 87/96 رسید.
    کلیدواژگان: بیودیزل روغن سویا، ترانس استریفیکاسیون، مدلسازی، بهینه سازی، راکتور ناپیوسته
  • مهدی قلی زاده ارات بنی*، اسمعیل ابونوری، آندیا ابونوری صفحات 43-49
    تعرفه خرید برق فتوولتاییک در گستره جغرافیایی ایران بدون توجه به شرایط اقلیمی و خورشیدی متفاوت کشور، یکسان است که منجر به کاهش انگیزه در تولید می -شود. براساس اطلس میانگین تابش سالانه خورشید (فتوولتاییک)، مرکز استان های کشور در 10 گروه طبقه بندی شده اند. گروه هدف اصلاح قیمت با استفاده از مدل-های آماری مد و میانه انتخاب شده است. شهرهای اهواز، بندرعباس، بوشهر، بجنورد، ارومیه، اردبیل، گرگان، ساری و رشت شامل گروه های کمتر برخوردار از تابش خورشیدی (پایین تر از گروه هدف)، 46 درصد از برق بخش خانگی کشور را مصرف می کنند. برای متناسب سازی مکانی بین تولید و مصرف برق با رویکرد توسعه پایدار، بجای افزایش تولید برق فسیلی و یا افزایش طول خطوط انتقال، می توان از سیاست خرید نرخ برق خورشیدی بصورت پلکانی(سیاست تبعیض قیمت) استفاده نمود. با توجه به نتایج این پژوهش، برای همسطحی با نرخ بازده داخلی گروه هدف (33.15 درصد)، می توان نرخ تضمینی جدید در استان های گیلان، مازندران، گلستان، اردبیل، خراسان شمالی، آذربایجان غربی، خوزستان، هرمزگان و بوشهر را به ترتیب به اندازه 67، 50، 36، 25، 15، 15، 7، 7و 7 درصد افزایش داد. زاهدان با نرخ بازده داخلی 36.24 و بازگشت خالص سرمایه عادی 4 ساله، مستعدترین شهر کشور ایران در ارزیابی اقتصادی برق فتوولتاییک می باشد.
    کلیدواژگان: اطلس خورشیدی، برق فتوولتائیک، نرخ تعرفه برق، نرم افزار ارزیابی اقتصادی کامفار
  • زهرا سلطانی نژاد، محسن قاسمی، مجتبی سلطانی نژاد* صفحات 50-59
    رشد جمعیت، صنعت و مصرف انرژی در سال های اخیر منجر به بروز بحران های زیست محیطی و انرژی بی سابقه ای در عمر کره ی زمین شده است. با توجه به سهم بالای ساختمان ها در مصرف انرژی، کاهش مصرف انرژی ساختمان ها و بهره مندی از منابع پاک انرژی اهمیت دارد. از این رو با شناخت روش های صرفه جویی و منابع پاک انرژی و بررسی عمل کرد آن ها می توان گام مهمی در جهت توسعه پایدار و کاهش بحران های زیست محیطی برداشت. با این هدف در تحقیق حاضر عمل کرد فنی، زیست محیطی و اقتصادی سامانه ی خورشیدی فتوولتاییک-گرمایی که برای گرمایش ساختمان یک مدرسه 24 کلاسه با شبیه سازی در نرم افزار بررسی شد. نتایج نشان داد سامانه فتوولتاییک-گرمایی با کارایی بیش از 50 درصد، امکان تامین 1/41 مگاوات-ساعت انرژی حرارتی در ماه های سرد سال برای ساختمان مدرسه را دارد که در برخی مواقع حتی بیش از نیاز مصرفی خواهد بود. انرژی حراتی تامین شده این سامانه پاک منجر به کاهش تولید و انتشار بیش از 9 تن آلاینده های هوا خواهد شد. این سامانه سالانه امکان تولید 73 مگاوات-ساعت انرژی الکتریکی را هم زمان با تامین انرژی حرارتی دارد. توان حرارتی و الکتریکی سامانه سالانه قادر به جلوگیری از تولید و انتشار بیش از 53 تن آلاینده است که منجر به کاهش 865 میلیون ریال هزینه های اجتماعی خواهد شد.
    کلیدواژگان: انرژی گرمایشی، ساختمان مدرسه، فتوولتاییک-گرمایی، انتشار آلاینده ها
  • مصطفی قلی پور گشنیانی*، مهسا رمضانپور، فاطمه صالحی صفحات 60-69
    امروزه با توجه به این که انسان ها، درصد قابل توجهی از ساعات روز را در محیط های بسته می گذرانند، تامین نور طبیعی در این فضاها امری ضروری خواهد بود. از طرفی یکی از چالش های مهم ورود نور مستقیم به داخل فضا، بحث خیرگی است که نیازمند ملاحظات اساسی است. جبهه غربی در ساختمان، همواره با چالش خیرگی و بار حرارتی زیاد همراه بوده که بهره گیری از روشنایی نور روز در این جداره را با چالش های بسیار مواجه نموده است. امروزه با توسعه مصالح نوین، جداره هایی با ظرفیت حرارتی بالا، مورد بهره برداری قرار می گیرند که "دیوار آبی" نیز یکی از این جداره ها می باشد که امکان نفوذ نور را دارا است. پژوهش در تلاش است با ارایه راهکارهایی جهت ایجاد آسایش بصری، بتواند از جبهه ی غربی برای نورگیری طبیعی بهره ببرد. سوال اساسی این است که: دیوار آبی در جداره غربی تا چه میزان در ایجاد بهبود شرایط آسایش بصری از منظر خیرگی موثر است؟ در ادامه گام های پژوهش، با شبیه سازی مدل پایه در نرم افزار "راینو"، مشخص کردن مقادیر متغیرها و ورود داده ها در نرم افزار "گراس هاپر" و با بهره گیری از افزونه های "لیدی باگ" و "هانی بی" نتایج حاصله به روش تطبیقی قیاس شده است. نتایج نشان می دهند که دیوار آبی نقش حایز اهمیتی در کاهش میزان خیرگی نسبت به بازشو متداول در جداره غربی داشته است. نتایج حاکی از آن است که میزان خیرگی در دیوار آبی بدون رنگدانه، با 0.36 واحد، دیوار آبی با رنگ آبی 0.32 واحد و دیوار آبی با مساحت همسان پنجره با 0.3 واحد، کاهش نشان می دهد.
    کلیدواژگان: سیستم غیرفعال خورشیدی، دیوار آبی، آسایش بصری، خیرگی، نور خورشید
  • آزاده سلطانی*، حمید فدیشه ای صفحات 70-79
    امروزه افزایش‎ ‎روزافزون‎ ‎مصرف‎ ‎انرژی در جهان، محدود‎ ‎بودن‎ ‎سوختهای‎ ‎فسیلی و بالابودن میزان آلایندگی آنها، استفاده از انرژی های نو و تجدید ‏پذیر همانند انرژی خورشیدی، باد و گرمایی زمین را مورد توجه همگان قرار داده است. انرژی خورشیدی یکی از این انرژیها است که مزایای ‏متعددی از جمله نداشتن آلودگیهای صوتی و زیست محیطی و‎ ‎رایگان‎ ‎بودن‎ ‎انرژی‎ ‎اولیه دارد.‏‎ ‎با این وجود، میزان توان تولیدی فتوولتاییک در ‏نیروگاه ها به علت وابسته بودن به شرایط مختلف از جمله وضعیت آب و هوایی قابل کنترل نیست. این در حالیست که به منظور فراهم آوردن ‏انرژی الکتریکی با کیفیت بالا برای مصرف کنندگان نهایی و بهبود قابلیت اطمینان سیستم، نیازمند پیش بینی دقیق آن هستیم. در این تحقیق ‏سه مدل برای پیش بینی کوتاه مدت توان خروجی یک نیروگاه پیشنهاد شده که مبتنی بر شبکه عصبی عمیق بوده و از نظر نوع ورودی ها و ‏ساختار شبکه با هم متفاوت هستند. مدلهای پیشنهادی در ساختارشان از شبکه حافظه کوتاه مدت طولانی (‏LSTM‏) استفاده کرده و از توانهای ‏خروجی قبلی و پارامترهای آب و هوایی به عنوان ورودی بهره برده اند. آزمایشهای انجام شده نشان می دهد، استفاده از ورودی هایی مبتنی بر ‏شرایط آب و هوایی، در کنار توانهای خروجی قبلی منجر به افزایش دقت پیش بینی می شود. همچنین استفاده از ساختارهای پیچیده تر در شبکه، ‏به بهبود کارایی کمک می کند‎.‎
    کلیدواژگان: انرژی خورشیدی، پیش بینی توان فتوولتاییک، یادگیری عمیق، حافظه کوتاه مدت ماندگار
  • سید مصطفی میرطبایی، اصغر اشرف پور، علیرضا مستمندی* صفحات 80-89

    افزایش نگرانی بابت کاهش منابع سوخت فسیلی در جوامع امروزی باعث گرایش بیشتر به انرژی های تجدیدپذیر شده است. ازاین بین، انرژی خورشیدی در دسترس-ترین منبع تجدیدپذیر است. اغلب سلول های خورشیدی بازدهی مطلوبی برخوردار نیستند راهکار موثرتر برای حل این مشکل، افزایش کارایی ماژول های خورشیدی با ترکیب آن ها با سایر سیستم ها است یکی از این سیستم ها نمای دو پوسته می باشد. با ترکیب این سیستم با پنل های خورشیدی، فناوری جدیدی تحت عنوان سیستم-های فتوولتاییک ادغام شده با نمای دو پوسته ساختمان معرفی می شود. هدف از این پژوهش، تحلیل چند نوع از سیستم های فتوولتاییک ادغام شده با نمای دو پوسته ساختمان برای مشاهده تاثیر آن روی بار تهویه مطبوع ساختمان و بهینه سازی پارامتر های دخیل در این سیستم برای اقلیم گرم و نیمه خشک می باشد. نتایج نشان می-دهد که دما داخل ساختمان با استفاده از نمای دو پوسته به علت انتقال حرارت بیشتر نمای دو پوسته به طور میانگین در هر ماه دو درجه سانتیگراد کمتر حالت ساده است. میزان سرمایش مصرفی درون ساختمان در حالت استفاده از نمای دو پوسته کمتر از حالت ساده است. در تابستان به علت شدت تابش خورشیدی مناسب شهر تهران و نورگیری نمای دو پوسته، دما درون ساختمان بالا رفته و نیاز به مصرف سرمایش بیشتری جهت تهویه مطبوع مناسب درون ساختمان نیاز می باشد از طرفی با استفاده از سلول های خورشیدی شفاف به طور میانگین در هر ماه می توان 30 کیلووات ساعت انرژی الکتریکی تولید کرد. همچنین استفاده از نمای دو پوسته باعث می-شود تا میزان سوخت کمتری در نیروگاه ها مصرف می شود که باعث کاهش انتشار آلایندگی خواهد شد.

    کلیدواژگان: انرژی خورشیدی، انرژی های تجدیدپذیر، نمای دو پوسته، تهویه مطبوع ساختمان، بهره وری انرژی، سیستم های فتوولتاییک
  • زهرا سادات عادل برخوردار*، ویدا ورهرامی صفحات 90-99
    گاز طبیعی به عنوان سوخت واسط برای کاهش انتشار کربن در کوتاه مدت پیشنهاد شده است. مطالعه حاضر به بررسی اثرات جایگزینی بنزین با گاز طبیعی می پردازد. به این منظور از یک مدل سیستم عرضه انرژی به نام مسج به همراه معادلات پیش بینی تقاضا استفاده شده است. این چارچوب برای برآورد اثرات مستقیم و غیرمستقیم تغییر از بنزین به سی ان جی در خودرو سبک بخش حمل و نقل ایران به کمک مکانیزم قیمتی برای انگیزه دهی به مصرف کننده استفاده شده است. قیمت نسبی بنزین به گاز طبیعی در دو سناریو به مقدار 20 و 73 درصد افزایش داده شده است. نتایج نشان می دهد اثرات مستقیم و غیرمستقیم از طریق پنج کانال اصلی اعمال می شود: اثر مستقیم جایگزینی بنزین و گاز در سبد خانوار، اثر درآمدی، بالادستی صنعت گاز و بالادستی صنعت نفت و هزینه های سیستم عرضه انرژی. انتشار گازهای گلخانه ای به دلیل اثرات مستقیم و غیرمستقیم جایگزینی بنزین با گاز طبیعی به ترتیب حدود 2100 و 5100 گیگاگرم معادل دی اکسید کربن در سناریوهای 1 و 2 تغییر قیمت نسبی کاهش می یابد. هزینه سیستم عرضه انرژی نیز به میزان 0.3% و 1.3% کاهش می یابد.
    کلیدواژگان: گاز طبیعی، سیستم عرضه انرژی، حمل و نقل، انتشار گازهای گلخانه ای
  • محمدمهدی اخلاقی، سپهر قاضی نوری*، علی شفیعی علویجه صفحات 100-109
    اهمیت نوآوری و توسعه فناوری و درک پیچیدگی فرایندهای مربوطه موجب شده است تا محققین بسیاری در سال های گذشته نظریه های مختلفی را ارایه کنند و به بسط و توسعه این نظریات بپردازند. رویکرد نظام های نوآوری یکی از نظریات فراگیر و موفق سالیان اخیر در حوزه مطالعات نوآوری و فناوری بوده است. به همین سیاق نظام نوآوری فناورانه یکی از رویکردهایی بوده است که مورد توجه محققین در سالیان اخیر بوده است. از طرف دیگر نواقص و ضعف های رویکرد نظام نوآوری و ناکافی بودن آن در تحلیل پیچیدگی فرایند نوآوری و توسعه فناوری یکی از محرک های ارایه نظریه بوم سازگان نوآوری بوده است. با وجود تعدد مطالعات، در هیچ کدام از مقالات ارایه شده یک نظام نوآوری فناورانه خاص از منظر اکوسیستمی مورد نقد قرار نگرفته است. در این مطالعه نظام نوآوری فناورانه فتوولتاییک ایران از منظر اکوسیستمی با استفاده از چارچوب حکمرانی تحول آفرین بوم سازگان نوآوری مورد نقد قرار گرفته است. نتایج این مطالعه نشان داد که رویکرد نظام نوآوری فناورانه جزءنگر است، به توسعه فناوری نگاه خطی دارد و قادر به تشخیص چالش های فراروی نظام نوآوری نیست و بنابراین قادر به ارایه سیاست های موثر نیست. همچنین رویکرد نظام نوآوری فناورانه توجهی به هم آفرینی ارزش و تکامل و هم تکاملی بازیگران و نظام نوآوری ندارد و به تنوع بازیگران و ارتباط بین آن ها بی توجه است. نگاه تک بعدی نظام نوآوری فناورانه توانایی رصد تک مرکزی بودن یا چند مرکزی بودن نظام نوآوری و افزونگی کارکردی نظام را ندارد و با شاخص های ناکافی در تشخیص مرحله توسعه نظام دچار خطا می شود.
    کلیدواژگان: ظام نوآوری فناورانه، فتوولتاییک، رویکرد اکوسیستمی، بوم سازگان نوآوری
  • سید محمدرضا عادل نسب*، شبنم تیمورتاش صفحات 110-117
    اندازه پاسیوهای نورگیر در مبحث چهارم مقررات ملی برای ساختمان های یک تا چهار طبقه بر اساس مساحت زمین و تعداد طبقات ساختمان مشخص شده است. تعیین این اندازه برای ساختمان های بیش از چهار طبقه تا 23 متر ارتفاع، به تشخیص مهندس طراح سپرده شده است. هدف این پژوهش دستیابی به حداقل اندازه مورد نیاز برای پاسیو ها در یک نمونه ساختمان مسکونی پنج طبقه است. در مرحله اول، عملکرد نوری پاسیوها بر اساس الزامات مبحث چهارم مقررات ملی برای یک ساختمان چهار طبقه بررسی شده است. بر پایه این نتایج، اندازه های حداقلی برای پاسیو در یک ساختمان پنج طبقه در نظر گرفته شده است. در مرحله دوم، امکان دستیابی به اندازه مورد نیاز به منظور رسیدن به روشنایی بهینه در این ساختمان، با در نظر گرفتن اندازه های مختلف مورد آزمون قرار گرفته است. به این منظور، میزان روشنایی با استفاده از پلاگین های گرسهاپر، هانی بی و لیدیباگ که از موتورهای ردینس و دی سیم در تحلیل های روشنایی بهره می برند، محاسبه شده است. در نهایت، با مقایسه این مقادیر با استاندارد های روشنایی، اندازه مورد نیاز ارایه گردیده است. نتایج نشان می دهد که اندازه مورد نیاز پاسیوها برای ساختمان های پنج طبقه حداقل 7 × 6 متر مربع است. همچنین، ابعاد ارایه شده برای ساختمان های چهار طبقه در مبحث چهارم مقررات ملی پاسخگوی حداقل نیازهای روشنایی ساکنان نیست. این ابعاد باید حداقل 5/6 × 5/5 متر مربع در نظر گرفته شود. تمامی مراحل این پژوهش تحت شرایط آسمان واقعی برای شهر مشهد، با بهره گیری از شاخص کفایت فضایی نور روز انجام شده است.
    کلیدواژگان: پاسیوهای نورگیر، مبحث چهارم مقررات ملی ساختمان، میزان روشنایی، شاخص کفایت فضایی نور روز
  • مهدی بروایه*، امیر عزیزپناه، نورالدین رستمی صفحات 118-124
    با توجه به مشکلات زیست محیطی مرتبط با سوخت های فسیلی و افزایش نیاز به انرژی، انرژی تجدیدپذیر نیروی باد نقش حیاتی در تغییر ساختار انرژی آینده در ایران و کل جهان را خواهد داشت، بر این اساس ارزیابی منابع بادی، نقش مهمی در بهره برداری از این منبع انرژی ایفا می کند. در این تحقیق از اطلاعات باد منطقه کارون، با بازه های زمانی سه ساعته، که در دوره یازده ساله (2010-2020) ثبت شده، در سه ایستگاه جنوب، شمال شرق و شمال غرب شهرستان، استفاده شده است. جهت انجام این تحقیق، پتانسیل انرژی باد در منطقه، با هدف شناسایی مناسب ترین نقاط، مورد ارزیابی قرار گرفت. توانایی انرژی باد، با استفاده از تابع توزیع ویبول و محاسبه سرعت و چگالی قدرت باد، به صورت متوسط ماهانه و سالانه، محاسبه و گلبادهای سالانه باد ایستگاه های منطقه مورد مطالعه، با پردازش داده های دوره آماری مذکور، با استفاده از نرم افزار رسم گلباد نیز رسم گردید. نتایج نشان داد که ایستگاه های جنوب و شمال غرب شهرستان، در ارتفاع 100 متری از سطح زمین، با سرعت متوسط سالانه، به ترتیب، 04/7 و 08/7 متر بر ثانیه و چگالی قدرت باد 212 و 215 وات بر مترمربع، از استعداد و پتانسیل بهتری برخوردار می باشند.
    کلیدواژگان: انرژی تجدیدپذیر، باد، کارون، تولید برق، توان خروجی
  • اشرف السادات پسندیده*، غلامرضا حیدری صفحات 125-138
    سیستم انرژی جهان در مرحله گذار قرار گرفته است که از مشخصات اصلی آن تاکید بر تجدیدپذیرها می باشد. در ایران علی رغم پتانسیل قابل ملاحظه در زمینه نیروگاه های بادی و خورشیدی، فاصله زیادی میان ظرفیت نصب شده تجدیدپذیر با اهداف اسناد سیاستی می باشد. در این مقاله با بکارگیری تیوری داده بنیاد(پارادایمی) علل این امر از منظر حکمرانی و سیاستگذاری بررسی شده است. یافته ها نشان داد شرایط مداخله ای و زمینه ای، توسعه تجدیدپذیر را با موانع جدی روبرو کرده است. از جمله شرایط مداخله ای می توان به بالا رفتن نرخ ارز، تحریم و کاهش سرمایه گذاری خارجی در کشور، اداره متمرکز و فضای یارانه ای حاکم بر صنعت برق، ، وضعیت مالی وزارت نیرو و انگاره های ذهنی سیاستگذاران مبتنی بر بخش فسیلی اشاره کرد. شرایط زمینه ای نیز شامل عدم وفاق در خصوص چرایی و چگونگی توسعه تجدیدپذیرها در کشور، حاکمیت نگاه بخشی به حوزه انرژی به جای نگاه ملی، فقدان قدرت و استقلال کافی ساتبا نسبت به نهادهای بخش فسیلی، عدم امکان دسترسی سرمایه گذاران به منابع مالی کم هزینه، فضای حمایتی حاکم به نفع بخش فسیلی و لذا عدم کارکرد مدلهای مالی در حوزه تجدیدپذیر، فقدان راهبرد مشخص در زمینه ساخت داخل تجهیزات تجدیدپذیر و فرهنگ سازی نامناسب تجدیدپذیر اشاره نمود. با توجه به موارد برشمرده، اثربخشی اهداف، سیاستها و قوانین مصوب در حوزه تجدیدپذیر اندک شده است که نتیجه آن ظرفیت اندک نیروگاه های تجدیدپذیر، عدم تنوع مناسب سبد انرژی کشور، عدم نقش آفرینی تجدیدپذیرها در تامین امنیت عرضه انرژی کشور و نوعی بی اعتمادی اجتماعی نسبت به مشارکت در حوزه تجدیدپذیر است.
    کلیدواژگان: تجدیدپذیر، حکمرانی، سیاستگذاری، داده بنیاد
  • حسین سیفی*، محسن سیفی داوری، شهریار کوراوند صفحات 139-147

    تحولات در طراحی توربین های بادی با تقویت در سراسر جهان با هدف تولید برق نزدیک به کاربر در مناطق ساخته شده در حال پیشرفت است. این امر به کاهش بار تولید برق و همچنین هزینه های شبکه توزیع و انتقال با کاهش فاصله بین کاربر و منبع انرژی کمک می کند. اهداف اصلی توسعه و پیشرفت توربین های بادی محور عمودی، افزایش ضریب قدرت و ضریب گشتاور با بهینه سازی باد بالادستی است که به پره های روتور برخورد می کند. برخلاف توربین های بادی محور افقی، توربین های محور عمودی نه تنها گشتاور مثبت، بلکه گشتاور منفی نیز در حین کار تولید می کنند. گشتاور منفی تولید شده توسط پره برگشتی یک مسیله کلیدی برای توربین های بادی محور عمودی است که نتیجه معکوس دارد. استفاده از پره های متخلخل برای افزایش جریان به کاهش گشتاور منفی تولید شده توسط پره های برگشتی و همچنین افزایش گشتاور مثبت با ایجاد انحراف در باد بالادست به سمت پره پیشرو در حین کار کمک می کند. این مقاله طرح ها، آزمایش های مختلف انجام شده بر روی توربین بادی محور عمودی داریوس با پره های متخلخل گزارش شده تا به امروز را بررسی می کند. نتایج پژوهش-های انجام یافته نشان می دهد که توربین بادی محور عمودی داریوس با پره های متخلخل، خود راه اندازی و دوران بیش تری را نسبت به توربین بادی محور عمودی داریوس با پره های مستقیم ثبت کرده است و گشتاور، نیرو و توان راه اندازی کم تری نسبت به توربین بادی محور عمودی داریوس با پره های مستقیم نیاز دارد.

    کلیدواژگان: انرژی بادی، توربین بادی، پره متخلخل، راه اندازی، داریوس
  • هیمن خودکام* صفحات 148-157
    افزایش تقاضای انرژی، مرغوبیت سوخت های فسیلی و محدودیت منابع سبب جایگزینی انرژی های تجدیدپذیر شد. ایران به دلیل واقع شدن بین مدارهای 25 تا 40 درجه عرض شمالی، به لحاظ دریافت انرژی بالاترین رده ها جهان را به خود اختصاص داده است. در موقعیت جغرافیایی ایران باید پنل ها در جهت جنوب مطلق جغرافیایی تنظیم گردند تا همواره به سوی پنجره خورشیدی باشند. زاویه جهت گیری پنل ها در فصل های مختلف متفاوت است و در استراکچرهای ثابت این زاویه بر اساس داده های فصل زمستان تنظیم می شوند. استراکچرهای ردیاب 15 الی 30 درصد بازدهی بالاتری نسبت به ثابت دارند؛ اما استفاده از آن صرفه اقتصادی ندارد.دما اثر قابل توجهی در بازدهی پنل های فتوولتاییک دارد و تجاوز دما از 25 درجه سانتیگراد سبب کاهش میزان بازدهی می گردد. از بین روش های متعدد کنترل دمایی فقط روش استفاده از مواد تغییرفازدهنده اقتصادی بوده و قابلیت اجرا دارد. اینورترها جریان مستقیم را به متناوب تبدیل می کنند و لازمه استفاده از برق نیروگاه خورشیدی بشمار می رود. باتوجه به معیارها و وزن های عوامل موثر از سوی مراجع ذی ربط مشخص گردید که روزهای آفتابی در بین معیارها از اهمیت ویژه ای برخوردار است. با استفاده از نرم افزار Expert Choice روش AHP اجرا شد که معیار تعداد روز آفتابی بالاترین اهمیت را کسب نمود. بین پنج نقطه انتخابی شهرستان کرمان در اولویت اول جهت احداث نیروگاه واقع شد.
    کلیدواژگان: AHP، استراکچر، انرژی خورشیدی، اینورتر، بازدهی، خنک سازی، مکان یابی
  • علی صالحی شبستری* صفحات 158-167
    در حال حاضر نیروگاه های برق آبی یکی از به صرفه ترین روش های تولید برق بوده و بیشترین سهم را در تولید جهانی برق تجدیدپذیر دارند. به دلیل سابقه طولانی استفاده از توربین آبی در تولید برق، حوزه های فناورانه مرتبط با آن در سطح بالایی از بلوغ قرار دارند. ولی با این حال همچنان تحقیقات متعددی به منظور افزایش راندمان، افزایش انعطاف پذیری در عملکرد، افزایش عمر و کاهش هزینه های نصب، بهره برداری و نگهداری توربین های آبی در جریان است. در این پژوهش مقالات و اختراعات مرتبط با فناوری توربین های آبی پیمایش شده و بر اساس آن حوزه های فناورانه ای که در پژوهش های اخیر مورد تمرکز واقع شده اند، شناسایی گردیده است. با توجه به کاربرد گسترده توربین فرانسیس در تولید برق آبی به ویژه در کشور ایران، پیمایش صورت گرفته عمدتا مربوط به این نوع توربین می باشد. بر این اساس حوزه های فناورانه توربین فرانسیس شامل مباحث مرتبط با گردابه و جریان در لوله رانش، پره ها، کاویتاسیون، محفظه حلزونی، دینامیک سیالات محاسباتی و ساخت و تولید می باشد. همچنین فناوری های مرتبط با افزایش محدوده عملکرد توربین آبی و نیز دیجیتالی سازی عملکرد توربین آبی مهمترین فناوری های در حال رشد در رابطه با برق آبی هستند.
    کلیدواژگان: رصد فناوری، توربین آبی، توربین فرانسیس، حوزه های فناورانه
|
  • Abolfazl Nikzad, Mostafa Mafi *, Saman Faramarzi Pages 1-11
    The use of water electrolysis to produce hydrogen gas has received much attention in recent years, because in this method, water is decomposed into hydrogen and oxygen gas without any pollution. In this research, an organic Rankine cycle (ORC) is simulated and analyzed to utilize waste heat to run an electrolyzer. The power generated by ORC is used to produce hydrogen gas in proton exchange membrane electrolyzer (PEME). Model and codes for the electrolyzer is done by EES software, and thermodynamic analyzes are utilized in order to examine the performance of the proposed model. For the evaporator temperature of 67 ℃, the ORC power and thermal efficiency are obtained at 220 kW and 8.5 %, respectively. The production capacity of the electrolyzer considered in this research is 27 kg per hour of hydrogen gas with a temperature of 80 ℃ and a pressure of 101 kPa. Water electrolysis is performed using direct current between two electrodes, anode and cathode, which are separated by a membrane. To validate the simulated model, membrane potential at different values of current density is calculated.
    Keywords: Proton exchange membrane electrolyzer, hydrogen separation, Organic Rankine Cycle, Waste heat recovery
  • Mohamadali Arkani, Mohammad Tabrizian *, Hamidreza Shahmirzad Pages 12-23
    Today, the use of integrated (hybrid) energy supply systems due to the reduction of electrical and thermal losses, better control of distributed generation sources to better feed the system loads, reduce the emission of environmental pollutants and increase the reliability of load supply even in the event of failure , Is on the rise. In this research, an optimal and economical method to design a hybrid energy supply system based on CHP sources and photovoltaic sources to combined heat and power required by consumers, taking into account various costs such as initial investment cost, operating cost, Fuel costs, maintenance costs and various technical constraints such as production limitations of each source, power exchange with the upstream network and maintaining power balance are presented. Inheritance (genetic) algorithm has been used to solve the resulting optimization problem due to its good ability to solve complex problems with a large number of variables. The results show that in designing the system to supply electricity and heat, the system connected to the grid requires lower operating costs than the other two modes and the possibility of exchanging power with the upstream network due to the purchase of electrical power required from The network significantly reduces system costs in the event of a shortage of photovoltaic panels and the sale of power to the grid during off-peak hours and overproduction, as well as during peak hours of the upstream grid, where electricity prices are higher.
    Keywords: combined heat, power, Photovoltaic Solar Cell, technical, economic evaluation, cost optimization
  • Sakineh Safayi Mehr *, Majed Rezaei Banafsheh Pages 24-35
    Clean energy is currently one of the most important needs of mankind. So Iran is looking for clean energy, as one of the participating members in international climate change protocols. Therefore, the required wind speed for use in small domestic turbines was investigated in the northwest of Iran (East-West Azarbaijan, Ardabil, Zanjan provinces). One of the ways to produce clean energy is using of small wind turbines for the energy consumption of households. In this project, the climatic data of wind speed of NASA and the synoptic stations of the northwest of the country were studied in the period from 2010 to 2022. MERRA model data was obtained from NASA's GIOVANNI website and the analysis of these data were done in GIS program. Also, the wind speed data was obtained from the synoptic stations in the northwest of the country from the Meteorological Organization was analyzed and investigated. The required wind speed of small wind turbines was calculated by drawing tables and graphs. The wind speed was calculated 5 to 15 meters per second and at the height of 8, 10, 15, 25, 35, 40, 50 meters. Furthermore, it was calculated by existing mathematical relationships. Also very suitable, suitable and unsuitable places for installing small turbines were identified in terms of wind speed. Of course, the proper use of small turbines requires long-term studies of 30 to 50 years.
    Keywords: wind speed, Climate data, GIS, Northwestern Iran, small, domestic turbines
  • Mohammad Pejman, Seyyed Mohammad Jokar *, Payam Parvasi Pages 36-42
    Due to the increasing environmental pollution and the reduction of fossil fuel resources, the choice of a suitable alternative for non-renewable fuels has been given much attention. Among several alternative fuels, biodiesel is also clean and is produced from renewable sources. In this work, the mathematical modelling and optimization of the catalytic transesterification process for producing soybean oil biodiesel by MATLAB software and differential evolution algorithm has been investigated. The potassium hydroxide was selected as a homogenous catalyst for transesterification reactions in a batch reactor. Based on the experimental data, a model has been proposed to predict the biodiesel production in the catalyst concentration range of (0.4-1wt%), methanol to oil molar ratio range of (5-12) and temperature range of (25-65 °C). In addition, the unknown kinetic parameters of this model have been calculated. There was a good consistency between the model and experimental data. The modeling results showed that there is a relationship between biodiesel yield and effective parameters (temperature, oil to alcohol molar ratio and catalyst concentration). By increasing the temperature and oil to alcohol molar ratio and decreasing the catalyst concentration, the yield of biodiesel increases. Finally, the model was assisted to find the optimal conditions of transesterification reaction to maximize biodiesel yield. In the optimal conditions (catalyst concentration of 0.4501 wt%, molar ratio of methanol to oil of 15 and temperature of 70°C) the biodiesel yield reached 96.87%.
    Keywords: Soybean Oil Biodiesel, Transesterification, modelling, optimization, Batch reactor
  • Mehdi Gholizadeh Eratbeni *, Esmaiel Abounoori, Andia Abounoori Pages 43-49
    The fixed pricing of selling solar electricity in the geographical area of Iran, regardless of the country's different climatic and solar conditions, leads to a reduction in production incentives. According to the atlas of the average annual solar radiation (photovoltaic), the central provinces of the country are classified into 10 groups. The base group of price correction is selected using statistical models of mode and median. Cities of Ahvaz, Bandar Abbas, Bushehr, Bojnoord, Urmia, Ardabil, Gorgan, Sari and Rasht which are among less sunshine Ing groups are using about 46% of household electricity consumption. In order to match between electricity production and consumption in different locations concerning sustainable development approach, instead of increasing the production of fossil electricity and/or increasing the length of transmission lines we can use the different purchasing price policy (price discrimination policy).According with the results of this research the level or the Internal Rate of Returnof the base group (33.15 percent), we can set the new guaranteed rates for Gilan, Mazandaran, Golestan, Ardabil, North Khorasan, West Azerbaijan, Khuzestan, Hormozgan and Bushehr as 67, 50, 36, 25, 15, 15, 7, 7, and 7 percent,respectively. Zahedan, with an internal rate of return of 36.24 and a 4-year net return on normal capital, is the most capable city in Iran in the economic evaluation of photovoltaic electricity.
    Keywords: Solar Atlas, Photovoltaic Electricity, Electricity tariff rate, Kamfar economic evaluation software
  • Zahra Soltaninejad, Mohsen Ghasemi, Mojtaba Soltaninejad * Pages 50-59
    The growth of population, industry, and energy consumption in recent years has led to environmental problems and energy crises which are unprecedented in the life of the earth. Considering the high share of buildings in energy consumption, it is important to reduce the energy consumption of buildings and benefit from clean energy sources. Therefore, by knowing the methods of energy saving and clean sources of energy and examining their performance, an important step can be taken in the direction of sustainable development. With this aim, in the present research, the technical, environmental, and economic performance of the solar photovoltaic-thermal system for heating the building of a 24-class school was investigated by simulation in the software. The results showed that the photovoltaic-thermal system with an efficiency of more than 50% has the possibility of providing 41.1 MWh of thermal energy in the cold months of the year for the school building, which in some cases will be even more than the consumption requirement. The thermal energy provided by this clean system will reduce the production and emission of more than 9 tons of air pollutants. This system has the possibility of producing 73 MWh of electrical energy at the same time as providing thermal energy. The thermal and electrical power of the system can prevent the production and release of more than 53 tons of air pollutants yearly.
    Keywords: Heating energy, School building, Photovoltaic-thermal, Pollutants Emission
  • Mostafa Gholipour Gashniani *, Mahsa Ramazanpour, Fatemeh Salehi _ Pages 60-69
    Nowadays, due to the fact that people spend a significant percentage of the day hours in closed environments, providing quality natural light in these spaces will be essential. On the other hand, one of the important challenges of direct light entering space is the issue of glare, which requires fundamental considerations. The current research is trying to use the western front for natural light by providing solutions to create visual comfort. The basic question is: To what extent is the water wall in the west wall effective in improving visual comfort conditions from the perspective of glare? To what extent is the fluid color between the wall and the dimensions of the water wall effective in reducing glare? Following the steps of the research, by simulating the basic model in "Rhino" software, specifying the values of variables and entering data in "Grasshopper" software, and using "Ladybug" and "Honey Bee" plugins, the results are obtained. It has been compared in a comparative way. On the other hand, there is a direct relationship between the reduction of glare despite the fluid pigment and the reduction of the dimensions of the water wall. The results indicate that the water wall with 0.36 units, the water wall with blue color with 0.32 units, and the water wall with the same area of the window with 0.3 units have had a significant decrease.
    Keywords: passive Solar system, Solar water wall, Visual Comfort, Glazing, Sunlight
  • Azadeh Soltani *, Hamid Fadishei Pages 70-79
    Nowadays, the rapidly growing energy consumption in the world along with the shortage of ‎‎fossil ‎‎fuels and their high ‎environmental pollution has led to increased attention to renewable ‎‎energies such ‎as solar, wind, and geothermal ‎energies. ‎Among these, solar energy has many ‎advantages such as no ‎ecological and ‎noise ‎pollution and free use. ‎However, photovoltaic power ‎plant output, due to its ‎dependency on solar irradiance and other weather ‎‎conditions, has ‎‎uncontrollable uncertainty. ‎Therefore, for providing high-quality electric energy for ‎end-consumers and enhancing the ‎reliability of ‎the system, photovoltaic power output needs to be predicted ‎‎accurately. The aim of this paper is to ‎‎address this issue ‎by proposing three short-term photovoltaic power-forecasting models based on ‎deep-learning neural ‎‎networks, which differ in terms of input types and network structures. The proposed ‎models use ‎long short-term ‎memory (LSTM) in their structures and historical power outputs and ‎weather conditions as their ‎inputs to forecast one-‎hour-ahead PV power. ‎Conducted experiments show ‎that employing weather ‎conditions, in addition to ‎the historical ‎‎output powers, increases the prediction ‎accuracy. Moreover, ‎utilizing more complicated ‎network ‎structures leads to ‎performance improvements.‎
    Keywords: Solar energy, Photovoltaic power prediction, Deep Learning, Long Short-Term Memory
  • Seyyed Mostafa Mirtabaee, Asqar Ashrafpour, Alireza Mostamandi * Pages 80-89

    Increasing concern about the reduction of fossil fuel resources in today's societies has led to a greater tendency towards renewable energies. Therefore, solar energy is the most available renewable source. Most of the solar cells do not have the optimal efficiency. The most effective solution to solve this problem is to increase the efficiency of solar modules by combining them with other systems. One of these systems is the two-shell facade. By combining this system with solar panels, a new technology called photovoltaic systems integrated with the facade of the two building shells is introduced. The purpose of this research is to analyze several types of photovoltaic systems integrated with the facade of two building shells to observe its effect on the air conditioning load of the building and to optimize the parameters involved in this system for a hot and semi-arid climate. The results show that the temperature inside the building using the two-shell facade is two degrees Celsius lower than the simple case on average every month due to the greater heat transfer of the two-shell facade. The amount of cooling consumed inside the building is lower in the case of using the two-shell facade than in the simple case. In the summer, due to the intensity of solar radiation suitable for the city of Tehran and the lighting of the facade of two skins, the temperature inside the building rises and the need for more cooling is needed for proper air conditioning inside the building.

    Keywords: Solar energy, Renewable Energies, two-shell facade, building air conditioning, Energy efficiency, photovoltaic systems
  • Zahra Sadat Adel Barkhordar *, Vida Varahrami Pages 90-99
    Natural gas has been suggested in the literature as a bridge fuel to reduce near term carbon dioxide emissions. The present study investigates the direct and indirect effects of fuel-switching toward natural gas. An energy supply model named MESSAGEix is used along with transportation demand regression equations. The MESSAGEix energy supply model is based on the reference energy system and can assess the energy life cycle effects of switching between energy carriers. The framework is used to estimate the direct and indirect effects of switching from gasoline to compressed natural gas in the light duty transportation sector of Iran. The relative price of gasoline to natural gas is changed by 20% and 73% in two scenarios. Results show that the greenhouse gas emission effects act through five main channels: direct gasoline and gas substitution effect, income effect, upstream gas and upstream oil and energy supply system costs. The greenhouse gas emission is reduced due to the direct and indirect effects by around 2100 and 5100 gigagram carbon dioxide equivalent in scenarios 1 and 2 of relative price change. The total energy system costs also decrease by 0.3% and 1.3% respectively.
    Keywords: Natural gas, energy system model, Transportation sector, Emission reduction
  • Mohammad Mahdi Akhlaghi, Sepehr Ghazinoory *, Ali Shafiei Alavijeh Pages 100-109
    The importance of innovation and technology development and understanding the complexities of these processes have led numerous researchers to present and develop different theories during the recent years. One of the pervasive and successful theories of the past years in the field of innovation and technology studies is the approach of innovation systems. The shortcomings and weaknesses of the innovation system approach and its inadequacy in analyzing the complexity of the innovation process and technology development became one of the drivers for presenting the theory of innovation ecosystems. Despite the number of studies, in none of the presented articles, a specific technological innovation system was criticized from an ecosystem perspective. In this study, the photovoltaic TIS of Iran is criticized from an ecosystem perspective by using governance changes of innovation ecosystems. According to the results of this study, the approach of the TIS does not provide effective policies to overcome the challenges in innovation systems due to its detailed and linear view of technology development. Also, the approach of TIS does not pay attention to the co-creation of value and the evolution and co-evolution of actors and the innovation system, and it does not pay attention to the diversity of actors and the relationship between them. The one-dimensional view of TIS does not have the ability to monitor the monocentricity or polycentricity of the innovation system and the functional redundancy of the system, and with insufficient indicators, it makes mistakes in identifying the development stage of the system.
    Keywords: Technological Innovation System, Photovoltaics, Ecosystem approach, Innovation Ecosystems
  • Seyed Mohammad Reza Adel Nasab *, Shabnam Teimourtash Pages 110-117
    The proportions of light-wells that are specified in the Code four of the National Building Regulations of Iran are determined only for one-floor to four-floor buildings. These proportions are based on land area and number of floors. Furthermore, the determination of the proportions of buildings with more than four floors up to 23 meters is dedicated to the decision of the architectural designer. The purpose of this study is to determine the light-well's proportion for a five-floor residential building so as to have the required lighting in close spaces next to the light-wells. First, the performance of the given proportions in the Code Four for four-floor buildings was studied. Second, various proportions of light-well were examined for a four-floor and a five-floor building. In every stage, the results were compared with the standards of lighting. The lighting process was carried out by using Grasshopper, Honeybee, and Ladybug plugins. These plugins use Radiance and Daysim engines for calculation. Also, this study was carried out using the Spatial Daylight Autonomy and under real sky conditions. The results show that the given proportion in Code Four does not meet the lighting's requirement. The required proportion of the light-well for a four-floor building is 5.5 × 6.5 m. Besides, the required proportion of the light-well for a five-floor building is 6 × 7 m.
    Keywords: Spatial daylight autonomy, Daylighting, Light-well&rsquo, s proportions, Code Four of the national building regulations, Grasshopper
  • Mahdi Borvayeh *, Amir Azizpanah, Noredin Rostami Pages 118-124
    Due to the environmental problems associated with fossil fuels and increasing energy needs, renewable wind energy will play a vital role in changing the future energy structure in Iran and the world, so the evaluation of wind resources plays an important role in exploiting this resource. In this research, wind information of the Karun region, with three-hour time intervals recorded in the eleven-year period (2010-2010), has been used in three stations in the south, northeast, and northwest of the city. In order to conduct this research, the wind energy potential in the region was evaluated with the aim of identifying the most suitable points for the installation of wind turbines, using the Weibull distribution function, and calculating the wind speed and density on a monthly and annual average. The annual windflowers of the stations in the study area were also plotted by processing the data of the mentioned statistical period using the WRPLOT software. The results showed that the stations in the south and northwest of the city at an altitude of 100 meters above the ground with an average annual speed of 4.04 and 7.08 meters per second and wind power density of 212 and 215 watts per square meter, respectively, have better talent and potential.
    Keywords: Renewable Energy, wind, Karun, Electricity Generation, Output Power
  • Asharaf-Sadat Pasandideh *, Gholamreza Heidari Pages 125-138
    The world's energy system is in a transition phase, one of its main features is the emphasis on renewable energies. In Iran, despite the significant potential in the field of wind and solar power plants, there is a significant gap between the installed renewable capacities and the goals of policy documents. In this article, using grounded theory analysis, intervention and contextual conditions of the renewable have been investigated. Among the intervening conditions, we can mention the increase in the exchange rate, sanctions and reduction of foreign investment in the country, centralized management and subsidized atmosphere ruling the electricity industry, the financial situation of the Ministry of Energy.The contextual conditions include the lack of agreement on why and how to develop renewable energy in the country, the government's partial view of the energy sector instead of the national view, the lack of access Investors to low-cost financial resources, a supportive atmosphere in favor of the fossil sector, and failure of financial models in the field of renewable energy, the lack of a clear strategy in the field of renewable equipment manufacturing, and inappropriate culture. According to the aforementioned cases, the effectiveness of policies which are approved in the field of renewable energy has significantly declined. This will be the result of the small capacity of power plants, the lack of proper diversity in the country's energy portfolio, the lack of role of renewable energy in the country's energy supply, and social distrust towards participation in this field.
    Keywords: renewable, Governance, Policymaking, Paradigm Analysis
  • Hossein Seifi *, Mohsen Seifi Davary, Shsahriar Kouravand Pages 139-147

    Over the world, advancements in the design of wind turbines with augmentation are being made with the aim of producing electricity nearby users in built-up regions. By reducing the distance between the consumer and the power source, this is certain to aid in lowering the burden on the power generation system as well as the costs associated with the distribution and transmission network. By maximizing the upstream wind striking on the rotor blades, the major goals driving the development and progress of vertical-axis wind turbines (VAWTs) are raising the power coefficient and torque coefficient. VAWT produce both positive and negative torque while operating, in contrast to horizontal axis wind turbines (HAWTs). For VAWTs, the negative torque produced by the returning blade is a major problem that is counterproductive. When used to boost flow, porous blades lessen the negative torque generated by the return blades and also increase the torque by causing upstream airflow to be bent toward the leading blade. The studies conducted so far on the Darriues VAWT with porous blades are examined in this paper. Research results show that Darriues VAWT with porous blades has recorded more self-starting and turn than the Darriues VAWT base with straight blades. Moreover, the ability to self-starting torque, power, force less than the vertical axis of Darriues is required with straight blades.

    Keywords: Wind Energy, Wind Turbine, Porous Blade, Self-Starting, Darriues
  • Himan Khodkam * Pages 148-157
    Increasing consumption of energy, fossil fuels and resources that replace renewable energies. Due to its location between 25 and 40 degrees north latitude, Iran has the highest ranks in the world in terms of receiving energy. In the geographical location of Iran, the panels should be set in the direction of absolute geographical south so that they are always facing the solar window. The orientation angle of the panels is different in different seasons, and in fixed structures, this angle is adjusted based on the data of the winter season. The detector structures have a 15-30% higher efficiency than the fixed ones; But using it is not economical. Temperature has a significant effect on the efficiency of photovoltaic panels, and exceeding the temperature of 25 degrees Celsius reduces the efficiency. Among the many methods of temperature control, only the method of using phase change materials is economical and can be implemented. Inverters convert direct current into alternating current and it is necessary to use the electricity of the solar power plant. According to the criteria and weights of the effective factors, it was determined by the relevant authorities that sunny days are of special importance among the criteria. Using the Expert Choice software, the AHP method was implemented, and the criterion of the number of sunny days gained the highest importance. Among the five selected points in Kerman city, it was the first priority for the construction of a power plant.
    Keywords: AHP, structure, Solar energy, inverter, Efficiency, cooling, Location
  • Ali Salehi-Shabestari * Pages 158-167
    Hydropower is one of the most cost-effective methods of generating electricity and have the largest share of global renewable electricity generation. Due to the long history of using Hydro-turbines in power generation, the related technologies are at a high level of maturity. However, still many researches are being conducted on this topic to increase efficiency, increase performance flexibility, increase life, and reduce the cost of installing, operating, and maintaining hydro-turbines. In the present work, research papers and inventions related to hydro-turbine technology have been surveyed and based on that, the technical fields that have been focused in recent researches have been identified. Due to the widespread use of Francis turbines in hydropower generation, especially in Iran, the survey is mainly focused to this type of turbine. Accordingly, the most cited technical domains of the Francis turbine include issues related to vortex and flow in draft tube, blades, cavitation, spiral case, computational fluid dynamics, and manufacturing. Also, technologies related to increasing the operating range of hydro-turbines as well as digitalization of hydro-turbine performance are the most important growing technologies related to hydropower generation.
    Keywords: Technology observation, Hydroturbine, Francis Trubine, Technical domains