فهرست مطالب

انرژی های تجدیدپذیر و نو - سال دوازدهم شماره 1 (پیاپی 23، بهار و تابستان 1404)

نشریه انرژی های تجدیدپذیر و نو
سال دوازدهم شماره 1 (پیاپی 23، بهار و تابستان 1404)

  • تاریخ انتشار: 1404/01/01
  • تعداد عناوین: 21
|
  • مصطفی مافی*، احسان طاهران، سید علیرضا زرآبادی صفحات 1-10
    تحقیق حاضر به بررسی و تحلیل ترمودینامیکی دو سیستم تبرید تراکمی دو منظوره شامل سیستم با محفظه اختلاط و تانک ذخیره و سیستم تبرید آبشاری با کاربری در سردخانه ها با هدف تامین دو محدوده دمایی بالای صفر و زیر صفر می پردازد. هدف از این پژوهش بررسی میزان انرژی مصرفی سالانه سیستم های دو منظوره برودتی با مبردهای دوستدار محیط زیست و هم چنین بررسی پارامترهای موثر بر راندمان این سیستم ها می باشد. بررسی ها نشان داد که بهترین مبرد از لحاظ عملکردی در هر دو سیستم، مبرد R290 می باشد. سیستم دارای تانک ذخیره، راندمان بالاتری داشته و هم چنین میزان مصرف انرژی آن در مناطق گرم و مرطوب 30 درصد و در دیگر مناطق 20 درصد پایین تر از سیستم آبشاری می باشد. البته این سیستم به نسبت سیستم آبشاری محدودیت های بیشتری داشته و بسیاری از مبردها در آن به علت محدودیت های فشار قابل استفاده نیستند. مقایسه این دو سیستم نشان می دهد که با فرض ثابت بودن ظرفیت بار کل سردخانه، با افزایش بار حرارتی سالن های زیر صفر، مصرف انرژی هر دو سیستم افزایش پیدا می کند. همچنین مشخص گردید که سیستم آبشاری در اقلیم گرم و مرطوب 10درصد بیشتر از دو اقلیم دیگر انرژی مصرف می کند.
    کلیدواژگان: تبرید، آبشاری، مبرد، سیستم های تراکمی، مصرف انرژی، سیستم های برودتی دو منظوره
  • محمدباقر حمیدی*، مجتبی وفائی نژاد، بهزاد عزیزی مهر، عبدالرزاق کعبی نژادیان صفحات 11-16

    امروزه با افزایش روز افزون مصرف انرژی، استفاده از انرژی های تجدیدپذیر اهمیت ویژه ای پیدا کرده است. در این میان انرژی خورشید به لحاظ عدم تولید آلاینده ها جایگاه ویژهای پیدا کرده است. یکی از ساده ترین و موثرترین وسیله ها برای جمع آوری انرژی خورشید، کلکتور خورشیدی صفحه تخت است. در این پروژه، یک مدل نوین کلکتور خورشیدی توسط نرم افزار فلوعنت شبیه سازی شده و تاثیر پارامترهای مهم در طراحی ککلتور همچون ضخامت صفحه جذب، قطر تیوب ها و تعداد تیوب ها مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که افزایش قطر تیوب ها، افزایش تعداد تیوب ها که به منزله کاهش فاصله آنهاست، و افزایش صخامت صفحه جاذب همگی باعث بهبود کارایی سیستم کلکتور خورشیدی صفحه تخت می گردد. برای مقایسه عملکرد این نوع هندسه با کلکتورهای مورد استفاده در صنعت، یک نوع هندسه دیگر برای کلکتور خورشیدی که در آن نصف تیوب ها در بالای صفحه جاذب قرار دارند نیز در نرم افزار فلوعنت شبیه سازی شد. نتایج مقایسه این دو نوع هندسه نشان می دهد که هندسه نوع اول در بهترین حالت شبیه سازی دارای راندمان انرژی 59.63 درصدی بوده وهندسه نوع دوم که در آن نصف تیوب ها در بالای صفحه جاذب قرار دارند دارای راندمان 67.79 درصدی می باشد.

    کلیدواژگان: انرژی خورشیدی، کلکتور خورشیدی، صفحه جاذب، انرژی های تجدیدپذیر
  • رحیم زاهدی، سیاوش گیتی فر، ابوالفضل احمدی* صفحات 17-26
    ناتوانی منابع انرژی متعارف در برآورده ساختن کامل تقاضای روزافزون انرژی در دنیای امروز، به اهمیت روزافزون سیستم های تولید برق هیبریدی اشاره دارد. امروزه سیستم های هیبرید تولید برق که قسمتی از آن ها یا تمام منبع های آن از منبع های انرژی تجدیدپذیر است توجه بسیاری از محققان، دانشمندان و سرمایه گذاران را به خود جلب کرده است. در این تحقیق، یک سیستم تولید هیبریدی مستقل با چند منبع، با طراحی بهینه را پیشنهاد می کند که شامل پنل های فتوولتائیک، ژنراتورهای توربین بادی، باتری ها و ژنراتور دیزلی است. هدف این پژوهش به حداقل رساندن انتشار کربن دی اکسید و هزینه است که در قالب ارزش فعلی خالص سیستم بیان می شود. سیستم تولید برق هیبرید طراحی شده بیشتر در سیستم توزیع به عنوان یک تولید پراکنده یکپارچه شده است. این برای بهبود بهینه عملکرد سیستم توزیع با به حداقل رساندن تلفات کل و انحراف ولتاژ کل سیستم توزیع است. هزینه ترکیبی و انتشار گازهای گلخانه ای ناشی از انرژی خریداری شده از شبکه و انرژی تولید شده توسط تولید پراکنده نیز کاهش می یابد. برای این منظور، یک الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات چند هدفه توسعه داده شده است. الگوریتم های بهینه سازی پیشنهادی با استفاده از نرم افزار متلب برای یک سیستم توزیع استاندارد 33باسه IEEE پیاده سازی می شوند. مکان و اندازه تولیدهای پراکنده و نوع و تعداد هر منبع مولد سیستم هیبریدی به عنوان متغیرهای تصمیم در نظر گرفته می شود و تحلیل های اقتصادی در نرم افزار هامر انجام می شود.
    کلیدواژگان: سیستم هیبرید، الگوریتم ازدحام ذرات چند هدفه، بهینه سازی، تولید پراکنده، نرم افزار متلب، نرم افزار هومر
  • جاماسب پیرکندی*، محمدعلی سیف الهی، مصطفی محمودی، مهدی هاشم آبادی صفحات 27-36

    منبع اصلی تامین انرژی مورد نیاز بشر، سوخت های فسیلی هستند که سبب افزایش دمای زمین و زیان های جدی زیست محیطی می شوند. بخش قابل توجهی از انرژی مصرفی در دنیا و ایران، مربوط به ساختمان های مسکونی است. مصرف کننده بخش عمده ای از این انرژی در ساختمان های مسکونی سیستم های سرمایشی و گرمایشی هستند. بنابراین صرفه جویی و انتخاب بهینه سیستم های سرمایشی و گرمایشی در ساختمان های مسکونی امری ضروری بوده و می تواند به کاهش مصرف سوخت های فسیلی کمک کند. در مطالعه حاضر، هفت سناریوی مختلف که هر کدام شامل یک سیستم سرمایشی مستقل یا مرکزی و یک سیستم گرمایشی مستقل یا مرکزی می باشند، در دو ساختمان مسکونی بلند مرتبه در شهر تهران، مورد بررسی فنی و اقتصادی قرار گرفتند. نتایج نشان می دهد که در ساختمان های بلند مرتبه سیستم های سرمایشی و گرمایشی مرکزی (مانند دیگ و چیلر با توزیع کننده فن کویل و هواساز)، عملکرد بهتری نسبت به سیستم های مستقل (مانند کولر آبی، کولر گازی، داکت اسپلیت، ایرواشر آپارتمانی، زنت آپارتمانی، پکیج، بخاری - آبگرمکن و...) دارند. همچنین با افزایش واحدهای (متراژ) ساختمان، عملکرد سیستم های مرکزی بهتر و عملکرد سیستم های مستقل ضعیف تر می شود.

    کلیدواژگان: سیستم های سرمایشی و گرمایشی مستقل و مرکزی، ساختمان های مسکونی بلند مرتبه، تحلیل اقتصادی، هزینه
  • عباس رحیملی، علی اصغر جعفری*، سیروس اقا نجفی صفحات 37-46

    تقاضای انرژی جهانی سالانه 8/ 1درصد بین سال های 2000 تا 2030 افزایش خواهد یافت. گاز دی اکسید کربن به طور متوسط تا1/2 درصد در سال افزایش می یابد کمبود انرژی و آلودگی هوا دو معضل بزرگ بشریت می باشد استفاده از منابع انرژی تجدید پذیر با کمترین آلودکی محیط زیست از اهمیت بسزای برخوردار است وتوجه به کم بودن اثر آلودگی برداشت انرژی از باد اکثر محققان را به سمت تحقیق در مورد این نوع انرژی سوق داده است. انرژی باد یکی از منابع انرژی تجدید پذیر است نسل جدید توربین های بادی بدون پره برمبنای سازه انعطاف پذیر می باشد این مقاله مروری بر 67 تحقیق بنیادین در این حوزه جدید که در حال بررسی توسط محققین می باشد است .که اعتبار سنجی مقالات بر اساس انجام تست عملی و محاسبات FSI صورت گرفته است .مطالعات صورت گرفته عمدتا جهت بهینه کردن استفاده از انرژی تجدید پذیر توربین بدون پره و بررسی یک یا دو پارامتر می باشد در این مطالعه ضمن معرفی پارامتر جدید موثر در بهینه کردن برداشت انرژی در سیستم جرم فنر دمپر که شبیه سازی شده مدل توربین بادی بدون پره است تقریبا تمام پارامترهای موثر در برداشت انرژی در این توربین ها مورد بررسی قرار گرفته است ونیز برای افزایش ساعات بهره وری توربین بادی در سال، از یک سیستم تنظیم استفاده شده است.

    کلیدواژگان: ارتعاش القایی گردابه ای، پایداری، توربین بدون پره، انرژیی تجدید پذیر، پدیده قفل شدگی
  • سید مصطفی میرطبایی، علیرضا مستمندی* صفحات 47-56

    تولید برق خارج از شبکه سراسری برق، روشی برای تامین انرژی در مناطق مسکونی، تجاری و یا مناطق دور افتاده است. در رویکرد جدید دیزل ژنراتور همراه با فناوری های انرژی تجدیدپذیر ترکیب می شود. لذا در این پژوهش ابتدا به بررسی مکان مناسب جهت احداث نیروگاه هیبریدی در استان خراسان جنوبی با توجه به 14 شاخص و 15 گزینه مختلف با استفاده از روش وزن دهی شنون آنتروپی و روش تصمیم گیری تاپسیس پرداخته شده است. نتایج نشان می دهد که بیتشرین وزن شاخص ها با استفاده از روش شنون آنتروپی به ترتیب مربوط به شاخص فاصله تا جاده، فاصله تا شبکه سراسری برق و جمعیت قرار دارد. سپس در میان گزینه ها اسدیه با امتیاز 0.8932 و عشق اباد با 0.8853 بیشترین امتیاز را با استفاده از روش تاپسیس دریافت می کند. با انتخاب اسدیه به عنوان بهترین مکان جهت احداث نیروگاه هیبریدی به طراحی یک نیروگاه متشکل از دیزل ژنراتور، توربین بادی، پنل خورشیدی و باتری برای تامین بار مصرفی یک روستا پرداخته شده است. میزان بار مصرفی این روستا 213.6 کیلووات ساعت در روز و میزان اوج بار مصرفی 25.45 کیلووات است. برای تامین این بار به 9.29 کیلووات پنل خورشیدی، 2 عدد توربین بادی 10 کیلووات، 29 کیلووات دیزل ژنراتور، 18 عدد باتری 5 کیلووات و 10.4 کیلووات اینورتر مورد نیاز است. هزینه سرمایه گذاری سیستم پیشنهاد شده 31314 یورو و هزینه تولید هر کیلووات انرژی 0.0784 یورو است. همچنین هزینه عملکرد این سیستم 3689 یورو و میزان سوخت مصرفی دیزل ژنراتور در طول سال 4654 لیتر است.

    کلیدواژگان: مکان یابی، بهینه سازی، روش های تصمیم گیری چند معیاره تاپسیس، روش وزن دهی شنون آنتروپی
  • مجید حسین پور*، صغری اراهیم زاده صفحات 57-71
    سلول های سوختی در سیستم های تولید پراکنده (DG) به دلیل مزایای زیست محیطی و عملکردی بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. برای اتصال سلول های سوختی به شبکه از مبدل های الکترونیک قدرت استفاده می شود. اینورترهای قدرت به دلیل کلیدزنی PWM و تاخیرهای کنترلی آن دارای هارمونیک های فرکانس بالا هستند. برای حذف این هارمونیک ها از فیلترهای LCL استفاده می شود. تغییرات امپدانس شبکه باعث تغییر فرکانس تشدید فیلترهای LCL می شود و ممکن است باعث ناپایداری سیستم شود. برای تضعیف تشدید فیلترهای LCL از روش های میرایی فعال استفاده می شود. در این مقاله از یک سلول سوختی برای تزریق توان به شبکه از طریق اینورتر قدرت و فیلتر LCL استفاده شده است. در این مقاله از یک سلول سوختی برای تزریق توان به شبکه از طریق اینورتر قدرت و فیلتر LCL استفاده شده است. فیدبک جریان خازن تناسبی انتگرالی برای میرایی تشدید فیلتر LCL بکار رفته است. برای بررسی صحت عملکرد روش پیشنهادی نتایج شبیه سازی با استفاده از نرم افزار MATLAB/Simulink ارائه شده است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد روش پیشنهادی در برابر تغییرات امپدانس شبکه همچنین تغییرات مربوط به پارامترهای سلول سوختی پایدار است و عملکرد مطلوبی را ارائه می کند.
    کلیدواژگان: سلول های سوختی، اینورترهای متصل به شبکه، فیلترهای LCL، میرایی فعال فیدبک جریان خازن
  • علی خالقی بابایی، اردلان افلاکی*، معصومه میرصفا صفحات 72-80

    مصرف زیاد انرژی در ساختمان های تجاری به دلیل استفاده عموم در ساعات مختلف، تبعات جبران ناپذیری ازجمله آسیب به محیط زیست را به دنبال دارد. نما به عنوان یک جز موثر ساختمان در کنترل تابش، نقش مهمی در کاهش مصرف انرژی دارد. متاسفانه در سال های اخیر توجه به بعد زیبایی شناختی بنا باعث شده که نقش نما و استفاده از راهکار های به روز در زمینه تکنولوژی ساختمان به عنوان کاهنده موثر انرژی کمتر موردبررسی قرار گیرد. مطالعه حاضر با استفاده از نمای دو پوسته به جای نمای تک پوسته و یا ترکیب تک پوسته و دو پوسته در ساختمان تجاری در کرج، به نقش استفاده از نمای دو پوسته و ترکیبی در کاهش هدررفت سرما و گرما از طریق دیوارها می پردازد. این پژوهش ازلحاظ هدف از نوع توسعه ای-کاربردی می باشد و از روش تحقیق شبیه سازی برای سنجش میزان اثرگذاری راهکار ها در اقلیم سرد و خشک بهره می برد. همچنین از ابزار مطالعات کتابخانه ای و اسنادی برای انجام پیشینه تحقیق استفاده شده -است. نتایج مطالعه نشان می دهد که گاز و برق مصرفی در سردترین و گرم ترین ماه سال در نمای ترکیبی تک پوسته-دوپوسته نسبت به تک پوسته به ترتیب به میزان تقریبی 20% و 15% کاهش می یابد. از طرف دیگر، با توجه به کاهش نامحسوس انرژی در مقایسه نماهای دوپوسته و ترکیبی، جهت کاهش هزینه-های ساخت و اجرا در ساختمان، نمای ترکیبی در اقلیم سرد و خشک، توجیه پذیری بهتری دارد.

    کلیدواژگان: نمای دوپوسته، کاهش مصرف انرژی، تکنولوژی ساختمان، مطالعات پارامتریک، شبیه سازی انرژی
  • افشین حمدی پور*، رسول زوارقی، مقصود قنبری صفحات 81-90
    با توجه به تغییرات آب و هوایی، کاهش منابع سوخت های فسیلی، بهره وری پایین انرژی و سرعت رشد جمعیت، گرایش به سمت انرژی های تجدیدپذیر یکی از مهم ترین اهداف و چالش های پیش روی جهان است. هدف از پژوهش حاضر تحلیل روند انتشارات علمی ایرانیان در حوزه انرژی های تجدیدپذیر در وبگاه علوم است که با استفاده از شاخص های علم سنجی انجام شده است. در پژوهش حاضر روند انتشارات، نویسندگان پیشرو، مراکز علمی فعال، مجلات هسته، موضوعات پژوهشی کلیدی ایرانیان و شبکه های همکاری نویسندگان ایرانی با نویسندگان سایر کشورها در حوزه انرژی های تجدیدپذیر شناسایی و تحلیل شد. یافته ها نشان داد در طی سال های 1976-2022 در کل 13998 مدرک توسط 2617 نویسنده ایرانی، با دریافت 288603 استناد جهانی در حوزه انرژی های تجدیدپذیر در وبگاه علوم ثبت شده است. نویسندگان ایرانی با انتشار 57/2 درصد از کل انتشارات حوزه انرژی ‎های تجدیدپذیر در رتبه 13 دنیا قرار دارند. همچنین مشخص شد همبستگی معنیداری بین فراوانی تجمعی سالانه تولیدات علمی در حوزه انرژی های تجدیدپذیر و سال های بین 1976 تا 2022 وجود دارد. بر این اساس می توان پیش بینی کرد اگر انتشار تولیدات علمی با موضوع انرژی های تجدیدپذیر با همین روند ادامه یابد، فراوانی تجمعی تولیدات علمی این حوزه در سال 2030 تقریبا پنج برابر آن در سال 2022 خواهد شد.
    کلیدواژگان: انرژی تجدیدپذیر، انرژی پاک، انرژی خورشیدی، انرژی زمینگرمایی، انرژی زیست توده، علم سنجی
  • وحید کریمیان، سمیرا زارعی*، پیمان سلامی صفحات 91-100
    افزایش روزافزون تولید پسماندهای شهری، روستایی و صنعتی و نحوه مدیریت و دفن این پسماند ها یکی از چالش های جوامع بشری می باشد. از سوی دیگر تقاضا برای انرژی و محدود بودن منابع انرژی فسیلی، توجه جوامع را به سوی انرژی های تجدید پذیر معطوف کرده است. بیوگاز یکی از انواع انرژی های تجدیدپذیر است که از مواد آلی معروف به زیست توده تولید می شود. در پژوهش حاضر، تولید بیوگاز از هضم بی هوازی ترکیب کود گاوی و بقایای محصولات گندم، جو و نخود (با نسبت 75:25) در مقیاس نیمه صنعتی مورد بررسی قرار گرفت و سپس شاخص های انرژی و چرخه حیات آن ارزیابی شد. بررسی شاخص های انرژی نشان داد در فرآیند تولید بیوگاز از هر تن ترکیب بقایای نخود، گندم و جو با کود گاوی، نسبت انرژی خالص به ترتیب برابر با 649/1، 613/1 و 554/1 بود. همچنین در این فرآیند بهره خالص انرژی برای هر تن ترکیب بقایای نخود، گندم و جو با کود گاوی به ترتیب برابر با 4/12191، 4/11816 و 554/10956 مگاژول بود. به عبارت دیگر، تولید بیوگاز از ترکیب بقایای نخود با کود گاوی بهترین نتایج و ترکیب بقایای جو با فضولات دامی ضعیف ترین نتایج را از دیدگاه تحلیل انرژی به خود اختصاص دادند. شاخص های زیست محیطی میانی و ارزیابی چرخه حیات در فرآیند تولید بیوگاز در سه سناریوی مختلف ترکیب بقایای گندم، جو و نخود با کود دامی مورد ارزیابی قرار گرفت. مطابق نتایج به دست آمده، ترکیب بقایای نخود با کود گاوی نسبت به دو ترکیب دیگر بیشتر دوستدار محیط زیست بوده و سناریوی مناسب تری از دیدگاه ارزیابی چرخه حیات می باشد.
    کلیدواژگان: اثرات زیست محیطی، جو، گندم، نخود، هضم بی هوازی
  • آرزو گشنیزجانی، حمیدرضا فرشچی*، اعظم السادات رضوی زاده صفحات 101-113

    بحران های زیست محیطی به واسطه افزایش روزافزون مصرف انرژی بر کسی پوشیده نیست. ازطرفی تاثیر گسترده ی صنعت ساختمان به ویژه بناهای آموزشی به عنوان یکی از بزرگترین مصرف کنندگان انرژی، اهمیت تاثیر آسایش محیطی بر افزایش عملکرد و بازدهی تحصیلی دانش آموزان و لزوم ارائه راهکارهای مقاوم سازی و طراحی ساختمان های آموزشی کارا همگام با مرحله بهره برداری و طراحی توجه خاص به جداره بیرونی ساختمان ها را ضروری می کند. بنابراین به منظور رسیدن به الگو بهینه در طراحی و مقاوم سازی مدارس، تامین آسایش محیطی، کاهش مصرف انرژی، مقابله با بحران های زیست محیطی؛ از میان سایر متغیرها، بررسی لایه بندی پوسته خارجی بنا براساس شاخص های زیست محیطی از اهداف این تحقیق می باشد. رویکرد روش شناختی پژوهش کمی - تحلیلی و ازجنبه هدف کاربردی است. به منظور پیشبرد مطالعات و بررسی تاثیر مستقل و همزمان متغیرهای پژوهش (نوع و ضخامت عایق حرارتی و انواع بلوک های عایق ساختمانی) بر کاهش مصرف انرژی و انتشار گاز کربن دی اکسید و افزایش ساعات آسایش؛ علی رغم شبیه سازی و بررسی صحت نتایج حاصل از نرم افزار دیزاین بیلدر، از روش ارزیابی مقایسه ای به منظور قیاس نتایج حاصل از ارزیابی با وضع فعلی ساختمان بهره گرفته شده است. نتایج حاکی از آن است اجرای یک لایه هوا یا نصب یک ورق عایق حرارتی پلی استایرن منبسط شده با ضخامت 5 سانتی متر برای ساختمان های موجود و با ضخامت 4 - 5 سانتی متر برای ساختمان های جدیدالاحداث بهترین عملکرد را به همراه خواهد داشت. از حیث شاخص های زیست محیطی درصورت عایقکاری جداره های خارجی ساختمان توام با بلوک سفالی نسبت به استفاده از بلوک های عایق چون لیکا و هبلکس بدون عایقکاری عملکرد بهتر و به صرفه تری حاصل می شود.

    کلیدواژگان: بهینه سازی مصرف انرژی، طراحی زیست محیطی، پوسته خارجی، بنای آموزشی، دیزاین بیلدر، اقلیم گرم و خشک
  • سید رسول حسینی، محمدجواد مغربی* صفحات 114-123

    یکی از مهم ترین منابع انرژی های تجدیدپذیر، انرژی باد می باشد. به کمک توربین های بادی می توان از انرژی جنبشی باد بهره برد. از مشکلات اساسی توربین بادی ساونیوس، بازدهی پایین آن به دلیل برخورد مستقیم باد به پره بازگشتی توربین و اعمال گشتاور منفی به آن می باشد. یکی از روش های جدید و ارزان جهت افزایش راندمان این توربین ها، استفاده از مانع منحرف کننده در بالادست جریان جهت جلوگیری از برخورد باد به پره بازگشتی توربین و تولید گشتاور منفی است. به دلیل نوع هندسه مانع استوانه ای شکل، توانایی هدایت جریان تحت زاویه دلخواه وجود ندارد. همچنین ناحیه گردابه ای نسبتا بزرگی در پایین دست مانع و در نزدیکی توربین تشکیل خواهد شد که موجب اثرات نامطلوب بر عملکرد توربین می شود. با نصب پره های جداکننده جریان می توان این گردابه ها را کنترل کرد. در این تحقیق با استفاده از تکنیک دینامیک سیالات محاسباتی، در یک شبیه سازی دوبعدی به کمک نرم افزار انسیس فلوئنت، ابتدا مانع استوانه ای شکل بدون صفحات جداکننده جریان طراحی و نتایج حاصل از شبیه سازی آن با نتایج تجربی پژوهش های پیشین اعتبارسنجی گردید. سپس به عنوان نوآوری، صفحه جداکننده تحت یک زاویه مطلوب نصب و جریان به سمت پره پیش رونده توربین هدایت شد. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که استفاده از مانع منحرف کننده با پره های جداکننده جریان تحت زاویه 5 درجه، موجب افزایش 23.4 درصدی ضریب توان توربین نسبت به حالت بدون مانع آن در نسبت سرعت نوک 0.6 می شود.

    کلیدواژگان: توربین بادی، منحرف کننده، توربین ساونیوس، انرژی باد، ضریب توان
  • صیاد اصغری سراسکانرود*، بهروز فرامرزی عوری صفحات 124-136
    مناطق داری پتانسیل زمین گرمایی به طور طبیعی دارای شواهدی در سطح زمین هستند که در پروژه های اکتشاف انرژی زمین گرمایی از این شواهد برای مکان یابی اولیه آن ها استفاده می شود. هدف این پژوهش شناسایی مناطق مستعد زمین گرمایی سطحی با ترکیب دمای سطح و فلوهای انرژی حاصل از الگوریتم سبال با استفاده از داده های سنجنده حرارتی ماهواره لندست 8 و 9 در منطقه شوط-ماکو استان آذربایجان غربی واقع در شمال غرب کشور است. برای این منظور از تصاویر ماهواره لندست 8 به تاریخ 14 آگوست 2023 و داده های لندست 9 به تاریخ 7 سپتامبر 2023 استفاده شد. سپس با استفاده از الگوریتم پنجره مجزا، نقشه دمای مشاهداتی سطح زمین بازیابی گردید. سپس با استفاده از تصویر سنجنده حرارتی ماهواره سنتینل 3 دمای بازیابی شده با استفاده از مدل تحلیل رگرسیون خطی اعتبارسنجی شد. در ادامه با استفاده از الگوریتم سبال مقدار تشعشعات خالص دریافتی توسط سطح زمین، انرژی خالص هدایت شده به زمین و مقدار تابش جذب شده خورشیدی توسط سطح زمین، محاسبه گردید تا اثر تشعشعات خورشیدی از روی دمای مشاهداتی سطح به حداقل ممکن برسد. با ترکیب فلوهای گرمایی حاصل از الگوریتم سبال با دمای مشاهداتی سطح، مناطق مستعد انرژی زمین گرمایی شناسایی و تعیین گردیدند. چشمه آبگرم طبیعی به عنوان یکی از شواهد ظاهری انرژی ژئوترمال تاییدکننده پیکسل های مستعدی بودند که در نتایج حاصل از نقشه نهایی بدست آمدند و نشان دادند مناطقی در منطقه مورد مطالعه وجود دارند که پتانسیل بالایی برای انرژی زمین گرمایی دارند.
    کلیدواژگان: انرژی زمین گرمایی، آنومالی حرارتی، پنجره مجزا، سبال، دمای سطح زمین، لندست، ماکو
  • سبحان حرفت، سارا محمودیان یونسی، غزال سادات لواسانی، ابوالقاسم مسیبی جیرهنده، محمدرضا پورصابر، رقیه گوگ ساز قوچانی، مجید زندی* صفحات 137-147

    در سال های اخیر، بحران محیط زیستی ناشی از انتشار فزاینده دی اکسیدکربن درحال گسترش است. به همین علت دنیا با سرعت قابل توجهی در حال چرخش به سمت انرژی های تجدیدپذیر است. سامانه انرژی تجدیدپذیر، پتانسیل بسیار زیادی برای کربن زدایی محیط زیست را دارد؛ زیرا آن ها گازهای گل خانه ای یا آلاینده تولید نمی کنند. سامانه های انرژی تجدیدپذیر، برای تولید انرژی به منابع طبیعی مانند نور خورشید، باد، آب و زمین گرمایی متکی هستند. این منابع شامل عدم قطعیت است و به آب وهوا، فصل و سال بستگی دارد. برای در نظر گرفتن این تناوب ها، انرژی های تجدیدپذیر را می توان به کمک روش های گوناگون ذخیره کرد. سپس در صورت نیاز به شیوه ای ثابت و کنترل شده بکار گرفت. فناوری سامانه ذخیره ساز انرژی، امکان جذب، ذخیره و آزادسازی انرژی را برای کاربرد بعدی فراهم می کند. سامانه های ذخیره ساز انرژی می توانند به تعادل عرضه و تقاضای برق، بهبود پایداری شبکه، کاهش انتشار کربن و تسهیل ادغام منابع انرژی تجدیدپذیر در شبکه برق کمک کنند. در این پژوهش انواع زیر مجموعه های سامانه های ذخیره سازی انرژی مانند حرارتی، شیمیایی، الکتروشیمیایی، مکانیکی، الکتریکی و هیبریدی طبقه بندی شده سپس مزایا و معایب مربوطه در نهایت اصول عملیاتی آن ها، با یکدیگر مقایسه و بررسی شده است.

    کلیدواژگان: انرژی های تجدیدپذیر، گازهای گل خانه ای، عدم قطعیت، سامانه ذخیره سازی انرژی
  • سیده مامک صلواتیان*، امیرمحمد بابازاده صفحات 148-156

    امروزه بامطالعه عناصر معماری اقلیمی گذشته، سیستم های نوینی بر پایه تحلیل عملکردی آن ها ساخته شده که ازجمله این عناصر می توان به بادگیر ها اشاره کرد. بادگیرهای نسل جدید می توانند با مصرف انرژی بسیار کم شرایط آسایش را در فضا های داخلی بهبود بخشند. از سوی دیگر، مولفه های کیفیت هوای داخلی از اهمیت بالایی در فضا های آموزشی برخوردارند و تاثیر بسزایی بر عملکرد دانش آموزان دارند؛ بنابراین می بایست سطح این مولفه ها در هوای فضای داخلی پایش، کنترل و به سطح مطلوب رسانده شوند. پژوهش حاضر سعی بر بررسی کاربرد سیستم بادگیرهای نسل جدید بر دو مولفه کیفیت هوای فضای داخلی یعنی نرخ تهویه و سطح دی اکسید کربن هوا در اقلیم معتدل و مرطوب ایران داشته است. این پژوهش از نوع مروری می باشد و جمع آوری داده ها به شیوه کتابخانه ای است و با استفاده از روش تحقیق توصیفی - تحلیلی سعی بر نتیجه گیری و تعمیم نتایج به دست آمده در اقلیم معتدل و مرطوب ایران شده است. جهت مشخص شدن نتایج، در ابتدا سرعت باد موردنیاز جهت فعال شدن بادگیر های نسل جدید بدون نیاز به مصرف انرژی در مطالعات کتابخانه ای جمع آوری گردید. سپس ارزیابی ها در خصوص قابلیت سیستم های بادگیر نسل جدید در تامین استانداردهای لازم در هر دو زمینه نرخ تهویه و سطح دی اکسید کربن هوا صورت گرفت. نتایج نشان داد که با توجه به میانگین سرعت باد در سه شهر موردمطالعه، سیستم های باد گیر نسل جدید در اکثر ماه های سال با در نظر گرفتن یک فن دمنده در ابتدای مسیر توانایی تامین استانداردهای لازم در دو زمینه نرخ تهویه و سطح دی اکسید کربن هوا را در فضا های آموزشی دارد.

    کلیدواژگان: بادگیر، تهویه طبیعی، سطح دی اکسید کربن، محیط های آموزشی، اقلیم معتدل و مرطوب ایران
  • زهرا سعید، امیر حیدری، عزیز باباپور* صفحات 157-165
    در خشک کن های خورشیدی، انرژی حرارتی توسط تابش نامحدود خورشید تامین می شود به همین دلیل فرآیند خشک کردن تا حد زیادی به شرایط مختلف آب و هوایی محلی بستگی دارد. انواع مختلفی از خشک کن های خورشیدی در نقاط مختلف جهان طراحی و توسعه یافته اند در میان دسته خشک کن های خورشیدی، خشک-کن خورشیدی نوع غیرمستقیم مزیت بیشتری دارد. استراتژی تحقیق این مطالعه به صورت مروری روایتی با جستجوی مقالات مرتبط در موتور جستجوگر Google scholar با استفاده از کلید واژه های انتقال حرارت، انرژی ذخیره گرمایی، مواد تغییر فازدهنده، انرژی خورشیدی، خشک کن خورشیدی انجام شد. با توجه به نتایج مطالعه استفاده از مواد تغییرفازدهنده در خشک کن های خورشیدی غیر مستقیم کیفیت محصول خشک شده را در مدت زمان کوتاه تری فراهم می کند به طوری که دمای هوای داخل محفظه حتی بعد از غروب آفتاب 4 تا 20 درجه سانتیگراد بالاتر از دمای محیط است. همچنین تلفات پس از برداشت محصولات کشاورزی در مناطق روستایی کشورهای در حال توسعه را می تواند کاهش دهد. این کار به درک فرایند خشک کردن، انواع مختلف خشک کن ها و عملکرد آن ها و مدیریت انرژی در خشک-کن ها با استفاده از نانو کامپوزیت مواد تغییرفازدهنده کمک می کند. بنابراین نتایج به دست آمده نشان دهنده ی تاثیر مثبت این مواد بر جلوگیری از اتلاف انرژی، کاهش هزینه و حفظ مواد مغذی در محصول خشک شده است.
    کلیدواژگان: انتقال حرارت، انرژی ذخیره گرمایی، مواد تغییر فازدهنده، انرژی خورشیدی، خشک کن خورشیدی
  • سروش رحمتیان*، ویدا ورهرامی صفحات 166-172
    امروزه جهان به دنبال بحران های محیط زیست و کاهش منابع انرژی فسیلی در دسترس، به دنبال گذر از انرژی های موجود و روی آوردن به انرژی های تجدیدپذیر، نو و پاک می باشد. هیدروژن به عنوان یک انرژی تجدیدپذیر و نو برای جایگزینی سوخت های فسیلی توجه ها را به سمت خود جلب کرده است. در این مقاله به معرفی و مقایسه کشورهای پیشران در این حوزه پرداخته شده است. ژاپن اولین کشور طراحی کننده ی اقتصاد هیدروژنی می باشد که برنامه های خود را از سال 2017 بیان کرده است و بنا دارد تا سال 2050، هیدروژن را به طور کامل جایگزین انرژی های فعلی کند. پس از چین و کره جنوبی مورد بررسی قرار گرفته اند. چین با تولید 33 میلیون تن هیدروژن یکی از تولیدکنندگان اصلی است و از سال 2020 اهمیت هیدروژن را در برنامه های خود لحاظ کرده است و در جهت اقتصاد هیدروژنی گام برمی دارد. کره جنوبی با سرمایه گذاری 36 میلیاردی در این حوزه قصد دارد تا 30 شرکت و 500 هزار شغل در حوزه هیدروژن ایجاد کند. اتحادیه اروپا نیز، هیدروژن را ابزاری برای رسیدن به هدف عدم انتشار کربن معرفی کرده است و قصد دارد تا در سه مرحله تا سال 2050 هیدروژن را جاگزین کند. کانادا نیز با تولید 5 درصد از هیدروژن جهان در میان ده تولیدکننده برتر قرار دارد و آمریکا نیز با تولید هیدروژن به قیمت 2 دلار بر کیلوگرم سعی در رقابت در این عرصه دارد. در میان کشورها برتری در تولید هیدروژن سبز وجود ندارد و همه کشورها برنامه خود را مبتنی بر تولید هیدروژن آبی آغاز کرده اند.
    کلیدواژگان: هیدروژن، اقتصاد هیدروژنی، انرژی تجدیدپذیر، انتشار کربن
  • درسا رازقی جهرمی، محمدمهدی گردعلی، اصلان غلامی، مجید زندی* صفحات 173-181

    نصب و توسعه پایدار سامانه های خورشیدی فتوولتاییک شناور نیازمند شناختی دقیق از اجزای تشکیل‎دهنده آن ها، انواع طراحی های ممکن برای پیاده سازی، اطمینان از عملکرد مناسب آن ها از جنبه های انرژی، اقتصادی و زیست محیطی است. از یک سو، این نوع سامانه ها به در محیط عملیاتی متفاوتی مستقر می باشند. از این‎رو انتخاب اجزای این سامانه ها، مراحل طراحی و پیاده سازی ساختارهای مختلف آن ها چالش های خاص خود را دارد و به صورت مستقیم یا غیرمستقیم بر تولید توان خروجی، دوام، هزینه و آثار زیست محیطی آن ها تاثیر می گذارد. در حالی که سامانه های شناور بر روی سطح منابع آب و مخازن قرار دارند، لزوم بالا بودن کیفیت آب یا شرایط خاص محیطی می تواند کاربرد تکنیک های مختلف تمیز کردن را محدود کند. از این رو در مطالعه حاضر، با مرور پژوهش های مرتبط و طرح های اجرایی مختلف، یک راهنمای جامع برای انتخاب اجزا، طراحی و نصب سامانه های خورشیدی فتوولتاییک به صورت شناور، و هم چنین شرایط لازم برای نگه داری و روش های مختلف تمیز کردن این سامانه ها ارائه شد. در این پژوهش، با روش تحلیل مفهومی، پژوهش های پیشین بررسی و طبقه بندی و ارزیابی گردید و نتایج آن برای محققان و تصمیم‎گیران در این زمینه تنظیم شده است.

    کلیدواژگان: انرژی خورشیدی، فتوولتاییک، سامانه های شناور، سکوی شناور، روش های تمیزکاری، زمان بندی تمیزکاری
  • فراز اسحق بیک فرد، مهدی معرفت* صفحات 182-188
    توجه روزافزون بشر جهت دستیابی به شرایط آسایش حرارتی انفرادی انسان، سبب شده است تا توسعه جامه های تنظیم حرارتی به عنوان یک پاسخ کم هزینه، مطمئن و ایمن، با تاکید بر سادگی در شرایط استفاده، آسایش پوشش و پایداری، به طور وسیعی تحت بررسی و پژوهش قرار گیرند. در این مقاله، ابتدا انواع فناوری و روش های ارزیابی شرایط آسایش و عملکرد جامه های تنظیم حرارتی، تحت بررسی قرار داده شده اند. سپس با استناد بر انتشارات، نشان داده شده که مدل های تحت استفاده جهت ارزیابی عملکرد حرارتی، پیچیده بوده و تعیین احساس حرارتی و به تبع آن آسایش انسان، به وفور توسط ادراک ذهنی داوطلبین صورت میپذیرد. بدین ترتیب لازم است جهت ارزیابی آسایش حرارتی از مقیاس های درکی افراد در آزمایش های میدانی استفاده شده و یا می بایست جهت بررسی نمونه جامه مشخصی، مدلی توسعه داده شود. بنابراین می توان نتیجه گرفت برای کاربری سطح فعالیت پایین جامه های تنظیم حرارتی در محیط های یکنواخت، نظیر استفاده از جلیقه های آسایش حرارتی در محیط دفتری، توسعه مدل پایا و پرکاربرد فنگر که بر پایه ی نتایج تجربی بنا شده است؛ امری مفید در جهت تسریع توسعه و آزمایش جامه های تنظیم حرارتی، بویژه جلیقه های تنظیم حرارتی می باشد.
    کلیدواژگان: جامه تنظیم حرارتی، مدل ارزیابی آسایش حرارتی، مدل فنگر، جلیقه تنظیم حرارتی
  • عرفان عباسیان همدانی*، سعید طالبی صفحات 189-199

    باتوجه به نیاز روزافزون انرژی در سالیان اخیر، مدیریت منابع انرژی امری ضروری است. این روند روبه رشد مصرف انرژی می تواند ناشی از صنعتی شدن کشورها، افزایش جمعیت و مدرنیته شدن زندگی انسان ها باشد. همچنین، توسعه شهرنشینی و صنعت موجب افزایش میزان تولید فاضلاب های صنعتی و شهری می شود. استفاده افزاینده از منابع سوخت های فسیلی و تولید بیشتر فاضلاب ، موجب ایجاد نگرانی های زیست محیطی در جهان شده و نیاز به راه حلی جایگزین برای مدیریت این مسائل می باشد. پیل های سوختی میکروبی یکی از راهکارهای بالقوه مناسب برای تصفیه فاضلاب و تولید انرژی پاک می باشند. انرژی شیمیایی اجزاء پساب توسط باکتری ها به الکتریسیته تبدیل شده و می تواند به عنوان منبعی قابل اتکا برای تولید برق زیستی و پاک در نظر گرفته شود. این فرایند موجب تصفیه هم زمان فاضلاب ها و تولید الکتریسیته سبز می شود که می تواند از انتشار آلاینده های زیست محیطی بکاهد. هرچند هنوز استفاده از این فناوری به دلیل مشکلات اقتصادی و توان خروجی پایین در مقیاس بزرگ امکان پذیر نیست، پیش بینی می شود زمینه استفاده گسترده از این فناوری با پیشرفت آن هموار شود. در این مقاله پیل های سوختی میکروبی از جنبه های مختلف مانند اجزا و ساختارهای متفاوت معرفی شده اند. به علاوه کاربردهای آنها در بخش ها و صنایع مختلف به طور جامع مرور شده و پیشنهاداتی برای آینده بیان شده است. به طورکلی این پژوهش می تواند به عنوان مرجعی جامع برای پژوهش های تکمیلی در این زمینه مدنظر قرار گیرد.

    کلیدواژگان: پیل سوختی میکروبی، تصفیه فاضلاب، انرژی پاک، ساختارهای پیل سوختی میکروبی، انرژی زیستی
  • علی قربانی*، ترحم مصری گندشمین، هیمن خودکام، هادی غائبی صفحات 200-208
    تغییرات آب وهوایی ناشی از انتشار گازهای گلخانه ای بشر را ملزم به تغییر رویکرد استفاده از سوخت نمود و باتوجه به اینکه بخش اعظم انتشار گازهای گلخانه ای مربوط به سیستم حمل و نقل است باید تدابیری جهت کربن زدایی بخش حمل ونقل اندیشید. در حال حاضر درصد قابل توجهی از انرژی وسایل نقلیه توسط سوخت فسیلی تامین می شود. برای کاهش آلایندگی و گرمایش جهانی لازم است وسایل نقلیه پایدار جایگزین وسایل نقلیه با موتورهای احتراقی معمولی شوند. در این مطالعه به طورکلی ویژگی ها و مزایا و معایب چهار فناوری برجسته خودرو اعم از وسایل نقلیه با سوخت زیستی، خودروهای پیل سوختی، وسایل نقلیه الکتریکی و وسایل نقلیه خورشیدی بررسی و مقایسه شد. در حال حاضر بین گزینه های مورد بررسی، وسایل نقلیه الکتریکی بیشترین پتانسیل کاهش CO2 را ارائه می دهد. وسایل نقلیه الکتریکی و وسایل نقلیه خورشیدی به عنوان گزینه های عملی تر و پایدارتر شناخته می شوند. خودروهای پیل سوختی حداقل انتشار گازهای گلخانه ای در خروجی اگزوز را دارند. چالش زیادی همچون محدودیت زیرساختی، کمبود سوخت زیستی، افزایش وزن و سایش سریع لاستیک های خودرو برای خودروهای پیل سوختی وجود دارد. همچنین متناوب بودن تولید انرژی خورشیدی برای وسایل نقلیه خورشیدی مشکل آفرین است. عملکرد وسایل نقلیه با انرژی خورشیدی تحت تاثیر تابش خورشید، دما و سایه قرار می گیرد. خودروهای الکتریکی در مقایسه با خودروهای معمولی انتشار گازهای گلخانه ای کمتری دارند. میزان کاهش آلاینده ها به منبع تولید برق بستگی دارد. تولید برق از منبع تجدیدپذیر باعث کاهش درصد اعظمی از گازهای گلخانه ای است؛ اما در صورتی که از منابع نفتی استفاده گردد تنها درصد جزئی از کاهش آلایندگی مشهود است.
    کلیدواژگان: انتشار گازهای گلخانه ای، انرژی تجدیدپذیر، خودروهای با فناوری نوین، سوخت فسیلی، گرمایش جهانی
|
  • Mostafa Mafi *, Ehsan Taheran, S.Alireza Zarabadi Pages 1-10
    The present research investigates the thermodynamics of two dual-purpose condensation refrigeration systems, including a system with a flash-chamber and a cascade refrigeration system used in cold storages with the aim of providing two temperature ranges above zero and below zero. The purpose of this research is to investigate the annual energy consumption of dual-purpose refrigeration systems with environmentally friendly refrigerants and also to investigate the parameters affecting the efficiency of these systems. Results show that the best refrigerant in terms of performance in both refrigeration systems is R290. The system with a flash-chamber has a higher efficiency, and its energy consumption is 30% lower in hot and humid areas and almost 20% lower in other climates than the cascade system. Also, it was found that flash-chamber system has more limitations than the cascade system, and many refrigerants cannot be used in it due to pressure limitations. The comparison of these two systems shows that with the assumption that the total load capacity of the cold storage is constant, the energy consumption of both systems increases with the increase of the thermal load of the sub-zero evaporator.
    Keywords: Refrigerant, Cascade, Refrigeration, Energy Consumption, Dual-Purpose Refrigeration Systems
  • Mohammadbagher Hamidi *, Mojtaba Vafaeenezhad, Behzad Azizimehr, Abdolrazagh Kaabi Nejadian Pages 11-16

    Nowadays, with the increasing consumption of energy, the use of renewable energy has become particularly important. Among the renewable energy resources, solar energy has significant potential due to its advantages like a lower price, stability, etc. One of the simplest and most effective means of collecting solar energy is the flat panel solar collector. In this project, a new model of the solar collector was simulated using Fluent software. The effect of important parameters in the design of the collector such as absorption plate thickness, tube diameter, and the number of tubes are evaluated. The simulation results show that increasing the diameter of the tubes, increasing the number of tubes which means reducing their distance, and increasing the thickness of the absorber plate all improve the efficiency of the flat plate solar collector system. To compare the performance of this type of geometry with the conventional collectors, another type of geometry for the solar collector in which half of the tubes are at the top of the absorber plate is simulated in Fluent software. The results of comparing these two types of geometry show that the geometry of the first type has an energy efficiency of 59.63% in the best simulation model and the geometry of the second type in which half of the tubes are above the absorber plate has an efficiency of 67.79%.

    Keywords: Solar Energy, Solar Collector, Absorber Plate, Renewable Energy
  • Rahim Zahedi, Siavash Gitifar, Abolfazl Ahmadi * Pages 17-26
    The inability of conventional energy sources to fully meet the ever-increasing energy demand in today's world points to the ever-increasing importance of hybrid power generation systems. Today, the hybrid systems of electricity production, in which part or all of its sources are renewable energy sources, have attracted the attention of many researchers, scientists, and investors. This research proposes an independent multi-source hybrid generation system with optimal design, including photovoltaic panels, wind turbine generators, batteries, and diesel generators. This research aims to minimize the emission of carbon dioxide and the cost, which is expressed in the form of the net present value of the system. The designed hybrid power generation system is further integrated into the distribution system as a distributed generation. This is to optimally improve the distribution system's performance by minimizing the entire distribution system's total losses and voltage deviation. The combined cost and emissions of energy purchased from the grid and energy produced by distributed generation are also reduced. For this purpose, a multi-objective particle swarm optimization algorithm has been developed. The proposed optimization algorithms are implemented using software for an IEEE standard 33-bus distribution system. The location and size of scattered productions and the type and number of each generating source of the hybrid system are considered decision variables.
    Keywords: Multi-Source Hybrid System, Multi-Objective Particle Swarm, Optimization, Distributed Generation, MATLAB, HOMER
  • Jamasb Pirkandi *, Mohammadali Seyfollahi, Mostafa Mahmoodi, Mahdi Hashemabadi Pages 27-36

    The main source of human energy supply is fossil fuels, which cause an increase in the earth's temperature and serious environmental damage. A significant part of energy consumption in the world and Iran is related to residential buildings. Consumers of a major part of this energy in residential buildings are cooling and heating systems. Therefore, saving and optimally selecting cooling and heating systems in residential buildings is essential and can help to reduce fossil fuel consumption. In the present study, seven different scenarios, each of which includes an independent or central cooling system and an independent or central heating system, were technically and economically investigated in two high-rise residential buildings in Tehran. The results showed that central heating and cooling systems (such as boiler and chiller with fan coil and air handling unite) perform better than independent systems (such as water cooler, air conditioner, split duct, air washer, zent, package, heater - water heater) in high-rise buildings. Also, with the increase of building units (area), the performance of central systems becomes better and the performance of independent systems becomes weaker.

    Keywords: Independent, Central Cooling, Heating Systems, High Residential Buildings, Economic Analysis, Cost
  • Abbas Rahimly, Aliasghar Jafari *, Cyrus Aghanajafi Pages 37-46

    Global energy demand will increase by 1.8% annually between 2000 and 2030. Carbon dioxide gas increases by 1.2% per year. Lack of energy and air pollution are two big problems of humanity. The use of renewable energy sources with the least environmental pollution is very important. Attention to the low pollution effect of harvesting energy from the wind has led most researchers to research this type of energy. Wind energy is one of the renewable energy sources, the new generation of bladeless wind turbines is based on a flexible structure. This article is an overview of 67 fundamental researches in this new field that are being investigated by researchers, which are based on validity and practical testing. The FSI calculations made in the articles have been filtered, the studies made are mainly to optimize the use of renewable energy of the bladeless turbine and check one or two parameters. The simulated wind turbine model is without blades, almost all parameters effective in energy harvesting in these turbines have been investigated, and an adjustment system has been used to increase the productivity hours of the wind turbine per year.

    Keywords: Vortex Induced Vibration, Optimization, Bladeless Wind Turbine, Wind Renewable Energy, Resonance Phenomenon
  • Seyyed Mostafa Mirtabaee, Alireza Mostamandi * Pages 47-56

    Electricity generation outside the national electricity network is a method of providing energy in residential, commercial or rural areas. In the new approach, the diesel generator is combined with renewable energy technologies, firstly, the suitable location for the construction of a hybrid power plant in South Khorasan province has been investigated according to 14 indicators and 15 different options using Shannon entropy weighting method and TOPSIS decision making method. The results show that the best weight of the indices using Shannon entropy method is related to the index of distance to the road, distance to the national electricity network and population respectively. Then, among the options, Asadiyeh with a score of 0.8932 and Eshghabad with 0.8853 receives the highest score using the TOPSIS method. By choosing Asadiyeh as the best place to build a hybrid power plant, a power plant consisting of diesel generator, wind turbine, solar panel and battery has been designed to supply the consumption load of a village. The consumption of this village is 213.6 kilowatt hours per day and the peak consumption is 25.45 kilowatts. To supply this load, 9.29 kW solar panels, 2 10 kW wind turbines, 29 kW diesel generators, 18 5 kW batteries and 10.4 kW inverters are needed. The investment cost of the proposed system is 31314 euros and the production cost per kilowatt of energy is 0.0784 euros, the operating cost of this system is 3689 euros and the fuel consumption of the diesel generator during the year is 4654 liters.

    Keywords: Location, Optimization, TOPSIS Multi-Criteria Decision Making Methods, Shannon Entropy Weighting Method
  • Majid Hosseinpour *, Soghra Ebrahimzadeh Pages 57-71
    The performance and environmental benefits of fuel cells make them a popular choice for distributed generation systems (DGs). Fuel cells are connected to the network using power electronic converters. Power inverters have high frequency harmonics due to PWM switching and its control delays. LCL filters are used to eliminate these harmonics. Network impedance changes affect the resonant frequency of LCL filters and may cause system instability. Active damping methods are used to weaken the resonance of LCL filters. In this paper, a fuel cell system is used to inject power into the grid through a power inverter and LCL filter. Integral-proportional capacitor current feedback is used for LCL filter resonance damping. MATLAB/Simulink simulation results are presented to verify the validity of the proposed method. Integral-proportional capacitor current feedback is used for LCL filter resonance damping. MATLAB/Simulink simulation results are presented to verify the validity of the proposed method.The simulation results show that the proposed method is stable against changes in network impedance and fuel cell parameters, and provides a good performance. The simulation results show that the proposed method is stable against changes in network impedance and fuel cell parameters, and provides a good performance.
    Keywords: Fuel Cells, Grid Connected Inverter, LCL Filter, Active Damping
  • Ali Khaleghi Babaee, Ardalan Aflaki *, Masoumeh Mirsafa Pages 72-80

    High consumption of energy in commercial buildings due to public use at different hours leads to irreparable consequences, including damage to the environment. As an effective building component in radiation control, facade plays an important role in reducing energy consumption. Unfortunately, in recent years, attention to the aesthetic dimension of the building has caused the role of the facade and the use of up-to-date techniques in the field of building technology to be less investigated as an effective energy reducer. The current study, by using a double-shell facade instead of a single-shell facade or a combination of single-shell and two-shell facades in a commercial building in Karaj, investigates the role of using double-skin facades and combined facades in reducing heat and cold loss through walls. The study conducts library and documentary studies to conduct research background, and establishes simulation method using Design Builder software to measure the effectiveness of the mentioned technique in cold and dry climate. The results of the study show that the consumption of gas and electricity in the coldest and hottest months of the year in the combined facade compared to single skin facade is reduced by approximately 20% and 15%, respectively. On the other hand, due to the insignificant reduction of energy in the comparison of two-layer and combined facades, in order to reduce the costs of construction and execution in the building, the combined facade has a better justification in cold and dry climates.

    Keywords: Double-Skin Façade, Energy Consumption Reduction, Building Technology, Parametric Studies, Energy Simulation
  • Afshin Hamdipour *, Rasoul Zavaraqi, Maghsood Ghanbari Pages 81-90
    Considering the climate changes, reduction in fossil fuel resources, low energy efficiency, and population growth rate, the transition towards renewable energies is one of the most important goals and challenges facing the world. The aim of the present study is to analyze the trend of scientific publications by Iranians in the field of renewable energies on the Web of Science using scientometric indicators. In this research, the trend of publications, leading authors, active scientific centers, key research topics of Iranians, and collaboration networks of Iranian authors with the authors of other countries in the field of renewable energies were identified and analyzed. The findings showed that during the years 1976-2022, a total of 13,998 documents by 2,617 Iranian authors, receiving 288,603 global citations in the field of renewable energies, were registered on the Web of Science. Iranian authors account for 2.57% of all publications in the field of renewable energies, ranking 13th globally. It was also revealed that there is a significant correlation between the cumulative frequency of annual scientific productions in the field of renewable energies and the years from 1976 to 2022. Based on this, it can be predicted that if the publications of scientific productions on renewable energies continues at the same rate, the cumulative frequency of scientific productions in this field in 2030 will be nearly five times that in 2022.
    Keywords: Renewable Energy, Clean Energy, Solar Energy, Geothermal Energy, Biomass Energy, Scientometrics
  • Vahid Karimian, Samira Zareei *, Payman Salami Pages 91-100
    The increasing production of urban, rural, and industrial wastes and how to manage and bury these wastes is one of the challenges of human societies. Biogas is one of the types of renewable energy that is produced from organic materials known as biomass. In the present study, biogas production from anaerobic digestion of cow manure and residues of wheat, barley, and chickpea crops (with a ratio of 25:75) was investigated on a semi-industrial scale. Then its energy and life cycle indicators were evaluated. The study of energy indicators showed that in producing biogas from each ton of the combination of chickpea, wheat and barley residues with cow manure, the ratio of net energy was 1.649, 1.613, and 1.554, respectively. Also, in this process, the net energy benefit for each ton of the combination of chickpea, wheat, and barley residues with cow manure was equal to 12191.4, 11816.4 and 10956.554 MJ, respectively. In other words, the production of biogas from the combination of pea residues with cow manure had the best results and the combination of barley residues with cow manure had the weakest results. Intermediate environmental indicators and life cycle assessment in biogas production were evaluated in three scenarios of combining wheat, barley and chickpea residues with manure. According to the obtained results, the combination of chickpea residue with cow manure is more environmentally friendly than the other two combinations and is a more suitable scenario from the point of view of life cycle assessment.
    Keywords: Anaerobic Digestion, Barley, Environmental Effects, Peas, Wheat
  • Arezoo Geshnizjani, Hamidreza Farshchi *, Azamsadat Razavi Zadeh Pages 101-113

    Environmental crises due to the ever-increasing energy consumption are undeniable. Moreover, the wide influence of the construction industry, especially educational buildings as one of the biggest energy consumers, the importance of comfort impact on increasing the performance, and academic efficiency of students, and the need to provide solutions for retrofitting and designing effective educational buildings in sync with the operation and design stage, make it necessary to notice the external walls of the buildings. To achieve the optimal pattern in school design and retrofitting, provide comfort, reduce energy consumption, and deal with environmental crises; among other variables, investigating the layering of the outer shell based on environmental indicators is one of this research goals. The following quantitative-analytical research has applied purpose. To advance studies and investigate the independent and simultaneous effect of research variables (type and thickness of thermal insulation and types of building insulation blocks) on reducing energy consumption and CO2 emissions and increasing comfort hours; Despite simulating and validating the results obtained from the Design-Builder software, the comparative evaluation method has been used to compare the results with the current state of the building. The results indicate that the implementation of an air layer or EPS thermal insulation sheet with thickness 5 cm for existing buildings and 4 - 5 cm for new buildings will bring the best performance. Regarding environmental indicators, using insulated External walls combined with clay blocks has better and more economical performance than using insulation blocks such as Leca and Heblex.

    Keywords: Optimization Of Energy Consumption, Environmental Design, External Shell, Educational Building, Design Builder, Hot, Dry Climate
  • Seyed Rasoul Hosseini, Mohammadjavad Maghrebi * Pages 114-123

    One of the most important sources of renewable energy is wind energy. We can harness the kinetic energy of the wind by using wind turbines. One of the fundamental problems with Savonius wind turbines is their low efficiency due to direct wind impact on the returning blade and applying negative torque to it. One new and cost-effective method to increase the efficiency of these turbines is to use a deflector upstream of the flow to prevent wind from hitting the returning blade and producing negative torque. Due to the cylindrical geometry of the deflector, it cannot guide the flow at an arbitrary angle. Additionally, a relatively large vortex region will form downstream of the deflector and near the turbine, which will have undesirable effects on turbine performance. These vortices can be controlled by installing flow splitter blades on the deflector. This study used computational fluid dynamics techniques in a two-dimensional simulation with Ansys Fluent software. Initially, a cylindrical deflector without flow splitter blades was designed and its simulation results were validated with previous experimental research. Then, as an innovation, a splitter blade was installed at a desired angle and directed flow towards the advancing blade of the turbine. The simulation results show that using a deflector with splitter blades at an angle of 5 degrees increases the turbine power coefficient by 23.4% compared to its state without a deflector at a tip speed ratio of 0.6.

    Keywords: Wind Turbine, Deflector, Savonius Wind Turbine, Wind Energy, Power Coefficient
  • Asghari Saraskanroud Sayyad *, Behrouz Faramarzi Ouri Pages 124-136
    Areas with geothermal potential naturally have evidence on the ground surface that is used in geothermal energy exploration projects to initially locate these areas. The purpose of this research is to identify areas with surface geothermal energy potential by combining the surface temperature and energy flow resulting from the Sabal algorithm using the thermal sensor data of Landsat 8 and 9 satellites in Shut-Mako region of West Azarbaijan province located on the northwest of the country. For this purpose, Landsat 8 satellite images on August 14, 2023 and Landsat 9 data on September 7, 2023 were used. Then, using the split window algorithm, the temperature map of the land surface Temperature was estimated. Then, using the Sentinel 3 thermal sensor image, the estimated temperature was Validation using the linear regression analysis model. Next, using the Sebal Algorithm, the amount of net radiation received by the surface, net energy directed to the ground and the amount of solar radiation absorbed by the surface estimated, for minimize the effect of solar radiation on the estimated land surface temperature. By combining the thermal flows estimated from the Sebal algorithm and estimated land surface temperature, the geothermal energy potential areas were identified and determined. The natural hot spring as one of the evidences of geothermal energy, confirmed the pixels obtained in the final map results and showed that there are areas in the study area that have a high potential for geothermal Energy.
    Keywords: Geothermal Energy, Land Surface Temperature, Landsat, Maku, SEBAL, Split Window, Thermal Anomaly
  • Sobhan Herfat, Sara Mahmoudian Younesi, Ghazal Sadat Lavasani, Abolghasem Mosayyebi Jirhandeh, Mohammadreza Poursaber, Roghayeh Gavagsaz-Ghoachani, Majid Zandi * Pages 137-147

    In recent years, the environmental crisis caused by the increasing emission of carbon dioxide is expanding. For this reason, the world is turning towards renewable energies at a considerable speed. The renewable energy system has a great potential for decarbonizing the environment; because they do not produce greenhouse gases or pollutants. Renewable energy systems rely on natural resources such as sunlight, wind, water, and geothermal energy to produce energy. These sources include uncertainty and depend on weather, season, and year. To account for these periodicities, renewable energy can be stored using various methods. Then, if needed, it was used in a fixed and controlled manner. Energy storage system technology provides the possibility of absorbing, storing, and releasing energy for later use. Energy storage systems can help balance electricity supply and demand, improve grid stability, reduce carbon emissions, and facilitate the integration of renewable energy sources into the grid. In this research, the types of energy storage systems subsets such as thermal, chemical, electrochemical, mechanical, electrical, and hybrid are classified and then their advantages and disadvantages and operating principles are compared and investigated.

    Keywords: Renewable Energy, Greenhouse Gases, Uncertainty, Energy Storage System
  • Seyedeh Mamak Salavatian *, Amirmohammad Babazadeh Pages 148-156

    Nowadays by studying about elements of climatic architectures, new systems have been created based on functional analysis on those elements. Wind catcher is one of those functional elements. The new generation of wind catchers can improve comfort zone in interior spaces with low energy consumption. On the other side, the indoor air quality (IAQ) factors are extremely substantial and have significant impact on students’ performance. Therefore, these factors must be monitored, controlled and be brought to the desired level. This study investigates the use of new generation of wind catchers to control natural ventilation and CO2 level in the educational environments of Iran moderate and humid climate. This review research includes a comprehensive literature review and the descriptive-analytical research method has been used to draw conclusions and generalizes the results in the moderate and humid climate of Iran. In order to determine the results, at first, the wind speed required to activate the new generation of wind catchers was collected in comprehensive literature review. The necessary evaluations were made regarding the ability of the new generation of wind catchers to provide the necessary standards in ventilation rate and air carbon dioxide level. The results reveal that according to the average wind speed in the three studied cities, the new generation wind-catcher systems in most of the year, considering a blower fan at the beginning of the path, are able to provide the necessary standards in ventilation rate and carbon dioxide level of the air in educational spaces.

    Keywords: Wind Catcher, Natural Ventilation, CO2 Level, Educational Spaces, Iran, Moderate, Humid Climate
  • Zahra Saeed, Amir Heydari, Azizi Babapoor * Pages 157-165
    In solar dryers, thermal energy is supplied by the unlimited radiation of the sun, so the drying process is highly dependent on different local weather conditions. Different types of solar dryers have been designed and developed in different parts of the world. Among the categories of solar dryers, the indirect type solar dryer has more advantages. The research strategy of this study was conducted in the form of narrative review by searching for related articles in Google scholar search engine using the keywords heat transfer, heat storage energy, phase change materials, solar energy, solar dryer. According to the results of the study, the use of phase change materials in indirect solar dryers provides the quality of dried product in a shorter period of time, so that the air temperature inside the chamber is 4 to 20 degrees Celsius higher than the ambient temperature even after sunset. Celsius above the ambient temperature. It can also reduce post-harvest losses of agricultural products in rural areas of developing countries. This work helps to understand the drying process, different types of dryers and their performance, and energy management in dryers using nanocomposites of phase change materials. The results show the positive impact of these materials in preventing energy losses, reducing costs and preserving nutrients in the dried product
    Keywords: Heat Transfer, Thermal Energy Storage, Phase Change Material, Solar Energy, Solar Dryer
  • Soroush Rahmatian *, Vida Varahrami Pages 166-172
    Today, the world is looking for environmental crises and the reduction of available fossil energy sources, looking for transitioning from existing energies and turning to renewable, new and clean energies. Hydrogen as a renewable and new energy to replace fossil fuels draws attention towards has attracted This article introduces and compares the driving countries in this field. Japan is the first country to design a hydrogen economy, which has expressed its plans since 2017, and aims to completely replace current energies with hydrogen by 2050. After China and South Korea, they have been investigated. China is one of the main producers with the production of 33 million tons of hydrogen, and since 2020, it has included the importance of hydrogen in its plans and is taking steps towards a hydrogen economy. With an investment of 36 billion in this area, South Korea plans to create 30 companies and 500,000 jobs in the field of hydrogen. In 2020, the European Union introduced hydrogen as a tool to achieve the goal of zero carbon emissions and plans to replace hydrogen in three stages by 2050. Canada is also among the top ten producers with the production of 5% of the world's hydrogen, and America is also trying to compete in this arena by producing hydrogen at a price of $2 per kilogram. Finally, there is no superiority among countries in the production of green hydrogen, and all countries have started their program based on the production of blue and gray hydrogen.
    Keywords: Hydrogen, Hydrogen Economy, Renewable Energy, Carbon Emission
  • Dorsa Razeghi Jahromi, Mohammadmahdi Gordali, Aslan Gholami, Majid Zandi * Pages 173-181

    For installation and the sustainable development of floating solar photovoltaic systems, it is essential to understand their components and possible designs for implementation. Moreover, their proper performance in terms of energy, economic, and environmental factors should be ensured as well as optimized. These types of systems operate in different environments. As a result, selecting components for these systems, and designing as well as implementing their various structures all have their own challenges that either directly or indirectly influence power output, durability, cost, and environmental impact. Even though floating systems are located on the surface of water sources and reservoirs, different cleaning techniques may not be applicable due to the need for high-quality water or certain environmental conditions. This study, therefore, provides a comprehensive guide to selecting components, designing and installing floating photovoltaic solar systems, as well as the necessary conditions for maintenance and different cleaning methods for these systems, by reviewing related research and various implementation plans. By using content analysis, previous studies in this field were reviewed, classified, and evaluated, and the results were prepared for researchers and decision-makers.

    Keywords: Solar Energy, Photovoltaic, Floating System, Floating Platform, Cleaning Methods, Cleaning Schedule
  • Faraz Ishaq Beik Fard, Mehdi Maerefat * Pages 182-188
    Widespread research has been conducted on the creation and advancement of thermal regulatory clothing as a low-cost, safe, and dependable solution, with an emphasis on application ease, comfort, and sustainability, in response to society's growing emphasis on achieving individual thermal comfort. This article examines various technologies and methods for assessing individual comfort and the performance of thermal regulatory clothing. Also, by referencing published research on the subject, it has been demonstrated that the methods used to evaluate the thermal performance of thermal regulatory clothes are complex and that determining the thermal sensation and, consequently, the individual comfort is heavily influenced by volunteers' subjective perceptions. Thus, we can conclude that the use of perception scales is necessary in field tests to evaluate thermal comfort, and therefore we can conclude that developing a reliable and widely used thermal comfort model such as Fanger’s model, which is based upon experimental results, is useful in accelerating the development and testing of thermal regulatory clothing, especially in uniform environments and under low-metabolic rate activities such as the use of thermal regulatory vests in an office environment.
    Keywords: Thermal Regulatory Clothing, Thermal Comfort Evaluation Model, Fanger’S Model, Thermal Regulatory Vest
  • Erfan Abbasian Hamedani *, Saeed Talebi Pages 189-199

    Due to the rising energy demands in recent years, energy resource management has become essential. This upward trend in energy consumption can be attributed to the industrialization of countries, population growth, and the modernization of human lifestyles. Additionally, the development of urbanization and industry has led to an increase in the production of industrial and urban wastewater. The growing use of fossil fuel resources and the increase in wastewater production have prompted global environmental concerns, necessitating alternative solutions for managing these issues. Microbial fuel cells (MFCs) present a highly promising solution for wastewater treatment and clean energy production. The chemical energy of wastewater components is converted into electricity by bacteria and can be considered a reliable source for producing clean and biological electricity. This process simultaneously treats wastewater and generates green electricity, which can reduce the emissions of environmental pollutants. Although the use of this technology is still not feasible on a large scale due to economic challenges and low output power, it is anticipated that the widespread use of this technology will be facilitated by advancements in this field. In this paper, microbial fuel cells are introduced from various perspectives, including their components and different structures. Furthermore, their applications in various sectors and industries have been comprehensively reviewed, and suggestions for the future have been presented. Overall, this research can be considered a comprehensive reference for further studies in this field.

    Keywords: Microbial Fuel Cell, Wastewater Treatment, Clean Energy, MFC Configurations, Bioenergy
  • Ali Ghorbani *, Tarahom Mesri Gundoshmian, Himan Khodkam, Hadi Ghaebi Pages 200-208
    Climate change, driven by greenhouse gas emissions, necessitates a shift in how we approach fuel consumption. Since a significant portion of these emissions originates from the transportation sector, it is crucial to implement measures to decarbonize this area. Currently, a large percentage of vehicle energy is derived from fossil fuels. To mitigate pollution and combat global warming, there is a pressing need to replace conventional combustion engine vehicles with sustainable alternatives. This study provides a comprehensive review and comparison of four prominent vehicle technologies: biofuel vehicles, fuel cell vehicles, electric vehicles, and solar vehicles. Among these options, electric vehicles show the most promise for reducing CO2 emissions. Both electric and solar vehicles are recognized as practical and sustainable choices. Notably, fuel cell vehicles produce the least greenhouse gas emissions from their exhaust. However, several challenges persist, including infrastructure limitations, a shortage of biofuels, increased weight, and rapid tire wear for fuel cell vehicles. Additionally, the intermittent nature of solar power generation presents difficulties for solar vehicles, as their performance is influenced by factors such as sunlight, temperature, and shading. Electric vehicles emit fewer greenhouse gases compared to conventional vehicles, although the extent of emission reduction is contingent upon the electricity generation source. Utilizing renewable energy sources for electricity significantly lowers greenhouse gas emissions, whereas reliance on petroleum sources yields only minimal reductions.
    Keywords: Emission Of Greenhouse Gases, Renewable Energy, Cars With New Technology, Fossil Fuel, Global Warming