فهرست مطالب

انرژی ایران - سال سیزدهم شماره 1 (پیاپی 46، بهار 1389)

نشریه انرژی ایران
سال سیزدهم شماره 1 (پیاپی 46، بهار 1389)

  • تاریخ انتشار: 1389/01/20
  • تعداد عناوین: 8
|
  • شروین گودرزی، رضا امراللهی، امیر رئیس دانا صفحه 1
    در سه دهه اخیر مخلوطD-T با توجه به خواص مناسب آن به عنوان سوخت نیروگاه های گداخت آینده بیشترفعالیت ها و امکانات پژوهشی را به خود اختصاص داده است، اما واکنش D-T مشکلاتی نیز دارد که مهم ترین آن ها تولید مقدار قابل ملاحظه-ای نوترون است که بخش عمده ای از انرژی تولید شده را به خود اختصاص می دهند که عملا هدر می رود و در ضمن سبب تخریب شدید مواد ساختار رآکتور و خطرات قابل توجه بیولوژیکی و زیست محیطی می شوند. برای حل این مشکلات، مطالعاتی برای یافتن سوخت هایی که بتوانند جایگزین چرخه سوختD-T شوند انجام شده است. در این مقاله انواع سوخت های قابل استفاده در گداخت هسته ای معرفی شده اند و خواص آن ها و امکان استفاده از این سوخت ها در آینده مورد بررسی قرار گرفته است. حصول به شرایط لازم برای وقوع گداخت خودنگهدار با این سوخت ها هنوز نیاز به پیشرفت های علمی و فنی بسیاری دارد ولی غیر عملی نیست. از نتایج مطالعات انجام شده مخلوط هیدروژن بور11، مناسب ترین سوخت برای رفع مشکلات ذکر شده شناخته شده است و عمده تحقیقات در این باره بر آن متمرکز شده اند.
    کلیدواژگان: گداخت هسته ای، سوخت های پیشرفته، نوترون
  • امید شاه حسینی، زهره سلیمیان، رضا گودرزی، محمد علیمردانی صفحه 11
    بحران انرژی یکی ازموضوعاتی است که به شدت مورد توجه جوامع امروزی می باشد.گسترش قطارهای برقی شهری یکی از راه حلهای اساسی مطرح شده برای مهار رشد تقاضای سوخت خودروها در سفرهای درون شهری است. این راه حل در کشور ما از سی سال قبل تاکنون مطرح بوده و هم اکنون رشد قابل توجهی یافته است. از دیگر وسایل حمل و نقل عمومی در کشور ناوگان اتوبوس برقی است که هر چند در ابتدا به دلایل زیست محیطی (به خصوص در شهر تهران) مورد استقبال قرار گرفت، ولی، در ادامه به علت عدم وجود زیر ساختهای مناسب برای احداث خطوط جدید توسعه چندانی نیافت. با وجود این دو سیستم حمل و نقل عمومی لازم است که همانند سایر بخشها، تقاضای مورد نیاز این بخش نیز محاسبه و در برنامه ریزی انرژی کشور لحاظ گردد. پیش بینی تقاضا بر اساس مدلهای مصرف نهایی3 یکی از روش های پیش بینی بوده و مدلهای مختلفی نظیر MAED برای این منظور توسعه داده شده اند. در این راستا کلیه اطلاعات مورد نیاز از شرکتهای مترو، اتوبوس برقی و سازمان های وابسته جمع آوری شده و پس از پردازش و انجام محاسبات لازم، نیازمندی های اطلاعاتی مدل MAED تولید می شود و با استفاده از این مدل تقاضای انرژی الکتریکی بخش حمل و نقل پیش بینی می شود و با اهداف تعیین شده در سند چشم انداز توسعه بیست ساله کشور مقایسه می گردد.
    کلیدواژگان: انرژی الکتریکی، تقاضا، حمل و نقل، ایران
  • محمدرضا محمدی نایینی صفحه 25
    آگاهی از محدودیتهای بهره وری از توربین به ما کمک می کند تا بتوانیم طراحی مزارع تولید توان بادی و آبی را بهینه کنیم. برآورد دقیق از اندازه توان تئوری تولیدی توسط توربین در جریان آزاد سیال از اهمیت زیادی برخوردار است زیرا که علاقه در حال رشد برای توسعه در تولید توان از منابع بادی و منابع آبی با ارتفاع صفر بطور روز افزون مورد توجه می باشد. این منابع انرژی جنبشی عظیمی از جریان اقیانوسها و جذر و مد و رودخانه های بدون احداث سد را شامل می شوند. در این مقاله، یک مدل ریاضی صریح و قابل حل برای برآورد بیشترین راندمان توربین در جریان آزاد ارائه شده است. این نتایج می تواند برای توربین های آبی مولد برق که در آن احداث سد غیر ممکن است مورد استفاده قرار گیرد. این مدل با صفحه ای متناهی و دو بعدی با نفوذ پذیری جزیی در جریان غیر قابل تراکم سر و کار دارد که برای پروانه های دو بعدی مطلوب بوده ولی برای توربینهای با جریان سه بعدی متقاطع و مارپیچی کمتر مناسب است. جالب ترین یافته تجزیه و تحلیل ما این است که برای جریان آزاد بیشترین بازده پروانه مسطح حدود 30 درصد می باشد. این نتیجه در تقابل شدید با مقدار ارائه شده توسط Betz که 60 درصد بوده و به طور معمول در حال حاضر برای چندین دهه استفاده شده است، قرار دارد. نشان داده شده است که ارزیابی بالایBetz ناشی از صرف نظر نمودن از انحنای جریان سیال است. همچنین، اثبات شده است که توربین مارپیچی سه بعدی حداقل برای کاربردهای آبی خیلی کارامدتر از پروانه دو بعدی می باشد.
    کلیدواژگان: هد، دبی، توربین مارپیچی، راندمان، جریان آزاد، نگاشت همدیس
  • مونا گلچین پور صفحه 39
    سیستم ذخیره سازی، بارگیری و انتقال فرآورده های نفتی مهم ترین بخش زنجیره تامین فرآورده های نفتی را تشکیل می دهد. مدیریت این سیستم، نقش به سزایی در عملکرد زنجیره تامین فرآورده های نفتی دارد. به علت گستردگی عملیات انبارهای نفتی، استفاده از روش های علمی و بهینه سازی به جای روش های سنتی برای استفاده بهینه از منابع موجود انبارهای ذخیره سوخت و کاهش هزینه های سیستم ضروری به نظر می رسد. در این مطالعه، جهت دستیابی به نتایج کمی برای آنالیز عملکرد انبار، اقدام به طراحی مدل صف انبار با سرویس های متوالی گردیده است. مدل شبیه سازی طراحی شده با بهره گیری از اطلاعات مربوط به انبار نفت شمال غرب تهران پیاده سازی شده است. پس از آن با استفاده از روش متاهیوریستیک شبیه سازی تبرید سعی در یافتن ترکیب بهینه بازوهای بارگیری در انبار برای رسیدن به حداقل زمان انتظار نفتکش ها در صف قبل از ورود به انبار مذکور بوده است. جواب به دست آمده با جواب بهینه نرم افزار تجاری بهینه سازی شبیه سازی OptQuest مقایسه شده است. نتایج حاصل به طور خلاصه ارائه گردیده است.
    کلیدواژگان: بارگیری فرآورده های نفتی، شبکه صف، شبیه سازی، بهینه سازی شبیه سازی، شبیه سازی تبرید، نرم افزار OptQuest
  • سپهر صنایع، جواد محمودی مهر، محسن آینه چی صفحه 55
    مقاله حاضر به مدلسازی و بهینه سازی سیستم گرمایش از کف با لوله های پکس (Pex) می پردازد. برای مدلسازی سیستم، ناحیه محاسباتی به دو بخش تقسیم می شود. ناحیه اول عبارت است از ناحیه فوقانی کف که در برگیرنده هوای اتاق و دیواره های آن می باشد. این ناحیه با استفاده از مدل چند ناحیه ای (multizone model) مدلسازی می شود. در این مدل، ناحیه اول به صورت یک حجم کنترل در نظر گرفته شده و معادلات غیر خطی انرژی در آن به وسیله روش نیوتن رافسون حل می گردد. ناحیه دوم، ناحیه زیرین کف است که شامل لوله های گرمایش، بتن و کف پوش می شود. این ناحیه به صورت عددی مدلسازی می شود. با تلفیق مدلسازی نواحی اول و دوم، مدلسازی کل سیستم تکمیل می گردد. برای بهینه سازی سیستم گرمایش از کف، یک تابع هدف پیشنهاد شده و قطر لوله، ضخامت بتن، نوع و ضخامت کف پوش و سرعت آب گرم درون لوله ها به عنوان متغیرهای تصمیم گیری (پارامترهای طراحی) در نظر گرفته می شود. در ادامه، حساسیت تابع هدف به تغییر متغیرهای تصمیم گیری مورد بررسی قرار می گیرد. و در نهایت، اثرات تغییر دمای اتمسفر و ضخامت عایق حرارتی ساختمان بر پارامترهای طراحی مورد ارزیابی قرار می گیرد.
    کلیدواژگان: بهینه سازی اقتصادی، سیستم گرمایش از کف، مدلسازی ترکیبی، مدلسازی چند ناحیه ای، مدلسازی عددی
  • سام معینی، شهرام جوادی، محسن دهقان منشادی، رضا اسماعیلی صفحه 71
    شهر یزد، روی کمربند زرد تابشی قرار دارد و از نظر دریافت انرژی خورشید دارای پتانسیل بالایی می باشد. بر اساس براوردهای انجام شده انرژی تابشی ورودی به یزد در حدود 7787 در سال می باشد. هدف از این مقاله، ارائه دو روش برای برآورد تابش کل انرژی خورشیدی روی سطح صاف و مقایسه آن با اندازه گیری های پیرانومتری و تعیین خطاهای آماری در این شهر می باشد. در روش اول با دریافت پارامترهای دما، بارندگی، ساعات آفتابی و تابش از سازمان هواشناسی در بازه زمانی 1982 تا 2003 معادله رگرسیونی تابش بر حسب این متغیرها را تعیین کردیم، در روش دوم(مدل آنگستروم) با استفاده از داده های پیرانومتری و ساعات آفتابی در همان بازه زمانی و محاسبه بقیه پارامترهای مقدار تابش تخمین زده شد. با بررسی های انجام شده توسط نرم افزار آماری SPSS مشاهده شد که در روش اول خطاهای آماری بیشتر می باشد و بین متغیرهای مستقل در نظر گرفته شده همبستگی آماری وجود دارد و این پارامتر ها بر روی هم تاثیردارند و در نهایت تنها پارامتر مستقل ساعات آفتابی می باشد. بدین منظور زمانی که میزان تابش شهر یزد در دسترس نباشد، معادله آنگستروم به فرم پیشنهاد می شود.
    کلیدواژگان: انرژی خورشیدی، مدلهای ریاضی، برآورد تابش خورشیدی، ساعات آفتابی
  • ابوالفضل شیرودی، الهه شفیعی، ارسطو صادقیان، آریا یونسی صفحه 79
    با توجه به نیاز روزافزون جهان به انرژی و همچنین محدود بودن منابع انرژی فسیلی، ضرورت استفاده از انرژی های تجدیدپذیر را بیش از پیش نمایان می کند. یک پیشنهاد جهت غلبه بر تناوبی بودن منابع انرژی تجدیدپذیر نظیر خورشید و باد، گسترش سیستم انرژی هیبریدی است که در آن می توان انرژی الکتریکی اضافی را تبدیل و ذخیره نمود. این منابع به همراه ذخیره انرژی می توانند سیستمی با قابلیت اطمینان بهتری فراهم سازند که برای کاربردهای مستقل از شبکه مناسب باشد. در این مطالعه ما به ارائه نتایج آنالیز فنی- اقتصادی سیستم انرژی هیبرید فتوولتائیک/ باد با ذخیره سازی هیدروژن که با نرم افزار شبیه ساز HOMER برای تامین انرژی ساختمان مستقل از شبکه و روشنایی بلوار شرقی- غربی و محوطه اطراف سایت طالقان که مورد شبیه سازی و بهینه سازی قرار گرفته است، خواهیم پرداخت.
    کلیدواژگان: هیدروژن، فتوولتائیک، توربین بادی، سیستم انرژی هیبرید
|
  • S. Goudarzi, R. Amrollahi, A. Raeis Dana Page 1
    In the last three decades, the D-T mixture owing to its appropriate properties as the fuel of future fusion reactors, has dedicated most of the activities and research facilities to itself x. In the last three decades, most of the activities and research facilities have been dedicated to the D-T mixture owing to its appropriate properties as the fuel for future fusion reactors. However, the D-T reaction has a few difficulties too, the most significant of which is the production of a considerable amount of neutrons that take up a major part of the generated energy, which is practically lost, and moreover instigate severe destruction of the reactor’s construction materials and also biological and environmental hazards. Studies have been carried out to overcome problems to find fuels capable of replacing the D-T fuel cycle. Types of fuels, usable in nuclear fusion have been introduced in this paper and their properties and their potential future use studied. Reaching the necessary conditions for self-sustaining fusion by these fuels still requires many scientific and technical advances, but is not impossible. Results of the studies carried out show that the mixture of p-11B is the most suitable fuel to solve the mentioned problems and majority of the research activities are now concentrated on this fuel.
  • O. Shahhosseini, Z. Salimian, R. Goodarzi, M. Alimardani Page 11
    Expansion of city electric trains is one of the fundamental solutions considered to control the rise of fuel demand of vehicles, in urban journeys. This solution has been discussed in our country for the last thirty years and has already grown considerably. Another means of public transport in the country is fleet of elecrtic buses that was initially well-liked for environmental reasons (especially in Tehran), but did not really develop afterwards in the absebnce of appropriate infrastructure needed for building new lines. Having these two systems of public transport, it is necessary as for other sectors, to calculate the required demand of this sector and include this in the energy planning programme of the country. Demand forecasting based on final demand models, is one of the accepted forecasting methods, and different models such as MAED have been developed for this purpose. Alongside this, all required information have been collected from the subway and electric bus companies, and the corresponding organizations. After processing and necessary calculations, the required data of the MAED model have been produced. Using this model, the electrical energy demand of transport sector is thus predicted and is compared with aims established in the twenty year development plan manifesto.
  • M. Mohammadi Naeini Page 25
    Awareness of efficiency limitations of turbines helps us be able to optimize the design of wind and water power generation fields. Exact assessment of theoretical generating power of the turbine in free flow of the fluid is of great importance. This is because the growing tendency to increase production of power from wind and from water sources with zero altitude is of ever-increasing attention. These include great kinetic energy source from oceans movement and tidal energy and from rivers with no dams built. In this article, a forthright and solvable mathematical model for estimation of maximum efficiency of turbine in free flow is given. These results can be utilized for electricity generating hydro/water turbines, where building dams is impossible. This model is associated with a finite two dimensional plane with fairly low permeability in an incompressible flow; which is desirable for two dimensional blades but is less suitable for turbines with transverse three dimensional flows. The most interesting finding of our analysis is that for free flow; highest efficiency of flat blade is 30%. This result is in great opposition with the 60% value given by Betz, which has been adopted presently and for the last few decades. It has been shown that Betz’s above assessment is the consequence of ignoring the curvature of the fluid flow. Also, it has been proved that the three dimensional spiral turbine is much more efficient than two dimensional blade, at least for hydro applications.
  • M. Golchinpour Page 39
    Oil products storage, loading & distribution system forms the most essential part of oil products supply chain. The management of this system plays a critical role in the performance of the oil products supply chain. Due to widespread operations in oil depots, implementing scientific methods and optimization, instead of traditional ones, seems necessary in order to optimize the use of fuel storage depots’ resources and decrease system costs. In this study, a queue model of depot with successive services has been adopted to achieve quantitative results for the analysis of the depot performance. The designed simulation model has been implemented by using information data from the Northwest of Tehran oil depot. Then by using the SA metaheuristic method, it has been attempted to obtain the optimum combination of loading arms in the depot for achieving minimum waiting time for tanker trucks in the queue, before entering the depot. The obtained results have been compared with optimum results from the commercial OptQuest optimization simulation software, and are briefly presented.
  • S.Sanayea, J. Mahmoodi Mehr, M. Aynechi Page 55
    This paper deals with modeling and optimization of under-floor heating by Pex pipes. For modeling, the calculation region is divided into two sections. First section is above the floor comprising room space and its walls. For this section, the Multizone model is used. In this model, the first section is considered as a Control Volume and its non-linear energy equations are solved by Newton-Raffson method. Second section is the floor and below comprising heating pipes, concrete and floor covering. This section is modeled by numerical method. Through combining the modeling of first and second sections; simulation of the total system is completed. For optimization of under floor heating system, a goal function has been defined. Pipe diameter, concrete thickness, type and thickness of floor covering, and hot water flow rate inside the pipes are considered as deciding variables (design parameters). In continuation, sensitivity of the goal function to variation of deciding variables is investigated. Finally, effects of atmospheric temperature changes and thermal insulation thickness of the building upon the design parameters are investigated.
  • S.Moini, Sh.Javadi, M.Dehghan Manshadi, R.Esmaeli Page 71
    City of Yazd is located on the yellow radiation belt and has a high potential as regards receiving solar energy. Estimated radiated solar energy is about 7787 MJ/m2 per year. The object / purpose of this paper is to present two methods for estimating the total solar radiation on a plane surface and comparing this with pyranometric (pyrometric √) measurements data (in this city) and determining the statistical error in this city. In the first method by obtaining the parameters including temperature, precipitation, as well as sunshine and radiation hours, from Meteorological organization (IRIMO) for the duration of 1982 till 2003 the regression equation of Radiation versus these parameters was derived. In the second method (Angstrom Model) by using the data of pyranometric (pyrometric) and sunshine hours in the same time duration and calculating the rest of the parameters the amount of Radiation was estimated. From investigation by statistical software SPSS, it was observed that the statistical errors in the first method were higher, and that statistic correlation exists between the independent variables considered; and also these parameters are interacted on each other, and that finally the only independent parameter is the sunshine hours. So for this purpose, when the amount of the radiation is not available, using the Angstrom equation “” is suggested for city of Yazd.
  • A.Shiroudi, E.Shafiee, A. Sadeghian, A.Yonesi Page 79
    Considering the increasing demand for energy in the world, in the face of limited fossil fuel resources; the necessity of using renewable energies is revealed more than ever. An alternative suggestion to overcome the intermittence of the renewable energy sources like sun and wind is to develop hybrid energy systems, where it is possible to convert and store surplus electrical energy. These sources combined with energy storage would then provide a more reliable system, making them suitable for stand-alone applications independent of the network. In this study, we will present the results of techno-economic analysis of the hybrid photovoltaic/wind energy system with hydrogen storage, which is carried out by the HOMER simulation software; adopted to simulate and optimize the supply of power to the stand-alone building and lighting of East-West Boulevard and landscaping of Taleghan site.