فهرست مطالب

نشریه انرژی ایران
سال سیزدهم شماره 4 (پیاپی 49، زمستان 1389)

  • تاریخ انتشار: 1389/10/11
  • تعداد عناوین: 7
|
  • مسعود ابراهیمی صفحه 1
    شبکه توزیع گاز در بعضی از مناطق سردسیر ایران در فصل زمستان با مشکل افت فشار و در نتیجه قطعی گاز مواجه می شود. بیشتر اوقات افزایش مصرف به عنوان دلیل اصلی این مشکل بیان شده است، در حالی که افزایش مصرف، که تا حدی نیز امری طبیعی می باشد و همچنین یکی از پارامترهای کلیدی طراحی شبکه است، تنها دلیل ایجاد این مشکل نمی باشد بلکه شبکه های توزیع گاز بهینه نشده دلیل مهمی برای توزیع نامناسب گاز، ایجاد افت فشار و قطعی گاز می باشند. در این تحقیق شبکه توزیع گاز متعلق به روستای باباریز در نزدیک شهر سنندج به وسیله یک الگوریتم ابتکاری بهینه سازی، بهینه شده است. نتایج نشان می دهند که قطر بیش از 90% از لوله ها بیش از مقدار مورد نیاز در نظر گرفته شده استکه این مسئله باعث ایجاد هزینه اضافی بیش از 300 میلیون ریال در اجرای شبکه می شود. شبکه های بهینه نشده توزیع گاز باعث افزایش هزینه های اجرای شبکه شده و همچنین توزیع و تحویل گاز به مصرف کننده را در زمانهای بحرانی مصرف با مشکل روبرو خواهند کرد.
    کلیدواژگان: شبکه توزیع گاز، الگوریتم بهینه سازی، قطعی گاز، افت فشار
  • سید اسماعیل رضوی، محمدحسن نوری همدانی * صفحه 11

    هدف از این پژوهش شبیه سازی یک گردآورنده تخت خورشیدی و بررسی عملکرد آن از نظر تغییرات دمای ایجاد شده در سیال عامل گردآورنده تخت خورشیدی در کوتاه ترین و طولانی ترین روز سال در موقعیت جغرافیایی شهر تهران می باشد.این شبیه سازی به صورت عددی و به طور کامل انجام شده است. در این پژوهش از ابعاد هندسی و شرایط اولیه و مرزی حقیقی برای حالات بدون پمپ و با پمپ استفاده گردیده است. مقادیر و تغیرات ضریب جابجایی حرارتی، مقدار نوسلت و تنش در طول رایزر مورد بررسی قرار می گیرد. در آخر نتیجه می شود که در طول کوتاه ترین روز سال گردآورنده به طور رضایت بخشی توانایی تبدیل انرژی خورشیدی به گرمایی را دارد.

    کلیدواژگان: تابش خورشیدی، تحلیل عددی، گردآورنده تخت، معادلات نویر، استوکس
  • مهدی ملکشاهی بیرانوند، محمدحسین بازرگان، علی نعمتی خراط صفحه 28
    سلول خورشیدی رنگینه ای انعطاف پذیراز خانواده سلول هایخورشیدی لایه نازک و نسل جدید سلولهای فتوولتائیکمیباشد که درسال های اخیر به علت سهولت ساخت و هزینه مناسب مورد توجه قرار گرفته اند. فرایند فتوولتائیک در سلول های حساس شده با رنگینه(Dye)، مدل شبیه سازی شده فتوسنتز در گیاهان می باشدکه انرژی حاصل از آن در تطابق کامل با محیط زیست می باشد. دراین پژوهش روش ساخت این سلولها و بررسی عملکرد آنها با الکترودهای مقابل مختلف مورد مطالعه قرار گرفت، که منجر به ساخت سلول هایی با ابعاد 2525میلیمترگردید. جهت ساخت این سلول ها از روش لایه گذاری دی اکسید تیتانیوم(TiO2)ورونشینی رنگینه روتنیوم استفاده گردید.به منظور آنالیز و بررسی فیلم دی اکسید تیتانیوم، الکترودهای مقابل(Counter electrode) و محلول رنگینه از تصاویر میکروسکوپی الکترونی روبشی(SEM)، آنالیزمیکروسکوپنیرویاتمی (AFM)و آنالیز طیف سنجی جذبی استفاده شد. راندمان سلول های ساخته شدهبا الکترود مقابل گرافیت، طلا و پلاتین تحت تابش منبع نوری با توان 1000 وات بر متر مربع به ترتیب 36/0،55/0 و81/0 درصد محاسبه گردید.
    کلیدواژگان: سلول خورشیدی رنگینه ای انعطاف پذیر_ الکترد مقابل، نانوکریستال دی اکسید تیتانیوم
  • محمدرضا جوادی، ابوالفضل جلیلوند، رضا نوروزیان، مجید ولیزاده، رضا بازیار صفحه 40
    با نگاهی دقیق به مصرف انرژی در نواحی روستایی کشور قابل ذکر است در حال حاضر استفاده از انرژی الکتریسیته توسط شبکه توزیع جهت تامین مایحتاج انرژی الکتریکی در بسیاری از نواحی روستایی کشور در حدود 99.5-98.5 درصد بعنوان شیوه ای معمول جهت تامین انرژی برق به حساب می آید. اگرچه این شیوه در اکثر مناطق روستایی صعب العبور و دور از شبکه، موجب صرف هزینه های هنگفتی جهت برق رسانی و نیز افزایش میزان نرخ افت در شبکه میگردد. لذا با توجه به رشد روزافزون تقاضای انرژی و ارزش افزوده در صنایع تبدیلی، استفاده از منابع متعدد تامین انرژی به ویژه انرژی های تجدیدپذیر اجتناب ناپذیر است. خوشبختانه، ایران از منابع غنی انرژی های تجدید شونده به ویژه انرژی های خورشیدی، بادی و... می باشد. در این راستا استفاده از منابع متعدد انرژی در نواحی روستایی کشور گامی موثر در جهت استقلال و خودکفایی از نظر تامین انرژی در این مناطق محسوب گردیده و مشکل تامین انرژی مورد نیاز در نواحی دور افتاده و صعب العبور را که با مشکلات بسیار و صرف هزینه های گزاف همراه است، بر طرف می نماید و بطور قطع در راستای تامین بخشی از اهداف در نظر گرفته شده در سیاستهای کلی کشور می باشد. لذا در این مقاله یک سیستم هیبرید فتوولتائیک، بادی با ذخیره ساز باتری جهت تامین یک الگوی بار نمونه مستقل از شبکه طراحی می-شود. هدف از این طراحی، تامین انرژی مورد نیاز و کمینه سازی هزینه کل تولید در طول عمر سیستم می باشد.که با استفاده از الگوریتم جدیدی با سرعت همگرایی بالا تحت عنوان الگوریتم رقابت استعماری اندازه بهینه این منابع تعیین و تابع هزینه مینمم شده و کارایی این سیستم در شرایط مختلف عملکرد با اطلاعات واقعی پروفیل بار و هواشناسی یکی از مناطق شمال غرب ایران (شهر جلفا) مورد بررسی قرار گرفته می شود.
    کلیدواژگان: انرژی های تجدید پذیر، بهینه سازی، رقابت استعماری، ژنراتور بادی، فتوولتائیک
  • مجتبی قربان نژاد صفحه 59
    در این تحقیق میزان تاثیر حذف یارانه حامل های انرژی بر دو متغیر نرخ رشد اقتصادی و نرخ تورم ایران به کمک یک مدل اقتصادسنجی کلان، مورد ارزیابی قرار گرفته است. برای انجام این کار با استفاده از داده های سری زمانی 1355-1386و به کمک الگوی خودتوضیح با وقفه های گسترده (ARDL) معادلات و روابط بخش های مختلف اقتصادی در چارچوب سه بازار کالاها و خدمات، بازار کار و بازار پول برآورد شده است. برقراری خواص کلاسیک برای جملات خطای تمامی معادلات بررسی شده و همچنین جهت اطمینان از وجود رابطه تعادلی بلندمدت بین متغیرها، آزمون بنرجی برای تمامی معادلات انجام شده است. سپس معادلات برآوردشده، در قالب یک مدل کلان اقتصادی به کمک شبیه سازی پویا به صورت هم زمان، حل شده است. با توجه به روند مقادیر شبیه سازی شده و مقادیر واقعی متغیرها و نیز آماره های کمی استفاده شده جهت سنجش میزان اعتبار الگو، نتایج شبیه سازی های انجام شده رضایت بخش بوده است. در ادامه جهت پیش بینی متغیرهای درون زای الگو برای دوره 1387-1391، متغیرهای برون زای الگو با استفاده از مدل های سری زمانی (ARIMA) برای دوره مذکور پیش بینی شده است. بر اساس پیش بینی انجام شده، نرخ رشداقتصادی برای سال های 87 و 88 به ترتیب برابر 2/35 و 1/04به دست آمد که با توجه به آخرین گزارش بانک مرکزی از تحولات اقتصادی ایران در بخش واقعی در نیمه اول 1387 و گزارش صندوق بین المللی پول، نتایج به دست آمده چندان دور از انتظار نیست. در ادامه تاثیر افزایش قیمت حامل های انرژی (به شکلی که در اواخر آذرماه 1389 اعلام شد) بر روی دو متغیر نرخ رشد اقتصادی و نرخ تورم، تحت سناریوهای مختلف برای سال های 1389-1391 پیش-بینی شده است. با توجه به سناریوهای مختلف، اجرای طرح اثر مثبتی بر رشداقتصادی و اثر منفی بر تورم خواهدداشت. همچنین نتایج نشان می دهد که اجرای طرح اصلاح قیمت حامل های انرژی در صورتی که همراه با بهبود بهره وری باشد، نتایج مثبتی برای اقتصاد ایران به همراه خواهد داشت.
    کلیدواژگان: الگوی ARDL، تورم، رشد اقتصادی، شبیه سازی پویا، مدل اقتصادسنجی کلان، هدفمند کردن یارانه انرژی
  • فریبرز جهانشاه، علی ناطقی، حامد احمدی صفحه 77
    یکی از مهمترین فاکتورها و پارامترهایی که بهبود آن نقش موثری در کاهش تلفات و در نتیجه افزایش بهره وری و کاهش مصرف دارد، ضریب توان شبکه است. این ضریب به واسطه وجود عناصر سلفی اهمی مانند کولرها، ماشین لباس شوی، انواع فن و الکتروموتورها، یخچال ها، لامپ های فلورسنت.. که سهم عمده مصرف کننده های خانگی و صنعتی شبکه برق دارد از مقدار 1 کوچکتر گردیده و پارامتر جریانی راکتیو شکل می گیرد. وضعیت نامناسب ضریب توان شبکه توزیع فشار ضعیف نیاز به سامانه های هوشمند اصلاح کننده را در کشور ضروری می کند. در تحقیق به عمل آمده از دستگاه هوشمند توان راکتیو، دیده می شود استفاده از این دستگاه در سامانه های توزیع شبکه برق کشور بسیار موثر می باشد. در این مقاله با ارائه راهکاری موثر و اقتصادی سعی بر حل این مشکل شده است. از گزینه های مناسب برای حل این مشکل استفاده از بهینه سازهای هوشمند مصرف برق به منظور بهبود ضریب توان و جبران سازی بار راکتیو می باشد. محاسبه براساس اندازه گیری نشان می دهد این وسیله توانایی بهبود ضریب توان تابه میزان 98 درصد را دارد که باعث کاهش مصرف کلی جریان، آزاد سازی توان ظاهری و همچنین کاهش تلفات اهمی سیم ها می گردد.
    کلیدواژگان: بهینه سازی انرژی، اصلاح ضریب قدرت، کاهش مصرف انرژی، کاهش تلفات خطوط انتقال، کاهش توان راکتیو
  • علی قاسمی، هادی آفاق زاده، علی یوسفی، رضا بازیار صفحه 94
    در این مقاله به بررسی تاثیر منابع تولید پراکنده (DG) بر قیمت انرژی در بازار برق تجدید ساختار یافته می پردازیم. تراکم خطوط سیستم از مهمترین عوامل محدودکننده رقابت و افزایش هزینه تمام شده انرژی در بازار برق تجدید ساختار یافته می باشد، که استفاده بهینه از DG در مدیریت تراکم و کاهش هزینه سیستم می تواند راهگشا باشد. بنابراین در این مقاله جهت جایابی بهینه DG برپایه پخش توان بهینه، روشی نوین بر اساس قیمت حاشیه ای محلی با عنوان شاخص هزینه سیستم (SCI) ارایه شده است. مکان های مطلوب برای جایابی DG براساس قیمت حاشیه ای محلی (LMP) تعیین شده که شاخص LMP بصورت ضریب لاگرانژ معادله پخش توان اکتیو در هر باس تعریف می شود. شاخص دیگری که در یافتن مکان های مطلوب برای جایابی DG بکار می رود شاخص پرداخت مشتری (CP) است که برای هر شین از حاصلضرب LMP در بار شین مربوطه بدست می آید؛ و در نهایت پس از انتخاب شین بهینه جهت قرارگیری DG اندازه بهینه آن با حداقل سازی شاخص هزینه سیستم و در نظر گرفتن قیود تراکم سیستم توسط الگوریتم جستجوی گرانشی به دست می آید. شاخصهای یاد شده سیستم را در دو ناحیه کاری مختلف بررسی می کنند و در نهایت شاخص بهینه معرفی می شود. روش پیشنهادی روی سیستم 12 باسه اصلاح شده IEEE اجرا شده است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که روش پیشنهادی جنبه های مهندسی بهره برداری سیستم و جنبه های اقتصادی بهره برداری بازار را تامین کرده و با تعیین بهینه مکان DG در محیط بازار برق سبب کاهش هزینه سیستم می شود.
    کلیدواژگان: کاهش هزینه انرژی، مدیریت تراکم، الگوریتم جستجوی گرانشی، بازار برق، منابع تولید پراکنده
|
  • Masood Ebrahimi Page 1
    Gas distribution networks in some cold regions of Iran face pressure dropand as a result,the gas cut off in winters. most of the time the increasing consumption in winter is stated as the main reason for this problem, while the increasing consumption, which is natural to some extent and also is a designing key parameter of the network, is not the only reason for gas cut off. Non-optimized network is a significant reason for gas pressure drop. In this research the gas distribution network of Babariz village, nearSanandaj city, is optimized by a heuristic algorithm. The results show that of the gas pipelines are over designed creates an additional cost of more than in the execution process of the gas network. Non-optimized gas distribution networks cause extra capital costs and execution expenses. Such networks make troubles in distributing and delivering gas to the consumers during critical periods of consumption.
  • Seyedesmaeil Razavi, Mohammad Hasan Nouri Hamedani Page 11

    The purposes of this research are the simulation of a flat solar collector and checking the fluid temperature variation in the shortest and longest days of the year in Tehran city. A complete simulation of flat collector has been performed numerically. The real initial geometric dimensions and boundary condition have been used with pump and without pump in the present research. It was found that during cold days of year the collector would be able to convert the solar energy to the fluid heating satisfactorily.

  • Mahdi Malekshahi Byranvand, Mohammad Hossein Bazargan, Ali Nemati Kharat Page 28
    Flexible Dye-Sensitized Solar Cells (DSSCs) are new generation of photovoltaic solar cells that imitate the naturalphotosynthesis process. DSSCs have been extensively studied in recent years because they provide high-efficient energy conversion, low cost production and environmentally friendly advantages. These cells work by absorbing photons on an inexpensive thin-film composed of dye molecules attached to a titanium oxide layer on a plastic substrate. This research is focused on fabrication technology of flexible dye sensitized solar cell on plastic substrate. The solar energy conversion efficiencies () forfabricated cells (25×25 millimeter) operated with graphite, gold and platinum counter electrode were about 0.363%, 0.551% and 0.816% respectively under 1000 W/m2 illumination.
  • Mohammad Reza Javadi, Abolfazl Jalilvand, Reza Noroozian, Majid Valizadeh, Reza Bazyar Page 40
    Most villages in our country recives 98.5 to 99.5 percentage of their electrical energy from national distribution network. Since some of them are faraway villages so connecting them to national network is expensive andcauses increase rate losses. Nowadays different sources of energy especially renewable energies are used to answer the energy growth demand. Fortunately Iran is rich in renewable energy resources such as solar, wind and etc. Therefore using different energy resources in faraway villages lead toimprovement of national electrical network independence. In this paper a wind- photovoltaic hybrid system which has battery backup will be designedin order to feed ice landing load. The goal is preparing energy for load and minimization total production cost over the life of the system. For these purpose Imperialistic Competitive Algorithm is used which has good speed of convergence. This article determines the optimal size of each source and minimizes the cost function. Simulation results show the ability of designed system in different conditions. Actual data of load profile and climatic condition are used. The case study is Jolfa in North West of Iran.
  • Mojtaba Ghorbannejhad Page 59
    In this study, the effect of elimination of Subsidy of energy carrierson two variables of economic growth and inflation in Iran is evaluated to help a macro econometric model. In this regardusing time series data for 1976-2007 and Auto-Regressive Distributed Lag model (ARDL), equations and the sectors of economic relations within the three markets of goods and services, labor market and money market were estimated. Establishing classic properties of errors perused for all equations and also to ensure long-term equilibrium relationship between variables, Banerjee test was for all equations. By assistance of dynamic simulation in the form of a macroeconomic model, the estimated equations was solved simultaneously. Considering the direction of simulated values and actual values of variables and quantitative statistical used to measure the validity of the model, the results of simulations were satisfactory. Furthermore in order to predict endogenous variables of model for the period of 2008-2012, exogenous variables of mention period were predicted using time series model (ARIMA). Based on forecast, economic growth rate for years 2008 and 2009 were obtained 2.34 and 1.04 percent respectively, according to the latest report of the Central Bank of Iran's economic developments in the real sector in the first half of 2008 and the International money fund (IMF) report, results are not very far from reality. As then, the impacts of prices increase of energy carriers (the way was announced in the late November 2010) on two variables of economic growth and an inflation rate are predicted under different scenarios for the years 2010 to 2012. According to different scenarios, implementation of the plan will have positive impact on economic growth and negative effect on inflation. The results also show that if the plan for reforming energy carriesr prices is accompanied by improvement of productivity, itwill leave positive effects on economy.
  • Faribourz Jahanshah, Ali Nateghi, Hamed Ahmadi Page 77
    One of the most important factors and parameters that improves its effective role in reducing losses and thereby increases productivity and efficiency is power factor of network. Due to existence of inductive resistance elements such as cooler, machine stand, electric fan types, refrigerators and fluorescent lamps which have major contribution in domestic and industrial consumers, power factor is less than unity, so that inductive parameter has formed. Poor power factor condition makes corrective intelligent systems necessary for our country. Research performed on the inductive power optimizer system shows that usage of such systems is very effective. This paper provides an effective and economical solution for this problem. Smart Optimizers of power consumption rate are proper options for improvement and compensation for reactive(inductive) load. Calculation based on this measurmentindicatesthe ability to improve power factor to 98 percent, which reduces overall current consumption, as well as the apparent power and reduce reductive losses of wires.
  • Ali Ghasemi, Hadi Afaghzadeh, Ali Yosefi, Reza Bazyar Page 94
    This paper presents two new methodologies for optimal placement of distributed generation (DG) in a locational marginal price (LMP) based on wholesale electricity market. A Gravitational Search Algorithm (GSA) is proposed for simultaneous power quality improvement, optimal placement and sizing of fixed capacitor banks in radial distribution networks with nonlinear loads and distributed generation (DG) imposing voltagecurrent harmonics. In distribution systems, nonlinear loads and DGs are often considered as harmonic sources. For optimizing capacitor placement and sizing in the distribution system, objective function includes the cost of power losses, energy losses and capacitor banks. In this study, new fitness function is used to solve the constrained optimization problem with discrete variables. Simulation results for modified 12 IEEE are presented and solutions for the proposed method are compared with previous methods. The proposed methods complyengineering aspects of system operation and economic aspects of market operation and act as good indicators for the placement of DG, especially in a market environment. In order to provide a scenario for DGs available, several cost characteristics are assumed. For each DG cost characteristic, an optimal placement and size are identified for each of the objectives. Results show that proposed GSA method could be effectively used for optimal capacitor placement and sizing in distorted distribution systems.