فهرست مطالب

نشریه انرژی ایران
سال چهاردهم شماره 2 (پیاپی 51، تابستان 1390)

  • تاریخ انتشار: 1390/05/18
  • تعداد عناوین: 7
|
  • محمد صادق قاضی زاده، عادل غلامی، سید میر جواد رودکی صفحه 1
    اخیرا بحث های مربوط به انرژی و موضوع گرم شدن جهانی منجر شده است که استفاده از انرژی های نو به شدت مورد توجه قرار بگیرد. یکی از گزینه های مناسب برای این منظور استفاده ازCCHPبا محرکه اولیه پیل سوختی می باشد. مهمترین مزیت سیستم های CCHP کارائی بالا و آلودگی کم شان می باشد. محرکه های سیستم های تولید همزمان می تواند موتور گازسوز، میکرو توربین، پیل سوختی و یا موتور استرلینگ باشد. در بین محرکه های اولیه پیل سوختی به دلیل بازده بالا، آلودگی بسیار کم، نداشتن قطعات متحرک، مدولار بودن و داشتن رنج های گسترده بهترین گزینه برای CCHPمی باشد. در این مقاله برای یک آپارتمان نمونه در تهران با در دست داشتن دیماند حرارتی، سرمایی و الکتریکی و با ارزیابی اقتصادی ظرفیت بهینه و رژیم کاری پیل سوختی در چهار سناریو مختلف تعیین شده است. سناریوها بر اساس مشخصات وضعیت کنونی و آینده پیل سوختی و با در نظر گرفتن هزینه آلاینده های اجتماعی تعریف شده است. مسئله با هدف ماکزیمم کردن ارزش فعلی خالص با روش حل غیر خطی آمیخته با عدد صحیح حل شده است. و همچنین ظرفیت بهینه و رژیم کاری بویلر کمکیو چیلر جذبی بدست آمده است. نتایج بدست آمده نشان می دهد که استفاده از پیل سوختی در شرایط کنونی اقتصادی نیست ولی در آینده نزدیک و یا با در نظر گرفتن هزینه اجتماعی آلاینده ها اقتصادی خواهد بود. در پایان کارایی طرح در سناریوهای مختلفی با توجه به تغییراتپارامترهای مهم (قیمت سوخت، قیمت برق فروشی به شبکه و هزینه سرمایه گذاری) مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج بدست آمده نشان می دهد که تغییر این پارامترها تاثیر بسزای روی عملکرد سیستم دارند.
    کلیدواژگان: تولید سه گانه برق- سرما و حرارت، بهینه سازی، پیل سوختی، آلاینده های زیست محیطی، آنالیز حساسیت
  • حسن حسن زاده، محمد علی فرزاد * صفحه 19

    محدودیت ذخایر سوخت های فسیلی و آلایندگی زیست محیطی ناشی از مصرف آنها، بخصوص در شهرها، و همچنین راندمان کم مبدل های انرژی رایج، باعث گرایش به سمت استفاده از مبدل های انرژی کارآمدتر و منابع انرژی های تجدید پذیر شده است. استفاده از یک سیستم فتوولتاییک جهت تولید هیدروژن و در کنار آن یک سیستم پیل سوختی جهت تامین حرارت و الکتریسیته، می تواند برای آینده امید بخش باشد. در این مقاله امکان سنجی فنی و اقتصادی استفاده از یک سیستم ترکیبی فتوولتاییک-پیل سوختی در کاربری های مسکونی جهت تولید همزمان برق و حرارت مورد بررسی قرار گرفته است. تحلیل فنی و اقتصادی نشان می دهد که در حال حاضر سیستم فتوولتاییک اقتصادی ترین سیستم ترکیبی است که علاوه بر کاهش میزان مصرف برق، آلودگی نیز در پی ندارد ولی استفاده از پیل سوختی در کنار این سیستم در کاربردهای مسکونی توجیه پذیر نیست. پیش بینی می شود که با افزایش قیمت حامل های انرژی و همچنین کاهش هزینه نصب و راه اندازی سیستم های پیل سوختی در آینده، صرفه اقتصادی خواهد داشت.

    کلیدواژگان: تولید همزمان برق و حرارت، پیل سوختی، انرژی خورشیدی، هیدروژن، فتوولتاییک
  • فاطمه تیموری حمزه کلایی، سورنا ستاری خواص صفحه 42
    Micro CHPیک سیستم کوچک ترکیب حرارت و برق است. این سیستم گازطبیعی یا انواع دیگری از سوخت ها را مصرف کرده و حرارت و برق تولید می کند. از آنجایی که مقدار زیادی از انرژی موجود در دنیا برای گرمایش ساختمان ها مصرف می شود، تولیدات مرکب برق و حرارت می توانند ابزاری موثر در جهت رسیدن به بهره وری بالا از سوخت و کاهش انتشار دی اکسیدکربن باشند. طی روند افزایش پذیرش سیستم های Micro CHP خانگی، تولیدکنندگان و مشتریان علاقه مندند بدانند که ظرفیت بهینه ژنراتور برق برای این دستگاه چه اندازه می باشد و زمانی که این سیستم در یک ساختمان نصب شد از چه استراتژی های عملکردی باید استفاده شود تا هزینه های تامین برق و حرارت خانوار کمینه شود. در این مقاله یک مدل برنامه ریزی ریاضیبا استفاده از نرم افزار GAMSتوسعه داده شده است. هدف این مدل کمینه کردن هزینه انرژی سالانه برای ساختمان نمونه ای است که، از یک سیستمMicro CHPبه همراه یک تانک ذخیره و یک بویلر پشتیبان استفاده می کند. مدل، ظرفیت بهینه Micro CHP را به گونه ای تعیین می کند که، نیازهای انرژی خانوار تامین شده و همچنین هزینه انرژی سالانه کمینه شود. علاوه بر این، برای اینکه اثر عوامل کلیدی مانند قیمت گاز و برق، فروش برق به شبکه، تعرفه زمان مصرف و حجم تانک ذخیره بر عملکرد سیستم مشخص شود، تحلیل حساسیت هایی نیز صورت گرفته، و مشخص شده است که مقدار بهینه ظرفیت سیستم به هزینه سرمایه گذاری اولیه دستگاه، قیمت های انرژی و قیمت فروش برق به شبکه حساس است. یک تانک ذخیره بهینه می تواند زمان کارکرد دستگاهMicro CHPرا افزایش دهد. علاوه بر این یک تعرفه زمان مصرف درصد صرفه جویی انرژی را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد.
    کلیدواژگان: Micro CHP، مدل بهینه ظرفیت سازی، افزایش بهره، وری سوخت، کاهش انتشار دی اکسید کربن، تحلیل حساسیت
  • محمود متوسلی، وحید مهربانی صفحه 59
    محدود بودن منابع انرژی به چالشی جدی در عصر حاضر تبدیل شده است. برق یکی از مهم ترین انرژی های پاک است که می تواند برای یک اقتصاد در حال توسعه مانند ایران اهمیت بسزایی داشته باشد و زمانی بر اهمیت این موضوع افزوده می شود که از یک سو سایر منابع انرژی همانند نفت و گاز مهم ترین منبع درآمدی کشور بوده و از سوی دیگر تقاضا برای گاز و فرآورده های نفتی به طور روز افزون در حال افزایش است. از این رو در این مطالعه الگویی نظری بر مبنای مفهوم دوگانگی و نظریه تغییرات ساختاری در اقتصاد توسعه طراحی گردیده است که نشان می دهد افزایش بکارگیری انرژی برق باعث گسترش بخش صنعت و کوچک شدن نسبی بخش کشاورزی شده و با ایجاد تحولات ساختاری، فرایند توسعه اقتصادی را تسهیل می کند. شواهد تجربی بدست آمده بر اساس توابع تولید بخشی در اقتصاد ایران نیز این موضوع را تایید می کند.
    کلیدواژگان: انرژی برق، اقتصاد دوگانه، صنعتی شدن، توسعه اقتصادی
  • زهرا قیومی، علی مبینی دهکردی، محمد علی شریفیان صفحه 74
    نفت کلیدی ترین و در عین حال سیاسی ترین کالای دنیای امروز است و از همین رو سیاستگذاری نفتی کشورهای نفت خیز در واقع بخش عمده ای از سیاستگذاری ملی این کشورها را تشکیل می دهد و در این کشورها هرگونه برنامه ریزی متاثر از سیاست های نفتی می باشد. همین امر اهمیت توجه به صنعت نفت را دو چندان کرده است. بر این اساس، دلایلی همچون وجود منابع مهم در کشور،رشد سریع کشورهای در حال توسعه، نیاز به منابع انسانی با تجربه و تحصیل کرده، زمین های نفت خیز مشترک با کشورهای همسایه و استفاده سریع آنها از این منابع مشترک و دسترسی پایین کشور به تکنولوژی های جدید، بالا رفتن قدرت چانه زنی کشورهای عربی، موجب احساس نیاز در اقدامات استراتژیک جهت پیاده سازی چشم انداز صنعت نفت گردیده است.برای غلبه بر ضعف هاو تهدیدات و بهره مندی از نقاط قوت و فرصت ها، صنعت نفت به رهبرانی با دانش کافی،آشنایی با استراتژی و قدرت تصمیم گیری بالا نیاز دارد.لذا در این تحقیق برای پیاده سازی چشم انداز به نقش مدیران ارشد توجه گردیده است. در این پژوهش با استفاده ازروش توزیع نرمالکولموگروف- اسمیرنوف وآزمون ناپارامتریک دو جمله ای در تحلیل استنباطی، فرض صفر رد شده و مدیران ارشد به عنوان مهمترین فاکتور در پیاده سازی چشم انداز شناخته شده اند.در این مقاله عوامل موثر در پیاده سازی چشم انداز در صنعت نفت، با روش توصیفی موردی به طور دوره ای بررسی شده و اطلاعات و داده ها توسط پرسشنامه و توزیع در میان مدیران و متخصصان صنعت نفت جمع آوری و با آلفای کرونباخ 921/0 که دارای اعتبار بالایی است بررسی شده و درنهایت برای یافتن موثرترین عامل به ترتیب اولویت از آزمون فریدمن استفاده شده است.در این پژوهش، پیشنهاداتی برای پیاده سازی چشم انداز با در نظر گرفتن نقش مدیران ارشد ارائه شده است.
    کلیدواژگان: استراتژی، برنامه ریزی استراتژیک، چشم انداز، مدیران، رهبری استراتژیک، صنعت نفت
  • علی قاسمی صفحه 87
    یکی از مسایل مهم در صنعت برق امروزی تولید آلودگی های محیط زیستی در اثر مصرف سوخت های فسیلی و تولیدگازهای خطرناکی چون مونواکسید و دی اکسید کربن می باشد. در این مقاله به حل مساله پخش بار اقتصادی با در نظر گرفتن آلودگی های محیطی (EED) ایجاد شده به کمک الگوریتم چند منظوره MOGSA پرداخته شده است. مساله EED یک مساله غیرخطی با در نظر گرفتن تابع هزینه تولید، آلودگی محیط زیست و تلفات یکی از مسایل مهم در سیستم امروزی می باشد. برای تطابق مساله با مساله واقیعت قیودناشی از ژنراتورها، خطوط و سایر محدودیت های عملی لحاظ شده است. در الگوریتمMOGSA براساس مرتب کردن خارجی تابع شایستگی ها به یافتن جواب مناسب می پردازد، در حقیقت در این الگوریتم براساس بهینه سازی پارتو به کمک آنتروپی انبوهی به یافتن جواب مناسب در تابع های موجود می پردازد. آنتروپی انبوهی یک معیار مناسب برای تخمین براساس جمعیتمی باشد. بررسی های مورد نظر بر روی دو سیستم استاندارد 30 و 118 باسه استاندارد IEEE انجام گرفته شده و نتایج به دست آمده از آن با نتایج به دست آمده از سایر روش ها مقایسه شده است. نتایج به دست آمده از شبیه سازی ها در جداول و شکل ها نشان از کارایی مناسب بهینه سازی بر اساس معیار پارتو به کمک الگوریتمMOGSA در حل مساله EEDمی باشد. از خصوصیات بارز این الگوریتم سرعت مناسب همگرایی و جستجو براساس حرکت چرخشی سیستم در حین بهینه سازی می باشد. برای نشان دادن کارایی بهتر این الگوریتم در سه حالت با در نظر گرفتن توابع هزینه، آلودگی و تلفات به طور همزمان و به طور مجزا به بهینه سازی پرداخته شده است.
    کلیدواژگان: الگوریتم چند منظوره MOGSA، آلودگی های محیطی، پخش باراقتصادی، معیار پارتو، EED
  • محسن فلاح، موسی محمدپور فرد صفحه 105
    تولید توان توسط روش اسمز فشار-کاهیده(PRO)، یک روش مطمئن برای آینده به شمار می آید. در این روش آب از یک خوراک (جریان کم نمک یا جریان آب تمیز) از طریق یک غشاء نیمه تراوا به یک محلول غلیظ یا جریان غلیظ فشار بالا، مثل آب دریا نفوذ می کند و باعث افزایش بیشتر دبی و فشار آن می شود. سپس عبور این جریان پر فشار از یک توربین آبی باعث چرخش ژنراتور متصل به آن شده و تولید توان الکتریکی می کند. در این مقاله علاوه بر بررسی عملکرد نیروگاه به روش PRO و بررسی آن برای شرایط کاری ایران، یک مدل PROبرای پیش بینی جریان آب و چگالی توان تحت شرایط تئوری، مورد بررسی قرار گرفته است. مدل مبتنی بر تخمین تجربی ضریب نفوذ پذیری آب از غشاء (A)، ضریب نفوذ پذیری نمک از غشاء(B) و مقاومت ویژه ذرات معلق در محلول (K)است. نتایج حاصله نشان می دهد که روش PRO با بهینه سازی های انجام گرفته در غشای آن دارای توان ویژه تولیدی بالاتر و درنتیجه بازده بالاتری نسبت به مدلهای قبلی می باشد و در نتیجه رویکرد تمایل به تولید توان با این روش را افزایش می دهد.
    کلیدواژگان: اسمز فشار، کاهیده، خوراک، غشاء نیمه تراوا، ضریب نفوذپذیری
|
  • Mohammad Sadegh Gazizadeh, Adel Gholami, Sayedjavad Mirrezairoudaki Page 1
    Recently, energy issues and global warming have gained serious attentions all around the world. In this regard, using renewable energy options are of great importance. Among numerous options, tri-generation systems with fuel cell can be a good candidate for this unique purpose. Trigeneration means to produce cooling, heating and power simultaneously with one source of input energy. The importance of using Tri-generation systems are both higher efficiency and lower environmental impacts. They can be used widespread in residential applications though. Tri-generation prime movers can be internal combustion engine, micro turbines, fuel cells or sterling engine. Among these various prime movers, fuel cellsare the best option due to their high efficiency, low pollution and high reliability. In this paper, by using an economic analysis the size and operation of the required fuel cell for the specific electricity, cooling and heating load of a typical building located in Tehran, Iran are selected. To carry out this analysis, an objective function has been introduced and maximized using developed mixed integer nonlinear method. The operation strategy and the payback period of the chosen system are also determined in this study. In addition, the results end up with finding an optimal capacity, optimal chiller capacity. The results show that using fuel cell is not economical now but for afuture by considering the cost of environmental impact it will be the best option. Finally, the sensitivity analysis is performed by changes in fuel cost, electricity cost and investment cost. The results show that theses parameters have significant effects on the system performance.
  • Hassan Hassanzadeh, Mohammad Ali Farzad Page 19

    The limitation of fossil fuel resources and pollution associated problems, especially in urban areas, and moreover, low efficient traditional energy convertors are the reasons for tendency to use more efficient energy convertors and renewable resources. Using a photovoltaic system for producing hydrogen beside a fuel cell system to supply the electrical and heat demands will be attractive in the near future. in this paper The feasibility study on using a photovoltaic-fuel cell hybrid system to produce heat and electricity simultaneously has been carried out. The results show that the photovoltaic system is the most economical case nowadays, which decreases the electrical dependency on the network and furthermore it has no pollution consequences, but the fuel cell based systems are not justifiable. It’s expected that they will have economical benefit in the future with increasing the cost of energy carriers, also decreasing the capital and operation costs of such systems.

  • Fatemeh Teymourihamzehkolaei, Sourena Sattari Page 42
    Micro CHP is a micro combined heat and power system that consumes natural gas or other types of fuel and produces heat and power. The growing worldwide demand for less polluting types of energy has led to a renewed interest in the use of Micro Combined Heat and Power technologies in the residential sector.During the process of increasingacceptance of Micro CHP systems,manufacturers and customers are interested to know what the optimum capacity of power generators for these devices is and if these systems are installed in the building, what strategies should be used to minimize the costs of supplying electricity and heat for households. In this paper, a mixed integer nonlinear programming model has been developed. The objective is to minimize annual cost of the energy system for a given residential customer equipped with the CHP plant, combining with a storage tank and a back-up boiler. The model reports the optimal CHP system capacities that customers could employ given their electricity and thermal requirements and minimize a customer’s cost to meet its electricity and heat requirements. Then, a sensitivity analysis is elaborated which indicates that optimal value of CHP capacity is sensitive to capital cost, energy prices, as well as the electricity buyback. An optimal storage tank can extent the operating time of the CHP plant, in addition a Time Of Use (TOU) tariff structure will almost always result in a larger cost saving ratio.
  • Mahmood Motavasseli, Vahid Mehrbani Page 59
    Limitedenergy resources are problematic challenge nowadays. Electricity is one of the most important clean energies that can have the effective role in a developing economy like Iran. In this study, a theoretical model has been designed on the basis of dualism and structural change theory that shows using electricity increases the share of industry and decreases the share of agriculture in economy and hence by making structural changes, economic development process will be facilitated empirical evidence from sector production functions of Iranian economy, confirms this result.
  • Zahra Ghayoomi, Ali Mobini Dehkord, Mohammad Ali Sharifian Page 74
    The increased needsof world for energy and dependence of Iran on oil revenues as the most important revenue of country causedThe necessity To implementvision of thepetroleum industry that is along with 1404 vision of I.I.R in current decades with critical condition. Then, some issue as a literature review for assessing strategy, vision and implementing them was studied. For solving the problem, research was done as a case study – descriptive and crosses - sectional survey. Data was gathered by distributing questionnaires among 110 of managers and experts in petroleum industry in Tehran and was studied bycronbach 0.921 which factor is most effective factor in implementing vision of petroleum industry.
  • Ali Ghasemi Page 87
    One of the most important operational functions in todayenergy management system is environmental/economic dispatch (EED). The environmental issues that arise from the pollutant emissions produced by fossil-fueled electric power plants have become a matter of concern recently. This paper presents a multi-objective Gravitational Search Algorithm (MOGSA) for environmental/economic power dispatch (EED) problem.The EED problem is formulated as a nonlinear constrained multi-objective problem with competing and incommensurable objectives of fuel cost, emission and system loss. The proposed MOGSA approach adopts an external elitist archive to retain non-dominated solutions found during the evolutionary process. In order to preserve the diversity of Pareto optimality, a crowding entropy diversity measuring tactic is proposed. The crowding entropy strategy is able to measure the crowding degree of the solutions more accurately. IEEE30 and 118 bus test systems were studied. The effectiveness of the proposed approach are demonstrated by comparing its performance with other evolutionary multi-objective optimization algorithms such as NSGA, NPGA, SPEA, MOPSO and MODE. The comparison with reported results of other multi objective optimization algorithms reveals the superiority of the proposed MOGSA algorithm and confirms its great potential in handling the multi-objective problems in power systems.
  • Mohsen Fallah, Moosa Mohammadpurfard Page 105
    Power generation by Pressure Retarded Osmosis (PRO) method is a reliable approach for future. In this method, water from feed (low-salt or clean water flow) permeates through a semi membrane into a consentrated solution or a high pressurized salinity flow, such as sea water causing additional increase in its pressure and flowrate. Then this high pressure flow passing through a water turbine causes rotation of generator shaft and generates electric power. In this paper, in addition to investigate PRO power plant performance considering working condition of Iran, a PRO model is studied to predict water flux and power density under specific teoritical conditions. Model is based on empirical estimation of membrane water permeability coefficient (A), the membrane salt permeability coefficient (B) and suspended particles in solution resistivity (K).Results show that the PRO method with optimized membrane has higher specific power and greater efficiency than previous models. So, there is a growing trend into producing power via this new approach.