فهرست مطالب

نشریه انرژی ایران
سال هفدهم شماره 1 (پیاپی 62، بهار 1393)

  • تاریخ انتشار: 1393/02/29
  • تعداد عناوین: 8
|
  • محمدعلی مرادی، معصومه صادقی، حسین صادقی، لطافت مرادی صفحه 1
    در این مقاله، طرح جایگزینی تراکتورهای فرسوده با انواع تراکتورهای جدید، مورد تحلیل اقتصادی و مصرف انرژی قرار گرفته است. هدف، ارزیابی فنی، اقتصادی و زیست محیطی برنامه فعلی، دلایل عدم موفقیت آن، بررسی منافع و هزینه ها و همچنین ارایه برنامه جدید و کارآمد برای تداوم اجرای طرح بوده است. برای ارزیابی دقیق و بررسی چشم انداز مصرف انرژی تراکتورها، مدل ویژه ای با استفاده از مدل ساز لیپ (LEAP) طراحی و پیاده سازی شده است. مدل امکان طرح، مدل سازی و تحلیل سناریوهای مختلف برای ارزیابی طرح جایگزینی تراکتورهای فرسوده را فراهم نموده است. نتایج مدل نشان می دهد در صورتی که طرح به طور کامل اجرایی شود، اوج صرفه جویی مصرف نفت گاز در سال 1400 به میزان 37 درصد خواهد بود. کل مصرف انرژی تراکتورها از میزان 1265 میلیون لیتر در سال 1389، افزایش یافته و در سناریوی مرجع به حدود 1890 میلیون لیتر در سال 1404 خواهد رسید. در صورت جایگزینی کامل تراکتورهای فرسوده، میزان کل تقاضای نفت گاز تراکتورها کاهش یافته و تقاضای کل در زیر 1300 میلیون لیتر در سال باقی خواهد ماند. از طرف دیگر، اجرای طرح مذکور موجب منفعت اجتماعی بیش از 360 میلیون دلار تا سال 1400 خواهد شد.
    کلیدواژگان: تراکتور، فرسوده، جایگزینی، مصرف سوخت، هزینه، فایده، لیپ و مدل
  • میثم منتظری، مسعود رشیدی نژاد، امیر عبدالهی، روح الله فدایی نژاد، ابوالقاسم تیکدری صفحه 25
    مقاله حاضر به ارایه روشی جدید به منظور بارزدایی بهینه فرکانسی در سیستم قدرت با در نظر گرفتن بازار رقابتی برق می پردازد. در روش پیشنهادی کمترین میزان بارزدایی به منظور حفظ پایداری فرکانس سیستم و قرار گرفتن فرکانس حالت ماندگار سیستم در محدوده مجاز خود صورت می گیرد. همچنین تابع هدفی جدید به منظور بیشینه نمودن سود متصدیان تولید، کمینه نمودن هزینه گرفتگی خطوط و همچنین در نظر گرفتن جریمه ناشی از توان تامین نشده در هنگام بارزدایی فرکانسی در نظر گرفته شده است. از این رو، محل و مقدار بارزدایی بر روی هر یک از بارهای سیستم با استفاده از الگوریتم بهینه سازی اجتماع ذرات تعیین می شود. با بهره گیری از روش پیشنهادی، هنگام وقوع پیشامد احتمالی در سیستم قدرت می توان علاوه بر حفظ امنیت سیستم، بیشترین سود بازیگران بازار را برای سیستم در نظر گرفت. شبیه سازی مساله بر روی سیستم 39 باسه استاندارد تغییر یافته با در نظر گرفتن اطلاعات دینامیکی شبکه به منظور بارزدایی بهینه فرکانسی و در حضور بارهای حساس به قیمت صورت گرفته تا با انجام پخش بار بهینه اقتصادی در محیط بازار هوشمند نرم افزار مت پاور 4.1، بارزدایی ایمن و اقتصادی را در شبکه ایجاد نمود.
    کلیدواژگان: بارزدایی فرکانسی، بازار رقابتی برق، بارهای قابل پخش و حساس به قیمت، تابع چند هدفی
  • علی بدری، احمد مرادقلی صفحه 41
    بهره برداری از ریزشبکه های شامل منابع تولید همزمان برق و گرما به دلیل وابستگی درونی دو نوع انرژی الکتریکی و حرارتی نیاز به روش های مدل سازی و بهینه سازی خاصی دارد. در این مقاله پس از معرفی یک ریز شبکه نمونه ومدل-های مختلف منابع تولید پراکنده موجود در آن به بررسی مساله بهره برداری چند هدفه از این ریز شبکه خواهیم پرداخت. در این راستا، مدلی بر اساس بهینه سازی با سه هدف هزینه تولید منابع، آلودگی زیست محیطی و تلفات ریز شبکه معرفی و با توجه به ماهیت مساله از الگوریتم ژنتیک مبتنی بر رتبه بندی نامغلوب استفاده می شود. رویکرد مساله تامین بارهای الکتریکی و حرارتی مشترکین در طول شبانه روز با در نظر گرفتن امکان تبادل انرژی با شبکه بالادستی و رعایت قیود ترمودینامیکی محرک های اولیه سیستم های تولید همزمان می باشد. بر این اساس، سه سناریوی عملی استفاده از بویلر کمکی، تولید موتور گازسوز و تولید میکرو توربین برای پاسخگویی به نیازهای حرارتی و الکتریکی مشتریان ارایه گردیده و از این بین، اقتصادی ترین سناریو پیشنهاد می گردد.
    کلیدواژگان: بهره برداری اقتصادی، بهینه سازی چندهدفه، تولید همزمان برق و حرارت مقیاس کوچک، ریزشبکه، مدل سازی
  • سیف الله فلاح، مرضیه پورعزیزی، سجاد رستمی صفحه 65
    مقاله حاضر به ارایه روشی جدید به منظور بارزدایی بهینه فرکانسی در سیستم قدرت با در نظر گرفتن بازار رقابتی برق می پردازد. در روش پیشنهادی کمترین میزان بارزدایی به منظور حفظ پایداری فرکانس سیستم و قرار گرفتن فرکانس حالت ماندگار سیستم در محدوده مجاز خود صورت می گیرد. همچنین تابع هدفی جدید به منظور بیشینه نمودن سود متصدیان تولید، کمینه نمودن هزینه گرفتگی خطوط و همچنین در نظر گرفتن جریمه ناشی از توان تامین نشده در هنگام بارزدایی فرکانسی در نظر گرفته شده است. از این رو، محل و مقدار بارزدایی بر روی هر یک از بارهای سیستم با استفاده از الگوریتم بهینه سازی اجتماع ذرات تعیین می شود. با بهره گیری از روش پیشنهادی، هنگام وقوع پیشامد احتمالی در سیستم قدرت می توان علاوه بر حفظ امنیت سیستم، بیشترین سود بازیگران بازار را برای سیستم در نظر گرفت. شبیه سازی مساله بر روی سیستم 39 باسه استاندارد تغییر یافته با در نظر گرفتن اطلاعات دینامیکی شبکه به منظور بارزدایی بهینه فرکانسی و در حضور بارهای حساس به قیمت صورت گرفته تا با انجام پخش بار بهینه اقتصادی در محیط بازار هوشمند نرم افزار مت پاور 4.1، بارزدایی ایمن و اقتصادی را در شبکه ایجاد نمود.
    کلیدواژگان: بارزدایی فرکانسی، بازار رقابتی برق، بارهای قابل پخش و حساس به قیمت، تابع چند هدفی
  • احسان بلورکاشانی، سیدعباس طاهر صفحه 75
    اهمیت موضوع صرفه جویی در انرژی و سهم گسترده بارهای موتوری در وسائل خانگی و همچنین افزایش بهای حامل های انرژی، لزوم استفاده از فناوری در بهینه سازی مصرف انرژی را پررنگ تر نموده است. در این مطالعه، به بررسی کولرهای آبی بهمراه موتور سه فاز و اینورتر با استفاده از برق تک فاز شهری در یک بازه زمانی مشخص و اقلیم آب و هوایی گرم و خشک که بیشترین مصرف کننده کولرهای آبی هستند، پرداخته شده است. نتایج نشان می دهد استفاده از راه انداز نرم که باعث کاهش استرس مکانیکی بر روی قطعات می گردد، کاهش تلفات انرژی الکتریکی در خطوط انتقال را نیز به وجود می آورد. نهایتا در کمتر از دو سال سرمایه اولیه برگشته و به میزان قابل توجهی کاهش مصرف انرژی را برای مصرف کننده در پی دارد.
    کلیدواژگان: اینورتر، موتورهای الکتریکی، کاهش مصرف، بازگشت سرمایه، صرفه جویی سالانه انرژی
  • مجتبی بیگلری، احسان الله عصاره، کجتبی ندایی، ایمان پول تنگری صفحه 91
    در این مقاله، پتانسیل انرژی باد در ایستگاه شوشتر در استان خوزستان در 20 ماه متوالی با فاصله زمانی 10 دقیقه مورد بررسی قرار گرفت با استفاده از تابع توزیع احتمال ویبول برآورد شده است. ضمنا خطای بدست آمده از مدل ویبول با 3 مدل دیگر مورد مقایسه قرار گرفت که ثابت شد در شهر شوشتر تابع توزیع ویبول بهترین مدل برای مدل سازی داده های بادی می باشد. نتایج اولیه حاصل از تجزیه و تحلیل داده های باد حاکی از آن است که منطقه مورد مطالعه پتانسیل خوبی برای استفاده از توربین های بادی ندارد. نهایتا امکان سنجی اقتصادی نصب توربین های بادی کوچک در شوشتر توسط نرم افزار RETScreen صورت گرفت و مشخص شد که محل مورد مطالعه از لحاظ اقتصادی حتی برای نصب توربین های بادی کوچک انتخاب شده نیز مناسب نیست. در نهایت، پیشنهاد شد که در مطالعه بعدی در شهر شوشتر امکان سنجی استفاده از سایر سیستم های انرژی های تجدید پذیر مانند انرژی خورشیدی و همچنین استفاده از سیستم های ترکیبی Hybrid (فتوولتاییک-بادی و...) بررسی شود.
    کلیدواژگان: انرژی باد، شوشتر، خوزستان، تابع ویبول، RETScreen
  • جلیل رکنی زاده، وحید نجاتی صفحه 111
    طبق آمار انجمن صنفی کارفرمایان صنعت سیمان ایران، سهم انرژی در قیمت تمام شده صنعت سیمان، نسبت به روش تولید و سن کارخانه، بالغ بر 25 الی 35 درصد برآورد می گردد و لذا زمینه خوبی جهت انجام اقدامات مدیریت مصرف انرژی و نیز اجرای معیار مصرف بهینه در این صنعت وجود دارد. فرایند تولید سیمان نیازمند انرژی زیادی است و از این جهت علاقه وافری به یافتن سوخت های جایگزین و ارزان در بین تولیدکنندگان این ماده در دنیا وجود دارد. بر اساس آمار کارشناسان دفتر صنایع معدنی وزارت صنعت، معدن و تجارت، صنعت سیمان ایران در سال 1391 به ازای تولید 71 میلیون تن، در حدود1012 77/61 کیلوکالری انرژی حرارتی مصرف نموده است. تایر فرسوده تنها می تواند 62/1 درصد از این نیاز را تامین کند. استفاده از سوخت مشتق شده از زباله که پتانسیل تولید آن در ایران موجود می باشد نیز می تواند 6/25 درصد از این مقدار انرژی حرارتی را برطرف کند. اگر بطور همزمان از هر دو سوخت در این صنعت استفاده می شد، با احتساب کاهش 22/27 درصدی استفاده از سوخت های فسیلی در این صنعت، در سال 1391 حدود دو میلیارد متر مکعب گاز صرفه جویی می گردید که ارزش صادراتی آن برابر یک میلیارد و ده میلیون دلار می باشد. هدف از این مقاله، امکان سنجی و تاثیر استفاده از سوخت های جایگزین در صنایع سیمان ایران می باشد و به روش ها، مشکلات پیش رو و توجی هات فنی و اقتصادی در این زمینه می پردازد.
    کلیدواژگان: مصرف انرژی در صنعت سیمان، سوخت جایگزین، سوخت حاصل از زباله، سوخت حاصل از تایر، بهینه سازی در صنعت سیمان
  • داوود منظور، روح الله کهن هوش نژاد صفحه 139
    پیش بینی های انجام شده از دورنمای جهانی انرژی درافق های زمانی مختلف (2035، 2040 و 2050) حاکی از آن است که تقاضای انرژی اولیه افزایش خواهد یافت و سوخت های فسیلی شامل نفت، گاز طبیعی و زغال سنگ، علیرغم کاهش سهم شان در ترکیب جهانی انرژی، همچنان سهم غالب را در تقاضای انرژی اولیه خواهندداشت. براساس برخی از این پیش بینی ها، مصرف انرژی طی 30 سال آینده بیش از 50 درصد افزایش خواهد یافت که عمده این رشد متعلق به کشورهای غیر عضو سازمان همکاری های اقتصادی و توسعه(OECD) است. در بخش عرضه، سریع ترین رشد متعلق به گاز طبیعی و انرژی های تجدیدپذیر خواهد بود. شورای جهانی انرژی براساس سه هدف عدالت انرژی، سازگاری زیست محیطی انرژی و امنیت انرژی، اقدام به طراحی دو سناریوی جاز و سمفونی برای دورنمای 2050 انرژی جهان نموده است. سناریوی جاز بر عدالت انرژی با اولویت دسترسی آسان و ارزان همگانی به انرژی از طریق رشد اقتصادی و سناریوی سمفونی بر سازگاری انرژی و محیط زیست با محوریت سیاست ها و اقدامات هماهنگ بین المللی استوار است. افزایش مصرف انرژی در سناریوی جاز بیش از سناریوی سمفونی خواهد بود. به علاوه، رشد انرژی های تجدیدپذیر در سناریوی سمفونی حدود دو برابر سناریوی جاز برآورده شده است.
    کلیدواژگان: چشم انداز، انرژی، سناریو، جاز، سمفونی
|
  • Page 1
    In this paper, we have analyzed economical and energy efficiency dimensions of old tractors replacement with new efficient types. The main goals is economical, technical and environmental assessment of existing plan and suggestion new optimal and favorite plan. We use special model for this work that was established by LEAP software. Very different scenarios were evaluated by this model. The result of research shows, although fuel consumption of all active tractors in Iran was 1265 million liter per year in 2010, but it will increase to 1890 million liter in 2021 by reference scenario. If replacing all of old tractors, fuel consumption will decrease dramatically and it will reach to lower than 1300 million liter per year. Furthermore, social benefit of implementation this plan will be to 300 MM$ up to 2021
    Keywords: Tractor, Old, Survival, Fuel consumption, Cost, Benefit, LEAP, Model
  • Page 25
    This paper implements and designs a new under frequency load shedding in competitive electricity market. In this paper at first optimal amount of load shedding is achived to restore the power system stability and put steady state frequency in allowable range after disturbance occurring. Then a technoeconomic multi-objective function is introduced to detect an optimal load shedding scheme considering competitive electricity market. The proposed problem include maximum GENCOs profits considering electricity power not supplied penalty cost and minimizing congestion cost in competitive electricity market. In order to solve multi objective function, a partical swarm optimization (PSO) is used to find the optimal value of load shedding. The proposed methodology is implement on a modified IEEE 39-bus test system. Generating output associated with the price of each generator, power output and price of dispatchable loads are calculated through performing smart market procedure of MATPOWER 4.1. The obtained results demonstrate the effectiveness of the proposed methodology in designing the optimal load shedding to restore system frequency and satisfying social welfare
    Keywords: Under frequency load shedding, competitive elecrtricity market, dispatchable loads, multi objective function
  • Page 41
    Operation in micro grids containing combined heat and power generators require specific modeling and optimization methods due to interrelation between electricity and heat. In this paper after introducing a proto type micro grid and corresponding dispersed generations a multi objective problem is investigated for micro grid operation. Based on three factors: generation cost function, environmental emission and micro grid loss a three objective optimization model is proposed. Considering proposed model a genetic algorithm based method entitled Non-dominated Sorting Genetic Algorithm (NSGAII) is employed. The objective is providing simultaneous electricity and heat considering the possibility of electricity trading with external grid. Subsequently, three scenarios: using domestic boiler, gas engine contribution and micro turbine contribution are presented for providing electricity and heat demands of consumers and the best scenarios is selected at the end.
    Keywords: Economic operation, Multi objective optimization, combined micro heat, power generation, Micro grid, Modeling
  • Page 65
    This paper implements and designs a new under frequency load shedding in competitive electricity market. In this paper at first optimal amount of load shedding is achived to restore the power system stability and put steady state frequency in allowable range after disturbance occurring. Then a technoeconomic multi-objective function is introduced to detect an optimal load shedding scheme considering competitive electricity market. The proposed problem include maximum GENCOs profits considering electricity power not supplied penalty cost and minimizing congestion cost in competitive electricity market. In order to solve multi objective function, a partical swarm optimization (PSO) is used to find the optimal value of load shedding. The proposed methodology is implement on a modified IEEE 39-bus test system. Generating output associated with the price of each generator, power output and price of dispatchable loads are calculated through performing smart market procedure of MATPOWER 4.1. The obtained results demonstrate the effectiveness of the proposed methodology in designing the optimal load shedding to restore system frequency and satisfying social welfare
    Keywords: Under frequency load shedding, competitive elecrtricity market, dispatchable loads, multi objective function
  • Page 75
    In this paper, an economic analysis of replacing a single phase motors with a three phase motors and an inverter is carried out for the domestic water cooler. Considering the importance of saving energy, the enormous contributions being made by electrical motor in the residential loads, and the ever-increasing prices of energy carriers necessitate using technology to optimize energy consumption. In this study, we evaluated replacement of a three phase motor with an inverter instead of the conventional single phase motor being used in a specific timeframe in a hot and dry climate such as Kashan, where a great number of such cooler are used. Offering such technology, would lead to a softer starting in electrical motors, less breakdown owing to reduced mechanical stress on parts, reduced electric power generation and cost and less power losses in transmission lines. In all these cases energy savings can be achieved having a payback period of less of two years for the investment incurred, making this technique a superior one for such applications.
    Keywords: Electric motors, inverter, consume reduction, return on investment, annual energy savings
  • Page 91
    This article presents an assessment of wind energy during 20 months with the time interval of 10-minutes in Shush-tar station in Iran. Weibull distribution function was used to model the wind data. In the first phase of the study,the error obtained from Weibull distribution was compared with three other models namely, Rayleigh, Logistic and Log-normal. It was concluded that Weibull distribution is the best function to model the wind speed in Shush-tar. From the initial evaluation of wind data, it was found that the studied site doesn’t have sufficient wind potential for using large and medium scale wind turbines.Thus an economic evaluation of three small wind turbines was performed on RETScreen® software.The economical indicators like the simple payback period, the Benefit-cost ratio, the net present value, and the cost of renewable energy production showed that the proposed small wind turbines are not feasible in the city of Shush-tar. It was suggested that in addition to the study of other renewable sources such as solar energy in shush-tar,a feasibility study for installation of a hybrid system which uses both solar photovoltaic panels and a small wind turbine can be considered for the next study.
    Keywords: Wind energy, Shush, tar, Khuzestan, Weibull function, RETScreen
  • Page 111
    According to the Iranian Cement Industry Employers Association, Production process of cement, Compared to the production method and age of factory,requires a huge amount of energy therefor there has always been a need for finding alternative and cheap fuel sources in the world. The percent of the cost of the energy in cement industry is estimated to be approximately 25% to 35%. Hence, this industry shows a huge potential in the field of energy management as well as implementation of optimization of energy consumption. According to experts, the Bureau of Mines and Mineral Industries Ministry of Industry and Trade,In 1391 cement industries in Iran have consumed about 61.77×1012 kcal of heat energy for the producing of 71 million tons of cement. Tire-Derived Fuel (TDF) can only provide about 1.62 percent of this need. Using of the Refuse-Derived Fuel (RDF), whose its production has large potential in Iran, can cover about 25.6 percent. Reduction of 27.22 percent of fossil fuel consumption in the cement industries stem from applying the both of these fuels simultaneously, lead to gas saving about two billion cubic meters per every year. The export value of such volume of gas is equal to one billion and ten million dollars. The purpose of this paper is to estimate the evaluation and effects of using alternative fuels in the cement industry in Iran. It also deals with procedures, difficulties as well as technical and economic evaluation facing the scheme.
    Keywords: Energy consumption, Cement industries in Iran, Alternative fuels, Refuse, derived fuel, Tire, derived fuel, Optimization
  • Page 139
    Differen world energy outlook with different horizons (2035, 2040 and 2050) show that demand for primary energy will increase. The energymix in 2050 will mainly be fossil based although the share of theses fuels will decrease. Accorging to some forecasts, energy consumption will increase more than 50 percent during next 30 years which most of this growth belongs to non-OECD countries. In supply side, the fastest growth will belong to natural gas and renewables. According to World Energy Council (WEC), Environmental sustainability، energy security, and energy equity are three pillars ofthe energy trilemma. The WEC has built two scenarios for fulfillment of these goals for world energy outlook to 2050. The more consumer-driven Jazzscenario has a focus on energy equity with priority given toachieving individual access and affordability of energy through economic growth. But more voter-driven Symphony scenario has a focus on achieving environmentalsustainability through internationally coordinated policies and practices. In Jazz scenario, the growth of energy consumption is more than Symphony scenario. In addition, the growth of renewables in Symphony scenario is twice of Jazz scenario.
    Keywords: Energy, Scenarios, Outlook, Jazz, Symphony