میرنیوز
الگوسازی برای تأمین برق مناطق روستایی از سوخت‌های فسیلی
2 سال پیش
به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از دانشگاه تهران، دکتر علی‌بخش کسائیان، دانشیار دانشکده علوم و فنون نوین دانشگاه تهران، در پژوهش تازه‌ای استفاده از سامانه‌های ترکیبی برای تأمین برق مناطق دورافتاده را مورد ارزیابی فنی و اقتصادی قرار داده است.
به گفته دکتر کسائیان، با توجه به دشواری و هزینه‌بر بودن توسعه خطوط انتقال شبکه سراسری برق در مناطق محروم و دور افتاده، امروزه سامانه‌های ترکیبی انرژی‌های تجدیدپذیر به عنوان راه حلی مؤثر برای تأمین برق به صورت مستقل از شبکه سراسری برق در نظر گرفته می‌شوند. این سامانه‌ها مبتنی بر تولید همزمان از چندین منبع تجدیدپذیر مانند خورشید و باد هستند که به همراه سامانه‌های ذخیره‌ساز می‌توانند بر ماهیت متناوب منابع تجدیدپذیر غلبه نموده و انرژی را با قابلیت اطمینان بالا و بصورت مقرون به صرفه فراهم سازند.
کسائیان در معرفی این پژوهش گفت: در این پژوهش که در قالب بخشی از رساله دکتری محمدامین وزیری‌راد انجام شد، برای نخستین بار در کشور، امکان‌سنجی اقتصادی استفاده همزمان از پنل‌های خورشیدی، توربین‌های بادی، چرخه رانکین آلی (ارگانیک) به همراه ذخیره‌سازی حرارتی و سامانه ذخیره‌ساز شیمیایی (بانک باتری) مورد تحلیل قرار گرفت و روستای آشار استان سیستان و بلوچستان به عنوان منطقه‌ای مسکونی (دارای حدود ۱۰۰۰ خانوار) با چالش‌های فراوان تأمین انرژی جهت مطالعه موردی در نظر گرفته شد.
دانشیار دانشگاه تهران، درباره فرآیند انجام این مطالعه توضیح داد: ابتدا یک چرخه رانکین آلی شامل کلکتور سهموی خورشیدی به عنوان منبع حرارتی، با استفاده از الگوریتم ژنتیک در نرم‌افزار متلب (MATLAB) بهینه‌سازی شد. سپس پروفایل توان سالیانه تولیدی چرخه، بهینه‌سازی شده و وارد نرم‌افزار هومر (HOMER) گردید، نرم‌افزاری که توسط آزمایشگاه ملی انرژی‌های تجدیدپذیر آمریکا جهت بهینه‌سازی سامانه‌های ترکیبی انرژی تهیه شده است. طی این مطالعه برای نخستین بار، چرخه رانکین در کنار منابع متداول انرژی تجدیدپذیر در این نرم‌افزار شبیه‌سازی شد. راندمان چرخه رانکین بدست آمده مابین ۱۵ الی ۳۰ درصد (متوسط بازدهی بیش از ۲۵ درصد) با مساحت کلکتور خورشیدی حدود ۱۰۰۰ متر مربع بوده است.
دانشیار گروه انرژی‌های نو و محیط زیست دانشکده علوم و فنون دانشگاه تهران همچنین درباره نحوه عملکرد فنی این سامانه افزود: در این سامانه، کلکتورهای سهموی، حرارت خورشید را بر روی مجاری سیال حاوی روغن ترمینول متمرکز کرده و دمای سیال را افزایش می‌دهند. سپس پمپ‌ها سیال را به سامانه ذخیره‌ساز حرارتی ارسال می‌نمایند تا در مواقع نیاز به تولید انرژی، بخش ذخیره‌ساز، روغن حرارتی را به مبدل حرارتی ارسال کرده و دمای سیال کاری تولوئن را به بیش از ۳۸۰ درجه سانتیگراد افزایش دهد. در نهایت، بخار ایجاد شده به توربینی با توان نامی حدود ۲۰۰ کیلووات ارسال می‌شود تا برق تولید شود و با سرد نمودن سیال کاری، این چرخه به شکل مداوم تکرار می‌شود.
بنا به توضیح استاد راهنمای این پژوهش، در سامانه طراحی‌شده، به شکل نوآورانه‌ای مابقی توان مورد نیاز منطقه مسکونی با ترکیب پنل‌های خورشیدی (حدود ۴۶ درصد)، توربین‌های بادی (حدود ۲۴ درصد) و بانک باتری (حدود ۱۸ درصد) تأمین می‌شود. از نظر اقتصادی، هزینه انرژی نهایی این سامانه کمتر از ۰.۲۸ دلار بر کیلووات ساعت و دارای صرفه اقتصادی مطلوبی در مقایسه با سایر سامانه‌های ۱۰۰ درصد تجدیدپذیر جهانی بوده است. ضمن اینکه سامانه توسعه داده شده از انتشار بیش از ۱۰۰۰ تن دی اکسید کربن در سال جلوگیری می‌نماید که گامی مؤثر در جهت کاهش آلاینده‌های ناشی از تولید انرژی در کشور خصوصاً در مقایسه با برق سراسری شبکه است.
عضو هیأت علمی دانشگاه تهران، درباره یافته‌های این پژوهش، خاطرنشان کرد: نتایج شبیه‌سازی همچنین نشان داد که این سامانه قادر به تأمین بیش از ۳۵۰۰ کیلووات ساعت در روز برق با قابلیت اطمینان بالا است که می‌تواند خاموشی‌های برق را در منطقه مورد مطالعه به نزدیک صفر برساند. علاوه بر این، رویکرد نوآورانه استفاده از چرخه رانکین در کنار پنل خورشیدی و توربین بادی، به شکل مؤثری منجر به کاهش حدود ۱۰ درصدی ظرفیت بانک باتری شد که این تلاش در راستای رفع چالشی جهانی در سامانه‌های مستقل از شبکه سراسری برق قرار دارد. کاهش انتشار گازهای آلاینده، مقابله با گرمایش جهانی، تولید مقرون به صرفه انرژی در مناطق دور افتاده، بهبود قابلیت اطمینان منابع تجدیدپذیر انرژی و افزایش امنیت انرژی از مزایای استفاده از چنین سامانه‌هایی در کشور خواهد بود.
مقاله منتج از این پژوهش با مشارکت پژوهشگرانی از دانشگاه شیان جائوتونگ چین و دانشگاه لاپن‌رانتا فنلاند در شماره ۸۹ نشریه «شهرها و جامعه پایدار» از مجلات انتشارات الزویر منتشر شده است و از طریق پیوند زیر دست‌یافتنی است:
Techno-economic evaluation of an organic rankine cycle-based multi-source energy system for ۱۰۰%-renewable power supply: A rural case study
منبع : خبرگزاری مهر
کلمات کلیدی : میرنیوز دانشگاه تهران توربین بادی تأمين برق پايدار روستا سوخت فسیلی
اشتراک گذاری :
آخرین اخبار علمی
نمایه شدن ۲۷ مجله دانشگاه تهران در پایگاه بین‌المللی «ابسکو»
آغاز به کار کمیسیون ویژه نخبگان هنری بنیاد ملی نخبگان
نقش استارت‌آپ‌ها در توسعه اقتصاد مردمی
توسعه همکاری دانشگاه امیرکبیر با شرکت پالایش و پخش فرآورده‌های نفتی
سرپرست موسسه پژوهش و برنامه‌ریزی آموزش عالی منصوب شد
رشد ۱۵۰ رتبه‌ای دانشگاه شریف در رتبه‌بندی موضوعی کیو اس ۲۰۲۵
استمرار فعالیت صدای مشاور دانشجو در ایام نوروز
سرپرست دانشگاه‌های یاسوج و شهرکرد منصوب شدند
نماینده داروسازان چه نکاتی را در محضر رهبر انقلاب مطرح کرد؟
ارسال نامه درخواست اصلاح تعرفه خدمات دارویی به وزیر بهداشت
حوادث مرتبط با چهارشنبه‌سوری ۱۴۰۳؛ ۳۸۸ مصدوم و ۶ فوتی
ضوابط بودجه وزارت بهداشت در ۱۴۰۴ ابلاغ شد
همکاری مشترک برای توسعه باتری‌های گرافن-آلومینیوم یون
برترین‌های جشنواره کانون‌های علمی طلاب مشخص شدند
جلوگیری از چاقی با مسدود کردن یک آنزیم کلیدی در روده
بهترین دانشگاه‌های ایران در رشته‌های مهندسی و پزشکی معرفی شدند
۲ واکسن جدید علیه بیماری‌های خطرناک کودکان
طب سوزنی به بهبود کدام بیماری‌ها کمک می‌کند؟
افزایش فهرستگان کتابخانه‌های دانشگاهی به یک میلیون و ۵۰۰ هزار عنوان
مراکز برگزاری آزمون زبان msrt معرفی شدند
نامه وزارت بهداشت به وزارت خارجه برای یک دعوت
مسیر پیاده‌روی هوشمند در پارک عباس‌آباد راه‌اندازی می‌شود
هوش مصنوعی جی پی اس را هم منسوخ می‌کند
فعالیت سامانه‌های ایرانداک تا پایان سال متوقف شد
جوان‌سازی پوست با مکمل‌ها؛ حقیقت یا تبلیغات؟
نحوه دریافت معافیت تحصیلی دانشجویان شاغل به تحصیل در خارج اعلام شد
ایجاد مسیر پیاده‌روی هوشمند در پارک عباس‌آباد
افزایش ۳۰۰ درصدی منابع تغذیه دانشجویی در سال جدید
داروهایی که بعد از مصرف روی رانندگی تاثیر می‌گذارد
رئیس‌زاده: به اجرای برنامه پزشکی خانواده خوشبین نیستم
