میرنیوز
الگوسازی برای تأمین برق مناطق روستایی با استفاده از ترکیب انرژی های نو
2023-01-25T14:10:27+03:30
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
اعضای شورای راهبری هوش مصنوعی معرفی شدند/ایجاد زیر ساخت هوش مصنوعی در دستور کار ۱۰ نهاد
آتش‌سوزی جنگلی موجب رشد حیات دریایی می‌شود!
استرس کاری ریسک بیماری قلبی را در مردان افزایش می دهد
۲.۵ میلیون ایرانی در اهدای خون مشارکت دارند
چین در شرق تهران بیمارستان هوشمند احداث می کند
راه اندازی ۶۰ هزار تخت بیمارستانی در کشور
وزارت بهداشت برای اولین بار سرایدار استخدام می‌کند
زمان اخذ رأی در انتخابات نظام پرستاری افزایش یافت
هوای آلوده و افزایش ریسک سرطان سینه/ درمان سوءهاضمه با زردچوبه
بیماری هزارچهره را جدی بگیریم/ عوارض بیماری سلیاک
اهمیت تولید محصولات غذایی فاقد گلوتن برای بیماران سلیاک
نشست چالش‌های زنجیره تأمین دارو در ایران برگزار می‌شود
چگونه از ابتلا به سرماخوردگی جلوگیری کنیم
خرید اعتباری محصولات پتروشیمی به نفع صنعت دارو است
چه کسانی پرونده الکترونیک سلامت دارند
بررسی راهکارهای ورود ایران به بازار دارویی اوراسیا
جامعه پزشکی باید تخصص را همراه تعهد حرفه‌ای داشته باشد
هفته دفاع مقدس فرصتی برای انتقال مفاهیم بهداری رزمی
نشست چالش های قیمت گذاری دارو برگزار می‌شود
دانش آموز بدون صبحانه مدرسه نرود/ میان وعده‌های سالم
وزیر بهداشت زنگ دبیرستان شهید آوینی را نواخت
۱۰ هزار نیروی پرستاری در بخش درمان استخدام می شوند
بازدید سرزده عین اللهی از بیمارستان شفا یحیاییان
۲۲ بیمار کرونایی در یک هفته گذشته فوت شدند
داروی ایرانی از طریق صادرات به دنیا معرفی می‌شود
ایران دارای قوی‌ترین نظام سلامت در منطقه است
ادعای دخالت وزارت بهداشت در انتخابات نظام پرستاری رد شد
اورژانس تهران در هفته گذشته ۲۰ هزار مأموریت انجام داد
جهان امروز با کمبود آب و غذای سالم مواجه است
تایید موفقیت نخستین واکسن ایرانی کرونا
