21918

21918

ارزيابي فني، اقتصادي و محيط¬زيستي يك سيستم فتوولتائيك-گرمايي (PVT) در اقليم ايران جهت كاربري مسكوني

كارشناسي ارشد

مهندسي سيستم هاي انرژي - انرژي و محيط زيست

1396

1398/10/10

دكتر روح الله احمدي

فناوري هاي نوين

انرژي يكي از نيازهاي ضروري در جهت پيشرفت اجتماعي و اقتصادي است. عواملي همچون كاهش ذخيره سوخت فسيلي، افزايش قيمت سوخت، آلودگي محيط زيست و گرمايش زمين، ضرورت استفاده از انرژي هاي تجديد پذير را نشان مي دهند. با توجه به پتانسيل انرژي خورشيدي در ايران، در اين نوشتار، امكان سنجي، مدل سازي و مقايسه ي سيستم فتوولتائيك-گرمايي(PVT) و اجزاء فتوولتائيك و كلكتور حرارتي آن، جهت توليد برق و گرمايِ واحدمسكوني در 28شهرايران، مدنظر خواهدبود. اين پژوهش ازنوع كاربردي است و اطلاعات ازطريق كتابخانه اي به دست خواهند آمد. تجزيه و تحليل عملكرد با نرم افزارهاي پلي سان و پي وي سيس انجام خواهد-شد. تحليل داده ها با روش تركيبي خواهد بود. بررسي ها نشان داد كه، بهترين عملكردِ سيستم طراحي شده مربوط به بندرعباس(بامقدار 38/4) و زاهدان(9/1) و بدترين عملكرد مربوط به رشت(88/0) و ساري(96/0) خواهدبود. درمجموع مقدار برق AC توليدي و مقدار سالانه انرژي تأمين شده توسط كلكتورها در سيستمPVT ارزيابي و مشخص شد كه، ايستگاه شيراز بيشترين و رشت كمترين انرژي توليدي، ميزان تابش بر سطح كلكتور و صرفه جويي در مصرف سوخت سالانه را دارند. همچنين بيشترين و كمترين انرژي موثر با لحاظ نمودن تلفات و سايه ها مربوط به شيراز و رشت است. ايستگاه بيرجند بيشترين و رشت كمترين كاهش انتشارCO2 را خواهندداشت. در محاسبات درصد انرژي مورد نياز جهت تامين آب گرم مصرفي با انرژي خورشيدي، بندرعباس بيشترين و رشت كمترين مقدار را دارند. همچنين متوسط انرژي مورد نياز جهت گرمايش خانه، با انرژي خورشيدي در بندرعباس بيشترين و اردبيل كمترين مقدار به دست آمد. بيشترين و كمترين زاويه بهينه ساليانه مربوط¬به بجنورد(39درجه) و بندرعباس(27درجه) است. در تقاضاي انرژي گرمايشي براي ساختمان طراحي شده اردبيل بيشترين مقدار و بندرعباس داراي كمترين مقدار هستند. اروميه بيشترين و اهواز كمترين مقدار كل تلفات سالانه را دارند. بندرعباس بيشترين و رشت كمترين اتلاف حرارت ازطريق ديواره مخزن و اتصالات را دارند. دركل مي توان نتيجه گرفت كه بهره گيري از سيستم فتوولتائيك-گرمايي (PVT) براي شهرهاي ايران (گاهي با ارتقاء ظرفيت) پايدار بوده و انرژي الكتريكي و گرمايي واحد مسكوني را تامين خواهد كرد.

1399/02/16

Techno-Economic and Environmental Assessment of an Optimal Photovoltaic-Thermal System (PVT) in the Climate of Iran for Residential Application

12/30/2020 12:00:00 AM

Energy is one of the crucial requirements for social and economic development. Factors such as reduced fossil fuel storage, enhancement of fuel prices, environmental pollution and global warming indicate the need for renewable energies. Considering the potential of solar energy in Iran, the feasibility, modelling and comparison of the optimal photovoltaic-thermal (PVT), photovoltaic and thermal collector system for generating electricity and heat in residential buildings in 28 cities in Iran are evaluated in this paper. This research is an applied one and information is obtained from the libraries. Performance analysis has been performed using PolySun and Pvsyst software. The data will be analysed using a combination method. The results showed that the best performance of the designed system corresponded to Bandar Abbas (4.67) and Zahedan (1.9) and the worst performance corresponded to Rasht (0.88) and Sari (0.96). In general, the amount of AC electricity produced and the annual amount of energy supplied by the collectors in the PVT system were evaluated. It was found that Shiraz station had the highest and Rasht has the lowest energy production, radiation on collector surface and the annual fuel savings. Also, the highest and lowest effective energy in terms of losses and shadows corresponded to Shiraz and Rasht, respectively. Birjand station and Rasht will have the highest and lowest CO2 emission reduction. Bandar Abbas and Rasht have maximum and minimum percentage of energy needed to provide heat water using solar energy, respectively. Also, Bandar Abbas and Ardabil have maximum and minimum average energy needed for home heating using solar energy. The highest and lowest optimum annual angles were for Bojnourd (39°) and Bandar Abbas (27°). Heat energy demand for the designed building was maximum in Ardabil and minimum in Bandar Abbas. Urmia and Ahwaz have maximum and minimum annual losses, respectively. Bandar Abbas and Rasht have minimum heat dissipation through the reservoir walls and connections. Overall, it can be concluded that the utilization of Photovoltaic-Thermal (PVT) systems is sustainable for Iranian cities (sometimes with capacity upgrades) and will provide electric and thermal energy of a residential building.

ارزيابي فني، اقتصادي و محيط¬زيستي يك سيستم فتوولتائيك-گرمايي (PVT) در اقليم ايران جهت كاربري مسكوني , سيستم فتوولتائيك-گرمايي(PVT)، نرم افزار پي وي سيس، پلي سان، توليد انرژي الكتريكي، مصرف انرژي مسكوني، ارزيابي فني-اقتصادي، محيط زيست.

Techno-Economic and Environmental Assessment of an Optimal Photovoltaic-Thermal System (PVT) in the Climate of Iran for Residential Application , Photovoltaic-Thermal System (PVT), Pvsyst software, PolySun software, Electricity Generation, Residential energy consumption, Technical-economic assessment, Environment.