شماره ركورد
33657
پديد آورنده
محمدجواد منصورقناعي
عنوان
طراحي فناورانه شهركي در منطقه سورو بندرعباس با قابليت تأمين پنج هدفه برق، آب شيرين، آب گرم مصرفي، سرمايش و گرمايش از طريق سامانه تركيبي تجديدپذير پنجگانه پايدار آبي/خورشيدي/زمينگرمايي/ بادي/ زيستتوده: مدلسازي، بهينهسازي و بررسي فني - اقتصادي سامانه
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي سيستم هاي انرژي
سال تحصيل
1400
تاريخ دفاع
1403/11/30
استاد راهنما
دكتر عليرضا زاهدي
استاد مشاور
دكتر ميثم فرج اللهي
دانشكده
فناوري نوين
چكيده
استان هرمزگان به عنوان يكي از مناطق پرمصرف انرژي در ايران، با چالشهاي جدي در تأمين پايدار برق و آب شيرين روبهروست. اين پژوهش با هدف طراحي يك سامانه تركيبي تجديدپذير در منطقه سورو بندرعباس، بهمنظور تأمين همزمان برق، آب شيرين، سرمايش، گرمايش و آب گرم براي يك شهرك 500 خانواري انجام شد. سامانه پيشنهادي از منابع انرژي خورشيدي، بادي، زمينگرمايي و زيستتوده ريزجلبكها بهره ميگيرد و مبتني بر رويكردي نوآورانه در همپيوندي فناوريهاست. در اين سامانه، استخرهاي پرورش ريزجلبك با استفاده از انرژي امواج و فتوولتائيك، دياكسيدكربن خروجي از پيل سوختي كربنات مذاب را جذب كرده و به بيومتان تبديل ميكنند. آب شيرين نيز از طريق فرآيندهاي خورشيدي و بازيابي حرارت توليد ميشود. نتايج شبيهسازيها نشان داد كه اين سامانه قادر است با راندمان حدود 56 درصدي پيل سوختي، 570 كيلوواتساعت برق توليد كند و نيازهاي گرمايشي و سرمايشي را با استفاده از پمپهاي حرارتي زمين گرمايي به ظرفيت 20 كيلوواتساعت تأمين نمايد. همچنين، توليد روزانه 300 مترمكعب آب شيرين در ماههاي گرم سال و كاهش حدود 1،747 تن انتشار دياكسيدكربن و حذف ساير آلايندههاي ششگانه نسبت به نيروگاههاي فسيلي از دستاوردهاي كليدي اين پژوهش است. تحليل اقتصادي حاكي از هزينه توليد 17/2 دلار بهازاي هر مترمكعب آب شيرين و هزينه تمام شده 06/0 دلار بهازاي هر كيلوواتساعت برق است كه اين سامانه را در مقايسه با روشهاي مرسوم به طور چشمگيري بهصرفه و رقابتپذير ميسازد. بهينهسازي چندهدفه با الگوريتم NSGA-II نيز تركيب بهينهاي از 57 سامانه آب و برق كليه نيازهاي آب و برق با سود ساليانه حدود 460 هزار دلار به دليل فروش آب و برق توليدي وتوليد كمپوست و عدم استفاده از گاز طبيعي شبكه سراسري است. اين پژوهش گامي مؤثر در جهت تحقق شهركهاي فناورانه با تكيه بر انرژيهاي پاك، كاهش وابستگي به شبكه سراسري و افزايش جذابيت اقتصادي پروژههاي تجديدپذير از طريق سياستهاي حمايتي است.
تاريخ ورود اطلاعات
1404/02/28
عنوان به انگليسي
"Techno-Economic Design and Optimization of a Sustainable Hybrid Renewable Energy System Integrating Hydro, Solar, Geothermal, Wind, and Biomass Resources for a Multi-Utility Smart Township in the Soru Region of Bandar Abbas: A Comprehensive Approach to Supplying Electricity, Desalinated Water, Domestic Hot Water, Cooling, and Heating"
تاريخ بهره برداري
2/19/2026 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
محمدجواد منصورقناعي
چكيده به لاتين
Hormozgan Province, as one of the most energy-intensive regions in Iran, faces significant challenges in ensuring the sustainable supply of electricity and freshwater. This study aims to design an integrated hybrid renewable energy system for the Soru region of Bandar Abbas to simultaneously provide electricity, desalinated water, cooling, heating, and domestic hot water for a 500-household township. The proposed system utilizes solar, wind, geothermal, and microalgae-based biomass energy sources through an innovative technological integration approach. In this configuration, microalgae cultivation ponds harness wave and photovoltaic energy to capture carbon dioxide emissions from a molten carbonate fuel cell and convert it into biomethane. Desalinated water is produced using solar-assisted thermal recovery processes. Simulation results indicate that the system can generate 570 kWh of electricity with a fuel cell efficiency of approximately 56% and meet thermal demands through a 20 kWh geothermal heat pump system. Furthermore, the system is capable of producing up to 300 cubic meters of freshwater per day during the hot season and achieving a reduction of approximately 1,747 tons of CO₂ emissions, alongside eliminating six major air pollutants compared to conventional fossil-fuel power plants. The economic analysis reveals a levelized cost of 2.17 USD per cubic meter of freshwater and 0.06 USD per kilowatt-hour of electricity, making the system significantly more cost-effective and competitive than conventional methods. Multi-objective optimization using the NSGA-II algorithm identified an optimal configuration among 57 water and power subsystems, yielding an estimated annual profit of around 460,000 USD through electricity and water sales, compost production, and complete independence from the national natural gas grid. This research represents a substantial step toward the realization of smart, clean-energy townships, promoting reduced grid dependence and enhanced economic viability of renewable energy projects through supportive policy frameworks.
كليدواژه هاي فارسي
آبشيرينكن خورشيدي , ، زيستتوده , ، بيوگاز , ، ريزجلبك , ، پيل سوختي
كليدواژه هاي لاتين
Solar Desalination System , Biomass , Biogas , Microalgae , Fuel Cell
Author
MohammadJavad ManssorGhanaei
SuperVisor
Dr.Alireza Zahedi