پارامترهای کلیدی موثر بر توسعه انرژی بادی ساحلی: مطالعه موردی از منطقه دریای شمال آلمان

Key factors influencing onshore wind energy development: A case study from the German North Sea region

چکیده

1- مقدمه

2- روش ها

3- نتایج

4- بحث و گفتمان

منابع

چکیده

     هدف از انجام این مقاله شناسایی عوامل تسهیل کننده و بازدارنده برای توسعه ی انرژی بادی ساحلی نزدیک مناطق طبیعی حفاظت شده، به ویژه در منطقه ی منطقه ی وادن زا در Lower Saxony است. یک رویکرد تحقیقات کاربردی برای ایجاد ارتباط بین جنبه های فردی فناوری انرژی بادی و ایجاد یک دیدگاه میان رشته ای در خصوص بسط و گسترش انرژی بادی بکار گرفته شد. در همین راستا، عوامل تسهیل کننده و بازدارنده ی مربوطه شناسایی شده و سپس توسط گروهی از کارشناسان دانشگاهی تأیید شدند. عوامل اصلی در چارچوبی از نقاط قوت، نقاط ضعف، فرصت ها و تهدید ها گروه بندی شدند. در مرحله ی بعد، نمونه ای از کارشناسان در بخش انرژی بادی اهمیت نسبی عوامل و فاکتورهای کلیدی را را با استفاده از فرآیند تحلیل سلسله مراتبی را بررسی کردند. نتایج نشان می دهند که فاکتورها و عواملی که بسط و گسترش انرژی بادی را به صورت مثبت تحت تأثیر قرار می دهند از عوامل بازدارنده بیشتر می باشند. نیروی برق حاصل از باد احتمالا از فرصت هایی مثل تغییر آب و هوا واز نقاط قوت مختص به صنعت، برای نمونه رقابت پذیری باد در بازار برق آلمان بهره می برد. موانع و عدم قطعیت هایی که توسعه ی این بخش را تحت تأثیر قرار می دهند به قوانین سختگیرانه محاظت زیست محیطی و فرصت های فضایی محدود برای پروژه های جدید مربوط می شوند. نهایتا، استراتژی های سیاست گذاری و خط مشی اولیه تدوین شدند که درصدد پرورش نقاط قوت و فرصت های توسعه ی انرژی بادی و کاهش نقاط ضعف و تهدیدها هستند.

نقش انرژی بادی در انتقال انرژی آلمان
     تغییر و تحول انرژی پایدار آلمان با معرفی قانون انرژی تجدیدپذیر در سال 2000 به طور قابل ملاحظه ای پیشرفت کرده است و ارائه ی 20 ساله ی تعرفه های خوراکی جذاب رشد انرژی بادی و خورشیدی را به طور مثبت تحت تأثیر قرار داده است (آننرستال، 2017). این قانون مطابق با اساسنامه مقرر می کند که کل برق تولیدی و مصرفی آلمان باید تا سال 2050 از لحاظ گاز گلخانه ای خنثی باشد (EEG، 2021)، که بدین ترتیب تقاضا این است که 65% از برق مصرفی در 2030 از طریق منابع انرژی تأمین می شود. مطابق با جامعه ی فراونهوفر، انرژی های تجدیدپذیر 50.9% ترکیب برق در سال 2020 را تشکیل می دهند (نمودارهای انرژی، 2021). برای نخستین بار، منابع انرژی بادی، خورشیدی و سایر منابع انرژی تجدیدپذیر از انرژی سوخت فسیلی پیشی گرفته اند (گزارش استورم، 2021). در 27%، انرژی بادی بیشترین سهم را در انرژی سبز دارد، که بیشتر از یک چهارم کل برق آلمان را در سال 2020 تولید کرد. تا پایان سال 2020، 31109 توربین بادی نصب شده در آلمان وجود دارند که تقریبا سه برابر بیشتر از سال 2000 بود (باندسریجرانگ، 2021). با توجه به شرایط باد که از لحاظ طبیعی مطلوب تر هستند، اکثر پارک های (نیروگاه های) بادی در منطقه ی شمالی آلمان واقع شده اند (جانگ و همکاران، 2018). منطقه ی Lower Saxony تا به امروز بزرگترین سهم را با 6352 توربین بادی نصب شده دارد (استاتیستا، 2021). هرچند سهم انرژی بادی در کل سبد جریان برق سالانه در حال رشد است، بسط و گسترش سالانه ی انرژی بادی آلمان از لحاظ توربین های نهایی تازه ساز ارقامی که خیلی معقول و مطلوب نیستند را منعکس می کند. رشد سالانه ی توربین های بادی از سال 2017، سالی که فرآیندهای مناقصه عرضه شدند، به شکل چشمگیری کاهش یافته است. یک طرح مناقطه مکانیزمی رقابتی است که با آن مقامات مسئول ظرفیت نصب نیروگاه های بادی موجود برای پیشنهاد مزایده را از طریق کسب و کارهای انرژی بادی به اطلاع عموم می رسانند (باندسنتزاگنتور، 2021). مطابق با بادگیر دویچه (2020)، 75% توربین کمتر در سال 2020 در مقایسه با 2017 به شبکه متصل بودند. این کاهش شدید توسعه هدف بلند مدت محافظت از اقلیم و آب و هوا را تهدید می کند (گوآن، 2020) و لذا مستلزم ارزیابی عمیقتر عواملی است که مانع توسعه و گسترش انرژی بادی و تسهیل آن می شوند.

     ادبیات تحقیقی علمی با توجه به بسط انرژی بادی به عنوان یک محرک ضروری انتقال انرژی (Energiewende) گسترده می باشد. می توان آن را به عنوان یک موضوع تحقیقاتی بسیار بحث برانگیز و چندرشته ای مشخص کرد. محققان در حوزه ی انرژی باد ساحلی را به عنوان یک منبع انرژی سبز نویدبخش درنظر می گیرند که از لحاظ هزینه های تولید مستقیما با سوخت های فسیلی رقابت می کند (ماسوروفسکی و همکاران، 2016؛ کروننبروک و هنکه، 2020). با این حال، همانطور که در ادامه صحبت شده، چالش های متعددی وجود دارند که کماکان باید رفع شوند. درنتیجه، کارشناسان از رشته های علمی مختلف عزم خود را جزم کرده اند تا حوزه های مشخص و پارامترهای توسعه ی انرژی بادی ساحلی در کشورهای غربی را بررسی کنند. به طور کلی، سه کانون توجه تحقیقاتی را می توان نام گذاری کرد که مجموعه ی گسترده ای از پتانسیل ها و چالش های مرتبط با مورد آلمان را پوشش می دهند.

بررسی تولید بیوالکتریسیته با استفاده از سلول سوختی میکروبی

Bioelectricity Production Using Microbial Fuel Cell–a Review

چکیده

1 مقدمه

2 انواع سلول های سوخت میکروبی و الکتریسیته تولید شده

3 انواع کاتالیزگرهای مورد استفاده

4 موارد استفاده ی پیل های سوخت میکروبی

5 مسیرهای آینده

6 نتیجه گیری

منابع

چکیده

     این مقاله روش های مختلف تولید نیروی الکتریکی با استفاده از میکروارگانیسم ها در پیل های سوخت میکروبی (MFC) را به طور خلاصه بیان می کند. در دهه گذشته، پیل های سوخت میکروبی به دلیل توانایی تبدیل پسماند آلی به جریان الکتریکی به کمک میکروارگانیسم ها، توجه بسیاری از محققان را به خود جلب کردند. آن ها به عنوان منبع عظیمی از انرژی تجدید پذیر درحال توسعه اند. این دستگاه از بخش های کاتد، آند و یک غشای جداکننده بهره می برد. به طور موثر می توان از آن برای تولید برق و تصفیه فاضلاب استفاده کرد. سلول های الکترولیز میکروبی (MEC) یک نوع پیل سوخت میکروبی هستند که برای تولید سوخت هیدروژن از مواد زیستی مختلف نیز استفاده می شوند. به طور کلی عملکرد پیل سوخت میکروبی به ماهیت میکروارگانیسم ها، الکترودهای انتخابی و غشای جداکننده ی مورد استفاده بستگی دارد. از پیل های سوخت میکروبی به عنوان منبع انرژی پایدار و متناوب برای کاهش آلودگی های صنعتی استفاده می شود. در این مطالعه مروری به شرح مفصلی پیرامون پیل های سوخت میکروبی و روش های مختلف تولید الکتریسیته زیستی و هیدروژن از تصفیه فاضلاب پرداخته شده است.

2- انواع سلول های سوخت میکروبی و الکتریسیته تولید شده

2-1 سلول سوخت میکروبی تک محفظه ای

     سلول سوخت میکروبی تک حفره ای از یک کاتد هوایی و یک آند، با یا بدون غشای جداکننده تشکیل شده است (شکل 1). اگر غشای جداکننده وجود داشته باشد معمولا به کاتد متصل می شود (21). در سلول سوخت میکروبی تک حفره ای به دلیل اکسیداسیون مواد آلی توسط میکروارگانیسم ها، الکترون ها و پروتون های موجود در آند توسط PEM یا چرخه خارجی به کاتد منتقل می شوند (22). عملکرد کاتد، حداکثر نیروی برق تولیدی توسط سلول های سوخت میکروبی دارای کاتد هوایی را تحت تاثیر قرار داد. در این نوع، به دلیل این که در محیط خنثی واکنش اکسایش-کاهش ضعیف است، کاتد نقش مهمی ایفا می کند (6). گزارش شده است که کاتدهای هوایی استفاده شده در سلول های سوخت میکروبی تک حفره ای حجم مایع اندکی دارند (23) و با استفاده از کاتدهای هوایی کوچک، به دلیل تفاوت در فاصله الکترود، ماهیت PEM و ماهیت ماده تلقیحی، بعضی تاثیرات برروی خروجی نیرو نشان داده شد (24،25،26). در یک سلول سوخت میکروبی تک حفره ای متوالی که کربن و گرافیت دانه ای (گرانولی) به عنوان کاتد و آند استفاده شدند حداکثر نیرو به ترتیب در حدود 65 ± 5 W/m3 و 188 ± 7 mA/m3 به دست آمد (27). برای کاهش Cr (VI) در کاتد زیستی که برس گرافیت و دانه گرافیت به عنوان آند و کاتد استفاده شدند، حداکثر چگالی نیرو 6.4 W/m3 ایجاد شد (28). MFC تک حفره ای با الکترودهای پوشیده شده با گرافن به عنوان آند و کاتد، پیک نیروی خروجی حجمی معادل 3.51 ± 0.50 W m−3 ایجاد کرد (29). MFC تک حفره ای با کاتد هوا و برس فیبر گرافیت به عنوان آند، حداکثر چگالی نیرویی در حدود 1460 ± 10 mW m−2 ایجاد کرد (30). SCMFC با درنظر گرفتن نمد کربن به عنوان آند و پوشش کربنی به عنوان کاتد طراحی شد; حداکثر چگالی نیرو 8.3 ± 0.2 W/m3 40 به دست آمد (31). MFC دارای کاتد پلاتینی و کاغذ کربنی به عنوان آند حداکثر چگالی نیرویی معادل 488 ± 12 mW/m2 ایجاد کرد (32).

2-2 پیل سوخت میکروبی دو محفظه ای

     پیل های سوخت میکروبی اغلب به عنوان سیستم های دو حفره ای استفاده می شوند (شکل 2). پیل های سوخت میکروبی دو محفظه ای دارای یک آنود بی هوازی و یک کاتد هوادهی شده هستند. هر دو حفره الکترود با استفاده از یک غشای تبادل پروتون (PEM) یا یک پل نمکی به هم متصل شده اند. باکتری های بی هوازی تشکیل بیوفیلم داده و به آند می چسبند، درحالی که محفظه دیگر با تامین آب و هوا برای کاتد، هوازی می ماند (33، 34، 35). در این سیستم، کاتیون ها به جز پروتون ها از طریق PEM از کاتد به آند منتقل می شوند که باعث کاهش PH در ناحیه آند و افزایش PH در ناحیه کاتد و کاهش پتانسیل کاتد می گردد که به عنوان مرحله محدودکننده در نظر گرفته می شود (36). عوامل مختلفی مانند ماهیت الکترودها، PH، بارالکتریکی خارجی و سرعت جریان نقش مهمی در کنترل عملکرد MFC دارند (37) و به طور گسترده در تولید الکتریسیته استفاده می شوند (38). در یک مطالعه تجربی که از صفحات گرافیت زبر به عنوان کاتد و صفحات گرافیت نرم به عنوان آند و فاضلاب به عنوان منبع استفاده شد، حداکثر چگالی جریان بالغ بر 313 mA/m2 بود (39). از یک پوشش کربنی با چهار لایه انتشار poly-PTFE به عنوان کاتد و برس کربنی تیمار شده با گرما به عنوان آند استفاده شد که حداکثر چگالی جریان 0.49 A/m2 ایجاد کرد. همین آزمایش با پساب متفاوت، به ترتیب حداکثر چگالی نیرو و حداکثر چگالی جریان 554 mW/m2 و 1.0 A/m2 ایجاد کرد (40). ترکیبی از محیط کشت های نیتروژن زدایی شده و بی هوازی غنی شده با Cr (VI) و الکترودهایی از صفحات گرافیت برای آند و کاتد استفاده شد که به ترتیب چگالی جریان و چگالی نیروی حدود 123.4 mA/m2 و 55.5 mW/m2 ایجاد کرد (41). طی فرایند کاهش زیست معدنی MnO2، حداکثر چگالی نیرو 126.7 ± 31.5 mW/m2 ایجاد شده و هنگام کاهش اکسیژن درحالی که از کربن شیشه ای مشبک برای آند و کاتد استفاده می شد، چگالی نیروی کم تری معادل 3.9 ± 0.7 mW/m2 ایجاد شد (42).

پتانسیل استفاده از انرژی و مقاوم سازی پمپ های حرارتی در هتل های دارای آب و هوای سرد

Energy use and retrofitting potential of heat pumps in cold climate hotels

چکیده

1.مقدمه

نامگذاری

2. روش ها و مواد

2.1. جمع آوری داده ها

2.2. طبقه بندی هتل ها

3. نتایج و بحث

3.1. تحلیل انرژی

3.2. پمپ های گرمایشی هتل ها

4. نتیجه گیری

مراجع

چکیده

توریسم و هتل ها نقش مهمی در اقتصاد اروپا ایفا می کنند. بخش هتل از انرژِی زیادی استفاده می کند، که باعث افزایش گرمایش کره خاکی می شود. لذا، نیاز به بررسی فن آوری های طبیعت دوستانه دارای پتانسیل کاهش میزان استفاده از انرژی توسط هتل ها امری ضروری به شمار می رود. از این رو، در این مقاله به بررسی 140 هتل در نروژ و سوئد پرداخته و به شناسایی روش های موفق و پایدار جهت کاهش مصرف انرژی و انتشارات مربوطه پرداخته ایم.

استفاده از انرژی، منابع انرژی موجود و سیستم های گرمایشی هتل ها جهت شناسایی روندهای مصرفی به مدت پنج سال مورد مطالعه قرار گرفته اند. نتایج حاکی از آن است که 70 درصد هتل ها دارای میانگین مصرف انرژی سالانه بین 150 الی kWh/m2 250 می باشند. حرکت به سمت منابع انرژی پایدار از سال 2015 الی 2019 در بین هتل ها دیده می شود، که بکارگیری و مصرف کلی گرمایش و سرمایش افزایش یافته و مصرف انرژی الکتریکی کاهش یافته است. گرمایش مستقیم برجسته ترین نوع گرمایش بوده و به عنوان منبع گرمایی اصلی در 70 درصد هتل ها استفاده می شود. مصرف انرژی گروه های هتلی که از گرمایش مستقیم استفاده می کنند سالانه به مقدار kWh/m2 9/218 می باشد، که حدود 25 درصد بیشتر از 9 درصد هتل هایی است که از پمپ های گرمایشی به عنوان منبع اصلی گرما استفاده می کنند. لذا، پتانسیل کاهش مصرف انرژی در هتل ها وجود دارد. دو پمپ گرمایشی کربن دی اکسید گذاربحرانی یکپارچه به عنوان یک روش پایدار کاهش مصرف انرژی بررسی شده اند. نتایج حاکی از آن است که کاهش حدوداً 60 درصدی مصرف انرژی گرمایی امکان پذیر است.

1. مقدمه

بر اساس طرح استراتژیک EU برای سرمایش وگرمایش ساختمان ها، روش های جدید و پایداری می بایست برای کسب اهداف درجه 2 توافقنامه پاریس در خصوص تولید انرژی گرمایی ایجاد گردد (2016، EC). در حال حاضر، ساختمان ها بیش از4 درصد مصرف انرژی را در اروپا به خود اختصاص داده اند (روزلات، 2018). حدود3/1این انرژی و انتشارات مربوطه به بخش تجاری اختصاص دارد (یورواستات، 2017). با اعمال معیارهای افزایش کاربری و مطالبات مدیریتی، تخمین زده می شود که حدود 30 درصد صرفه جویی در بخش تجاری امکان پذیر است (اکونومیدوو همکاران، 2011؛ EC، 2006).

4. نتیجه گیری

مصرف انرژی در هتل های سردسیر با استفاده از اندازه گیری های میدانی از سال 2015 الی 2019 مورد بررسی قرار گرفته است. بر اساس تحقیقات انجام شده بر روی 140 هتل در کشور نروژ و سوئد، نتایج زیر بدست آمده اند.

• 70 درصد از هتل ها دارای میانگین مصرف انرژی سالانه بین سالkWh/m2/ 150 الی 250، بوده و میانگین آنها سالkWh/m2/ 213 می باشد. لذا پتانسیل کاهش فراتر مصرف انرژی نیز وجود دارد.

• تغییر به سمت منابع پایدار انرژی از سال 2015 الی 2019 در بین هتل های نمونه دیده می شود. برق پراستفاده ترین منبع انرژی در هتل ها بوده و بیش از70 درصد کل مصرف انرژی را در سال 2015 به خود اختصاص می دهد. هرچند کل مصرف برق از سال 2015 الی 2019 کاهشی 8 درصدی به نفع گرمایش بخشی داشته است، که در همین دوره افزایشی 7 درصدی داشته است. دسترسی به گرمایش بخشی و سرمایش از سال 2015 الی 2019 0/18 افزایش و %9/10 افزایش داشته است. تعداد هتل هایی که تنها به برق دسترسی دارند در طول این دوره 5 ساله نصف شده است.

Abstract

Tourism, and thereby hotels, play a crucial role in the European economy. The hotel sector features high energy consumption, which greatly contributes to the global warming effect. Thus, there is a need to investigate environmentally friendly technologies that have the potential to reduce energy usage within this sector. Information regarding the current status of the energy consumption in hotels is essential. Therefore, a study of 140 hotels in Norway and Sweden is presented in this paper to identify successful and sustainable measures to reduce energy consumption and related emissions.

The energy use, available energy sources and thermal systems in the hotels are studied over a five-year period to identify consumption trends. The results reveal that 70% of the hotels have a mean annual energy consumption between 150 and 250 kWh/m2. A shift towards sustainable energy sources is observed in the hotels from 2015 to 2019, where application and overall consumption of district heating and cooling have increased, while electrical energy consumption has been reduced. District heating is the most prominent source of heating and is applied as the primary heat source in 70% of the hotels. The specific energy consumption for the group hotels that apply district heating is 218.9 kWh/m2/year, which is nearly 25% higher than the specific energy consumption of the 9% of hotels that apply heat pump solutions as a primary heat source. Thus, there is a potential to reduce the specific energy consumption in hotels. Two integrated transcritical carbon dioxide (CO2) heat pumps were investigated as a sustainable measure to reduce energy consumption. The results reveal that a reduction of thermal energy consumption of approximately 60% can be achieved.

1. Introduction

According to the EU strategic plan for heating and cooling in buildings, new and sustainable solutions for generating thermal energy must be applied to achieve the 2-degree goal of the Paris Agreement (EC, 2016). Presently, buildings account for more than 40% of the total end-use energy consumption in Europe (Rousselot, 2018). Approximately 1/3 of this energy consumption and related emissions is connected to the commercial sector (Eurostat, 2017). By implementing measures to increase efficiency and manage demands, it is estimated that energy saving of 30% can be achieved within the commercial sector (Economidou et al., 2011; EC, 2006).

4. Conclusions

The energy consumption in cold-climate hotels has been studied for the period 2015e2019 by using field measurements. The following conclusions can be made based on the investigation of 140 hotels in Norway and Sweden.

70% of the hotels have a mean annual energy consumption between 150 and 250 kWh/m2 /year, with the mean value for all hotels being 213 kWh/m2 /year. Thus, there is a potential to further reduce the energy consumption in the hotels.

A shift towards sustainable energy sources is observed in the sample hotels from 2015 to 2019. Electricity is the most applied energy source in hotels and accounted for more than 70% of the total energy use in 2015. However, the overall electricity consumption was reduced by 8% from 2015 to 2019 in favor of district heating, which increased by 7% over the same period. The access to district heating and cooling increased by 18.0 and 10.9% from 2015 to 2019. The number of hotels with only electricity access has been halved over the five-year period.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

پتانسیل استفاده از انرژی و مقاوم سازی پمپ های حرارتی در هتل های دارای آب و هوای سرد

Energy use and retrofitting potential of heat pumps in cold climate hotels

مطالعه تطبیقی عملکرد سیستم گرمایش از کف با انرژی خورشیدی در اقلیم های متمایز

Comparative study of solar-powered underfloor heating system performance in distinctive climates

چکیده
1-مقدمه
2- روش‌شناسی
3- داده‌های آب‌وهوایی و تابش
4- نتایج و بحث
5- نتیجه‌گیری
منابع

چکیده
 بر اساس آمار سازمان بین‌المللی انرژی، بخش ساختمان بیشترین مصرف جهانی انرژی را به خود اختصاص می‌دهد و بیش از 1/3 ‌انتشار گازهای گلخانه‌ای در سال 2013 مربوط به بخش ساختمان بوده است. از انرژی‌های تجدیدپذیر نظیر انرژی خورشیدی می‌توان برای تامین نیاز کامل یا جزئی ساختمان استفاده کرد. در این مطالعه، جمع‌کننده‌های گرمایی خورشیدی بکار گرفته شده‌اند تا آب گرم موردنیاز برای سیستم گرمایش از کف فراهم شود. سه شهر ایرانی تبریز، تهران و جزیره کیش با شرایط آب‌وهوایی مختلف برای اهداف این تحقیق انتخاب شدند تا عملکرد سیستم گرمایش از کف مبتنی بر انرژی خورشیدی در شرایط آب‌وهوایی متمایز سنجیده شود. به علاوه، یک تحلیل اقتصادی به منظور امکان‌سنجی سیستم پیشنهادی نیز صورت گرفت. از نرم‌افزار دیزاین‌بیلدر (Design Builder) برای شبیه‌سازی عملکرد انرژی ساختمان استفاده شد. نتایج حاکی از آن بود که مصرف سوخت سالیانه در ساختمانی مجهز به تاسیسات جمع‌کننده‌های خورشیدی در تهران، تبریز و جزیره کیش به ترتیب 39/125، 58/303 و 41/1 مگاوات بر ساعت نسبت به ساختمانی با سیستم گرمایشی معمولی، کاهش داشته است. دوره بازگشت سیستم برای تهران، تبریز و جزیره کیش به ترتیب 2/8، 4/9 و 1/12 سال بدست آمد. 

2- روش‌شناسی
2-1 توصیف ساختمان
یک ساختمان هتل معمولی به عنوان مورد مطالعاتی انتخاب شد. این ساختمان در کل مساحتی برابر 12000 متر مربع و 6 طبقه داشته و بخش‌های آن شامل لابی، اتاق‌ها، اتاق کنفرانس، رستوران‌ها، یک فضای بازی برای کودکان، سالن ورزشی و یک محیط اداری بود. اطلاعات مربوط به ویژگی‌های ساختمان و حرارت ساطع‌شده درونی برای دوره شبیه‌سازی‌شده را می‌توان در جدول 1 مشاهده کرد. یک طرح دوبعدی از ساختمان در شکل 1 تصویر شده است. ساختمان با استفاده از نرم‌افزار دیزاین بیلدر شبیه‌سازی شد که یک ابزار مدلسازی پیشرفته برای ساختمان است و دوره مورد نظر از ماه دسامبر تا فوریه (سه ماه) در نظر گرفته شد. مواد معمول در ساخت‌وساز بناهای ایران در این ساختمان درنظر گرفته شد. مواد و خواص آنها در جدول 2 آمده است. نسبت پنجره به دیوار در کل ساختمان برابر 30% در نظر گرفته شد.

برای دست‌یافتن به ملزومات گرمایشی، یک سیستم رمایش از کف در ساختمان تعبیه شد. سیستم گرمایش از کف نسبت به دیگر سیستم‌های گرمایشی، گرما را به بهترین نحو توزیع می‌کند. به علاوه این سیستم با دمای آب بین 40 تا 50 درجه سانتی‌گراد کار می‌کند در حالیکه دیگر سیستم‌ها نظیر رادیاتورهای چسبیده به دیوار به دمای آبی بین 60تا 70 درجه سانتی‌گراد نیاز دارند. برای تامین آب موردنیاز جهت سیستم گرمایشی، جمع‌کننده‌های خورشیدی با بویلر تلفیق شد. طرح شماتیکی از سیستم گرمایشی در شکل 2 به نمایش درآمده است. سیستم مذکور از سه حلقه تشکیل شده است: حلقه خورشیدی، گرمایش کف و حلقه آب گرم. سیال کاری توسط جمع‌کننده‌های خورشیدی گرم می‌شود. آنگاه این سیال به مخزن گرمایش آب وارد می‌شود و آب را گرم می‌کند. یک هیتر کمکی برای گرمایش آب نیز در سیستم تعبیه شده است تا اگر مقدار حرارت کافی نبود، گرمای کافی را فراهم آورد. برای رسیدن به دمای مطلوب، یک شیر دمایی در نظر گرفته شد. دمای آب گرم‌شده روی 45 درجه سانتی‌گراد تنظیم شد. یک بویلر پشتیبان نیز با استفاده از گاز طبیعی کار می‌کند حرارت اضافی را برای سیستم هیتر کمکی گرمایش آب فراهم می‌کرد.

2 طراحی جمع‌کننده خورشیدی
برای کاهش مقدار مصرف سوخت در بویلر از سیستم گرمایش خورشیدی استفاده شد. جمع‌کننده‌های صفحه تخت شیشه‌ای در مجموع مساحتی برابر 968 متر مربع داشته و روی سقف تعبیه شدند. مشخصات جمع‌کننده‌های خورشیدی در جدول 3 آمده است. پس از بررسی کردن شکل‌های مختلف و تاثیرات ایجاد سایه روی جمع‌کننده‌ها، بهترین چینش آن بود که جمع‌کننده‌ها در 6 ردیف و در هر ردیف 80 جمع‌کننده استفاده شود. مدل سه‌بعدی ساختمان و نحوه قرارگیری جمع‌کننده‌ها در شکل 3 به نمایش درآمده است.

مدل سازی مصرف انرژی های تجدیدپذیر با نقشه شناختی فازی نامطمئن

Modeling renewable energy usage with hesitant Fuzzy cognitive map

چکیده

مقدمه

نقشه شناختی فازی

نقشه شناختی فازی نامطمئن (HFCM)

مدل‌سازی مصرف انرژی تجدید پذیر بر اساس HFCMها

نتیجه‌گیری

منابع

چکیده

     منابع انرژی تجدید پذیر (خورشیدی ، بادی ، جزر و مدی و غیره) که منابع نامحدودی هستند و از توزیع منصفانه‌ای در جهان برخوردارند، جایگزینی برای سوخت‌های فسیلی پایان‌پذیر (کویل، نفت، گاز طبیعی و غیره) هستند. لازم است فن‌آوری‌ها و روش‌های صحیح برای استفاده بهتر از منابع انرژی تجدید پذیر از جمله عدم اطمینان و بی‌نظمی در ایجاد منابع مشخص شوند. در این مطالعه، عوامل زیست‌محیطی پویا که بر تولید انرژی خورشیدی و بادی مؤثرند تعریف می‌شوند و روابط بین آن‌ها به‌طور زبانی توسط کارشناسان بیان می‌شود. این روابط زبانی در بین عوامل دیگر و حالات اولیه آن‌ها توسط روش جدید نقشه شناختی زبانی نامطمئن که تعمیمی از مجموعه‌های فازی نامطمئن و نقشه شناختی فازی است ارزیابی می‌شوند. ایجاد وابستگی بین عوامل، با شبیه‌سازی مدل با توجه به شرایط اولیه عوامل مشاهده شد. بنابراین، این مدل در تصمیمات مربوط به سرمایه‌گذاری در انرژی خورشیدی و بادی به سرمایه‌گذاران و دولت‌ها کمک می‌کند.

نقشه شناختی فازی
     نقشه شناختی فازی (FCM) که تعمیم و ترکیبی از نقشه شناختی (5) و منطق فازی (6،7) است، توسط Kosko معرفی شد (8). روابط علی مستقیم یا غیرمستقیم و فازی (غیر باینری) بین این مفاهیم در FCM نشان داده شده است. روابط علّی فازی بین این مفاهیم با مشورت با کارشناسان یا مرور کلی بر مقالات ایجاد شده است. فازی بودن این منابع از محیط‌های نامعلوم ، پیچیده و پویا و عوامل تصمیم‌گیری موجود در آن ناشی می‌شود (9،10). FCM را می‌توان به شکل نمادین به‌وسیله مفاهیم یا عوامل (گره‌ها) و ارتباطات یا روابط علی (قوس / لبه) نشان داد. این ارتباطات، علیت تعاملی بین مفاهیم را نشان می‌دهند که روابط پویای سیستم‌ها را انعکاس می‌دهند. لبه‌هایی که با فلش‌های جهت‌دار نشان داده شده‌اند با استفاده از مقادیر فازی علامت‌دار در بازه (-1، 1) سنجیده می‌شوند (8،11).

     مفاهیم (عوامل) و روابط علّی بین آن‌ها را می‌توان به‌صورت نقشه‌ای برای بیان بصری یک سیستم مدل‌سازی کرد که قسمت‌های آن به‌طور شماتیک با گره‌های (Ci) و لبه‌های موزون (wi j) نشان داده می‌شود، بطوریکه با سه حالت علیت منفی wi j <0، علیت مثبت wi j> 0 و بدون رابطه j = 0 نشان داده می‌شود. علامت رابطه علی موجب افزایش یا کاهش در سطح فعال‌سازی یک مفهوم در هر تکرار می‌شود.

     مفاهیم بر خودشان تأثیر نمی‌گذارند به این معنی که هیچ طوقه‌ای در مدل وجود ندارد. بیان بصری مدل می‌تواند به‌عنوان یک ماتریس مجاورت به شکل ریاضی تبدیل شود که روابط بین گره‌ها با مقادیر فازی را نشان می‌دهد. این مقادیر فازی نمایانگر وزن روابط هستند و وزن اولیه کلیه ترکیبات تعاملی بین گره‌ها در FCM با یک ماتریس وزنی (W) نشان داده شده است که یک ماتریس n x n است و مقادیر مورب در آن‌ها به دلیل عدم وجود طوقه صفر است (wii=0). یک FCM نمونه با چهار مفهوم (C1 ، C2 ، C3 ، C4) ترسیم شده است.

حسابداری تولید گازهای گلخانه ای در کشورهای عضو اتحادیه اروپا از سال 1991 تا 2012

Greenhouse gas emission accounting for EU member states from 1991 to 2012

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

حسابداری انتشار گازهای گلخانه ای در کشورهای عضو اتحادیه اروپا از سال 1991 تا 2012

Greenhouse gas emission accounting for EU member states from 1991 to 2012

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

نقش پایداری در برنامه های انرژی هسته ای – استراتژی های ملی انرژی به ما چه می گویند؟

The role of sustainability in nuclear energy plans—What do national energy strategies tell us?

چکیده

1. مقدمه

2. مواد و روش ها

2.1. نمونه موردی

2.2. تجزیه و تحلیل محتوا بر اساس جنبه های پایداری

2.3. دامنه و محدودیت های مطالعه

3. نتایج

3.1. نه استراتژی انرژی – تعریف پایداری، اطلاعات در مورد مشارکت و پایداری مربوط به انرژی هسته ای

3.2. ابعاد توسعه پایدار سیستم انرژی و انرژی هسته ای

4. بحث

4.1. استراتژی های انرژی کشورهای هسته ای و پایداری

5. نتیجه گیری

چکیده

تامین و استفاده انرژی نقشی حیاتی را در گذار به یک جامعه پایدار ایفا می کند. در سطح جهانی در 40 کشور انرژی هسته ای استفاده می شود و یا برنامه ریزی شده که مورد استفاده قرار گیرد، اما هنوز سهم انرژی هسته ای در پایدار کردن توسعه مورد بحث باقی مانده است. هدف از این مطالعه اکتشافی درک چارچوب بندی پایداری در استراتژی های ملی انرژی کشورهایی است که به دنبال و یا در حال برنامه ریزی برای شروع تولید انرژی هسته ای هستند. این استراتژی ها با ارزیابی وقوع 56 جنبه پایداری که در 7 بعد گروه بندی شده بودند تجزیه و تحلیل شد. علاوه بر این، تعاریف پایداری مورد استفاده در استراتژی ها و اطلاعات مشاوره و مشارکت عمومی در آماده سازی آنها مورد بررسی قرار گرفت. بسیاری از استراتژی های به پایداری اشاره کرده اند اما تعریف صریحی از آن ارائه نکرده اند. ریسک، مدیریت مواد زائد و جنبه های اجتماعی پایداری نسبتا کمتر از جنبه های زیست محیطی، حاکمیتی و اقتصادی پایداری ذکر شده اند. اطلاعات در مورد مشاوره و مشارکت عمومی میزان محدودی از چنین فرایندهایی را تشکیل می دهند.

1. مقدمه

طبق تعریف کمیسیون برونتلان از توسعه پایدار [1]، تقاضای انرژی جهانی نسل فعلی را باید بدون به خطر انداختن توانایی رفع نیازهای انرژی نسل های آینده برآورده ساخت. با این حال، پیش بینی ها نشان می دهد که تقاضای کل انرژی جهانی بین 2014 و 2050 حدود 37٪ افزایش خواهد یافت [2]، و انرژی به عنوان یکی از چالش های کلیدی پایداری قرن 21 شناخته خواهد شد [3[. در سطح ملی، کشورها از استراتژی های متنوع انرژی برای مقابله با این چالش استفاده می کنند، و اغلب ادعا می کنند که انتقال انرژی پایدار انگیزه اصلی آنها است. با این حال، جنبه های متعدد حاکمیت انرژی [4] با اهداف هنجاری پایداری در تقابل قرار دارند و “جنبه-های به طور واضح تعریف شده از پایداری” برای ارزیابی سیاست انرژی وجود ندارند [5]. از این رو، دولت های مختلف می توانند منابع انرژی مشابه را (از دیدگاه پایداری) بسیار متفاوت ارزیابی کنند. به عنوان مثال، انرژی هسته ای یک گزینه پایدار در کره جنوبی در نظر گرفته می شود [6]، اما از استراتژی های انرژی پایدار [7] در کشورهایی مانند دانمارک [8] و یا اتریش [9[ حذف شده است.

5. نتیجه گیری

اسناد سیاستی مانند استراتژی های انرژی مورد تجزیه و تحلیل می توانند نقش مهمی را به عنوان ورودی برای تصمیم گیری و اجرای اقدامات در سیاست انرژی بازی کنند. در اینجا، تجزیه و تحلیل اسناد مشخص کرد که تا چه حد، ابعاد مختلف پایداری در چنین اسناد سیاستی ذکر شده است. تجزیه و تحلیل ما از استراتژی های نه کشور هسته ای نشان داد که تعاریف صریح و روشن از پایداری در رابطه با سیاست های انرژی وجود ندارد. به نوبه خود این استراتژی های انرژی دیدگاه متمرکزی را نشان دادند که تعدادی از وجوه پایداری، مانند مسائل مربوط به ابعاد پایداری اجتماعی و ریسک را کمتر از حد نشان دادند. تحقیقات بیشتر در مورد دخالت وزارتخانه های متعدد و فعالان اجتماعی در ایجاد استراتژی های انرژی مورد نیاز است، و دیدگاه هایی که ارائه می دهند می تواند به اطمینان از نیاز به تعریف پایداری به منظور جلوگیری از سوء تفاهم، درک اولویت ها و مقابله با مبادله کمک کند.

Abstract

Energy supply and use play vital roles in transition towards a sustainable society. Nuclear energy is used or planned to be used in 40 countries globally, yet the contribution of nuclear energy to sustainable development remains an area of contention. The purpose of this exploratory study is to understand the framing of sustainability within national energy strategies of countries pursuing or planning to start nuclear energy production. The strategies were analyzed by assessing the occurrence of 56 facets of sustainability grouped into 7 dimensions. In addition, the definitions of sustainability used in the strategies and the information on consultation and public participation in their preparation was reviewed. Most strategies mentioned sustainability but did not provide its explicit definition. Risk, waste management and social aspects of sustainability were mentioned relatively less frequently than to environmental, governance and economic aspects of sustainability. The information on consultation and public participation portrayed a limited extent of such processes.

1. Introduction

Following the Brundtland commission’s definition of sustainable development [1], the global energy demands of the current generation should be satisfied without compromising the ability of future generations to meet their energy needs. Yet, projections suggest that the aggregate global energy demand will increase by approximately 37% between 2014 and 2050 [2], with energy being identified as one of the key sustainability challenges of the 21st century [3]. At the national level, countries use diverse energy strategies to tackle this challenge, often claiming sustainable energy transitions to be their main motivation. However, multiple aspects of energy governance [4] intersect with the normative goals of sustainability and “clearly defined facets of sustainability” for assessing energy policy are lacking [5]. Hence, different governments can appraise the same energy sources very differently (from a sustainability perspective). For example, nuclear energy is considered a sustainable option in South Korea [6], but is excluded from sustainable energy strategies [7] in countries like Denmark [8] or Austria [9].

5. Conclusions

Policy documents like the analyzed energy strategies can play a pivotal role as input for decision-making and implementation of measures within energy policy. Here, a document analysis has identified the extentto which, different dimensions of sustainability are mentioned within such policy documents. Our analyses of energy strategies of nine nuclear countries revealed a lack of explicit definitions of sustainability in relation to energy polices. In turn these energy strategies showed a focused perspective that underrepresented some facets of sustainability, such as issues within the social and risk sustainability dimensions. Further research is required on the involvement of multiple ministries and societal actors in building energy strategies, and the perspectives that they bring, may help to ensure the need for a sustainability definition in order to avoid misunderstandings, understand priorities and counteract trade-offs.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

نقش پایداری در برنامه های انرژی هسته ای – استراتژی های ملی انرژی به ما چه می گویند؟

The role of sustainability in nuclear energy plans—What do national energy strategies tell us?

مدلسازی پیرولیز قرص های چوب راش تحت تابش متمرکز نور خورشید

Modeling of beech wood pellet pyrolysis under concentrated solar radiation

چکیده

1. مقدمه

2. بخش تجربی

3. مدل عددی

3. 1. الگوی سینتیک پیشنهادی

3. 2. فرضیات اصلی

3. 3. معادلات حاکم

3. 4. شرایط مرزی و اولیه

3. 5. راه‌حل عددی

4. نتایج و بحث

4. 1. تاثیر دما و نرخ گرمایش بر توزیع محصول

4. 2. تاثیر دما و نرخ گرمایش بر تاریخچه اتلاف وزن

4. 3. تاثیر دما و نرخ گرمایش بر تغییرشکل گازها

5. نتیجه‌گیری

چکیده

مدل ذره منفرد دوبعدی و ناپایدار CFD (دینامیک سیالات محاسباتی) ارائه و برای شبیه‌سازی فرایند پیرولیز قرص‌های چوبی راش (با قطر 10 میلیمتر و ارتفاع 5 میلیمتر) مورد استفاده قرار گرفته است. ضرایب شبه‌استوکیومتری در مورد کسر جرمی تار اولیه که توسط برهم‌کنشی به گاز و تار ثانویه تبدیل شده‌اند برای نخستین بار در دماها و نرخ‌های گرمایش مختلف تعیین شده‌اند. پیش‌بینی‌های مدل دوبعدی با موفقیت با آزمون‌های انجام شده در دماهای °C 600 تا دمای نهایی °C 2000 با نرخ‌های گرمایش 10 و °C/s 50 تایید شده‌اند. تکامل محصولات نهایی و اتلاف جرمی زیست‌توده پیرولیز شده با دما و نرخ گرمایش، افزایش یافته‌اند. به‌علاوه هرچه دما و نرخ گرمایش بالاتر باشند، بازدهی گاز بالاتر خواهد بود. این موضوع بر برهم‌کنش ثانویه درون‌ذره‌ای تار به گاز برای پیرولیز نمونه‌ای با اندازه بزرگ تحت دما و نرخ گرمایش بالا تاکید دارد.

1. مقدمه

تولید پایدار گرما و توان از منابع انرژی تجدیدپذیر همچون زیست‌توده و جذب انرژی خورشیدی به دلیل کاهش مستمر سوخت‌های فسیلی و تشدید مسائل زیست‌محیطی، توجه بسیاری را به خود معطوف داشته است. انتظار می‌رود بین سال‌های 2010 و 2040، پیشرفت قابل ملاحظه‌ای در تولید انرژی تجدیدپذیر از زیست‌توده (از 4/45217 تا PJ 2/136950) و از خورشید (از 2/184 تا PJ 2/55768) حاصل گردد [1].

5. نتیجه‌گیری

ویژگی‌های پیرولیز خورشیدی چوب راش تحت دماها و نرخ‌های گرمایش مختلف به صورت نظری به وسیله مدل‌سازی CFD مورد بررسی قرار گرفته و نتایج شبیه‌سازی با داده‌های تجربی بدست آمده با یک کوره خورشیدی عمودی kW 2 مقایسه شده‌اند. پیش‌بینی‌های مدل عددی ناپایدار دوبعدی با نتایج تجربی در توافق خوبی می‌باشند. تغییر شکل (تکامل) محصولات نهایی و تلفات جرمی زیست‌توده پیرولیز شده با افزایش دما و نرخ گرمایش، افزایش می‌یابند. به‌علاوه هرچه دما و نرخ گرمایش بالاتر باشند، بازدهی گاز بالاتر خواهد بود. این موضوع بر واکنش ثانویه درون‌ذره‌ای تار درون گاز برای پیرولیز نمونه با اندازه بزرگ تحت دما و نرخ گرمایش بالا تاکید دارد. ضرایب شبه‌استوکیومتری موجود درباره کسر جرمی تار اولیه تبدیل شده به وسیله واکنش به گاز و تار ثانویه در دماها و نرخ‌های گرمایش مختلف برای نخستین بار تعیین شده‌اند.

Abstract

A two-dimensional, unsteady CFD (Computational Fluid Dynamics) single particle model was developed and used to simulate the solar pyrolysis process of beech wood pellets (10 mm in diameter and 5 mm in height). Pseudo-stoichiometric coefficients about the mass fraction of primary tar converted by the reaction into gas and secondary tar were determined at different temperatures and heating rates for the first time. The 2D model predictions were successfully validated with tests performed at 600 °C to 2000 °C final temperature, with 10 and 50 °C/s heating rates. The evolution of the final products and mass losses of pyrolyzed biomass are enhanced with temperature and heating rate. Moreover, the higher the temperature and heating rate, the higher the gas yield. This emphasizes the intra-particle tar secondary reaction into gas for pyrolysis of large size sample under high temperature and heating rate.

1. Introduction

Sustainable heat and power generation from renewable energy sources such as biomass and solar attract more and more attention owing to the continuous diminution of fossil fuels and the intensifying environmental problems. Between 2010 and 2040 significant developments in renewable energy production are expected in biomass energy (from 45217.4 to 136950.2 PJ) and solar energy (from 184.2 to 55768.2 PJ) [1].

5. Conclusions

Solar pyrolysis characteristics of beech wood under different temperatures and heating rates were investigated theoretically by CFD modeling, and simulation results were compared with experimental data obtained with a 2 kW vertical solar furnace. The 2D unsteady numerical model predictions are in good agreement with the experimental results. The evolution of the final products and mass losses of pyrolyzed biomass are enhanced with temperature and heating rate. Moreover, the higher the temperature and heating rate, the higher the gas yield. This emphasizes the intra-particle tar secondary reaction into gas for pyrolysis of large size sample under high temperature and heating rate. Pseudo-stoichiometric coefficients about the mass fraction of primary tar converted by the reaction to gas and secondary tar were determined at different temperatures and heating rates for the first time.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

مدلسازی پیرولیز قرص های چوب راش تحت تابش متمرکز نور خورشید

Modeling of beech wood pellet pyrolysis under concentrated solar radiation

پاسخ به تقاضا در سیستم های گرمایشی ساختمان: یک رویکرد کنترل پیش بینی کننده‌ مدل

Demand-response in building heating systems: A Model Predictive Control approach

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

پاسخ به تقاضا در سیستم گرمایشی ساختمان: یک رویکرد کنترل پیش بینی کننده‌ مدل

Demand-response in building heating systems: A Model Predictive Control approach

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

عملکرد گرمایی یک کالکتور هوای خورشیدی جدید CPC با آرایش تخت میکرولوله گرمایی

Thermal performance of a new CPC solar air collector with flat 1 micro-heat pipe arrays

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

عملکرد گرمایی یک کالکتور هوای خورشیدی جدید CPC با آرایش تخت میکرولوله گرمایی

Thermal performance of a new CPC solar air collector with flat 1 micro-heat pipe arrays

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.