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.

تجزیه و تحلیل اجرای پروژه های انرژی تجدیدپذیر در روسیه

Analysis of Renewable Energy Projects’ Implementation in Russia

چکیده

مکانیزم های حمایت دولت از توسعه انرژی تجدیدپذیر در روسیه

تحلیل یک مکانیزم ترویج در انرژی تجدیدپذیر بر یک اساس بار الکتریکی ظرفیت

تحلیل موانع توسعه برنامه های انرژی تجدیدپذیر که از روش منحنی های یادگیری استفاده میکنند

نتیجه گیری ها

منابع

چکیده

     طرح انرژی تجدیدپذیر که در سال 2013 تصویب شد و قراردادهای تأسیسات تولید برق مطلوب که روی منابع انرژی تجدیدپذیر (RES) متمرکز هستند، فرآیند ساخت و مرتبط سازی این تأسیسات با شرکت فدرال گرید در روسیه افزایش پیدا کرده است. در دوره 2013-2015 ، 93 پروژه انرژی خورشیدی، بادی و انرژی آبی (برقابی) بر اساس مناقصه رقابتی در این کشور با هدف پشتیبانی متعاقب، انتخاب شدند. علیرغم برخی مشکلات فنی و سازمانی و تأخیر زمانی تعدادی از پروژه های RES، در دوره 2014-2015 پنج مورد از تأسیسات تولید برق خورشیدی با ظرفیت کلی 50 MW دایر شدند – یکی از این تأسیسات، نیروگاه استان اورنبورگ با ظرفیت 30 MW است. با اینحال نسبت کمی از این پروژه ها موفقیت آمیز هستند و حدود 30 درصد از کل پروژه های اعلام شده را تشکیل می دهند. هدف مقاله حاضر این است که تجربه پیاده سازی پروژه های انرژی تجدیدپذیر را مورد تحلیل قرار دهد که در یک رقابت انتخاب شدند و حق جبران جزئی (کمک هزینه حمایتی) برای هزینه های ساخت و راه اندازی تأسیسات تولید RES در حوزه بازار عمده فروشی انرژی برق را بدست آوردند. زمینه اطلاعاتی برای این مطالعه شامل گزارشات شرکتی از ترویج دهندگان پروژه، مواد تحلیلی و اطلاعاتی از شورای بازار انجمن NP ، و اسناد قانونی برای توسعه انرژی تجدیدپذیر می باشد. مبنای روش شناختی این مطالعه، نظریه ای از منحنی های یادگیری است که فرض میکند صرفه جویی در هزینه های تولید محصولات فرا-فن به نرخ رشد تولید (صرفه جویی به مقیاس) و کسب تجربه تولید (یادگیری بصورت عملی) بستگی دارد. ما در این مطالعه عواملی را شناسایی کرده ایم که تأثیرات مثبت و منفی بر روی پیاده سازی پروژه های RES دارند. ما بهبود ابزارهای سنجش پیشرفت (پیش بردن) در توسعه انرژی تجدیدپذیر در روسیه را در تطابق با شرایط اجتماعی-اقتصادی فعلی پیشنهاد کرده ایم.

     همچنین یکی از ویژگی های کلیدی برخی بخش های انرژی تجدیدپذیر این است که آنها به توسعه بازار کار محلی کمک میکنند، صرفنظر از اینکه تجهیزات تأسیسات تولید برق – که در حال ساخت هستند – در کجا تولید می شود. ابعاد بزرگ و پیچیدگی عملکرد تجهیزات تولید (تولید برق)، ما را از لحاظ اقتصادی به این وا می دارد که حتی یک ارتباط منفرد از زنجیره تولید در محل (در کشور یا ناحیه ای که پروژه RES اجرا میشود) داشته باشیم. بنابراین بسیاری از حکومت ها پشتیبانی فعالانه از بومی سازی تولید تجهیزات RES را آغاز کرده اند تا هم از افزایش رشد صنعت و هم از انتقال تکنولوژی به بخش های صنعتی مجاور اطمینان حاصل کنند [3].

مکانیزم های حمایت دولت از توسعه انرژی تجدیدپذیر در روسیه
     پروژه های «استراتژی انرژی روسیه تا سال 2030» و «استراتژی انرژی روسیه تا سال 2035»، توسعه فعال و معرفی تکنولوژی های انرژی تجدیدپذیر را فراهم می سازند. با اینحال علیرغم بیان شدن اهداف توسعه انرژی تجدیدپذیر در تعدادی از اسناد قانونی اصلی، تا همین اواخر کشور هیچ مکانیزم سازمانی و اقتصادی واقعی برای پشتیبانی از این صنعت و بخش های مهندسی قدرت (برق) مرتبط با آن نداشت. پویایی های معینی از رشد تکنولوژی های RES فقط در حوزه های تأمین برق خودکفا مشاهده شد در حالیکه تصور میشد یک ارتباط شبکه ای از تأسیسات RES ناامیدکننده است [4].

     در سال 2011 طبق پیشنهادات اصلاحی ارائه شده برای قانون فدرال FZ-35، طرح پایه انرژی تجدیدپذیر (از طریق یک سربار نرخ خاص برای الکتریسیته تولید شده توسط منابع انرژی تجدیدپذیر) تغییر داده شد تا از طریق یک بازار ظرفیت (بار الکتریکی ظرفیت) مورد حمایت قرار گیرند. این رویکرد به آسانی به معماری بازار عمده فروشی برق (شبیه یک توافقنامه تأمین برق) اضافه میشود و هماهنگ سازی کامل نرخ رشد انرژی تجدیدپذیر با شاخص های هدف توصیف شده در دستورالعمل های پایه سیاست دولتی در زمینه کارایی انرژی و جلوگیری از بحران های مازاد برق نسبت به ظرفیت انتقال، را ممکن می سازد. حکم دولتی شماره 449 با عنوان «درباره مکانیزم ترویج استفاده از انرژی تجدیدپذیر در بازار عمده فروشی انرژی الکتریکی» که ماه مه 2013 اجرا شد طرح های خاص حمایت از RES را توصیف کرده است و طبق گفته متخصصان بین المللی، گام مهمی بسوی ایجاد یک چارچوب مقررانی به منظور ترویج ایجاد انرژی پاک در روسیه بود [5]. مسائل مرتبط از قبیل نرخ های رشد مختص به انرژی تجدیدپذیر (جدول 1) و اهدافی برای یک شاخص بومی سازی تولید برای تحقق «کسب حمایت» (جدول 2)، در حکم اجرایی دولت فدراسیون روسیه با شماره 861-r در 29 مه 2013 مورد تأکید قرار گرفته اند.

مدل پیش بینی جدید باتری و خروجی خورشیدی – بادی در سیستم ترکیبی قدرت

A new prediction model of battery and wind-solar output in hybrid power system

چکیده
1 مقدمه
1.1 تاثیر مقاله
1.2 سازمان دهی
2 سیستم های قدرت نیروی خورشیدی – بادی ترکیبی و باتری
2.1 مدل سیستم توان بادی
2.2 مدل فوتو ولتائیک
2.3 مدل پیش بینی رفتار باتری
3 پیش بینی کوتاه مدت برای سیستم های قدرت بادی و خورشیدی
3.1 ساختار موتور پیش بینی
4 بهینه سازی بوی کوسه به صورت بهبود یافته
4.1 بهینه سازی بویایی کوسه
4.2 بهینه سازی بویایی کوسه به صورت بهبود یافته.
5 نتایج عددی
6 جمع بندی
منابع

چکیده

در این مقاله، پیش بینی های کوتاه مدت قدرت در نیروگاه های خورشیدی و بادی ارائه شده است که می توان از این پیش بینی ها استفاده کرد تا خروجی در دسترس هر بخش تولیدی را ارزیابی کرد. در این مدل، باتری های سرب اسیدی در سیستم های قدرت ترکیبی پیشنهاد شده مبتنی بر سیستم های قدرت باد – خورشیدی مورد استفاده قرار گرفته است. در نتیجه قبل از پیش بینی کردن خروجی توان، یک روش ریاضی ساده برای شبیه سازی رفتار باتری های سربی- اسیدی در سیستم های تولید توان مستقل ترکیبی بادی- خورشیدی را به شما ارائه می کنیم. سپس مسئله پیش بینی مطرح شده ارزیابی می شود که به صورت یک حالت محدودیت در وضعیت بار (SOC) از باتری ها در نظر گرفته می شود. مدل پیش بینی ارائه شده شامل فیلتر انتخاب ویژگی ها و موتور پیش بینی ترکیبی مبتنی بر شبکه های عصبی (NN) و یک الگوریتم ارزیابی هوشمند می باشد. این روش نه تنها می تواند SOC باتری ها را در یک بازه مناسب نگاه دارد، بلکه همچنین باعث می شود که شمار سوییچ های خاموش یا روشن در توربین های بادی و ماژول های PV نیز کاهش پیدا کند. کارایی روش پیشنهاد شده در این مطالعه، بر روی داده های کاربرد های واقعی مورد ارزیابی قرار گرفته است. تحلیل های عددی به دست آمده نشان دهنده اعتبار روش پیشنهاد شده می باشد.

1 مقدمه

با افزایش ظرفیت انرژی های سبز نصب شده، دقت خطای پیش بینی خروجی قدرت نیروگاه های بادی- خورشیدی به یکی از جدی ترین چالش ها برای محققان تبدیل شده است تا آن ها بتوانند یک عملیات پایدار را داشته باشند و ارسال توان به شبکه را به خوبی انجام دهند و در عین حال، ایمنی و تضمین کیفیت را در سیستم فراهم کنند (Manla et al. 2010). در طرف دیگر، برای کاهش تاثیرات مضر بر روی شبکه های قدرت، سیستم های تولید توان ترکیبی بادی- خورشیدی متشکل از باتری های ذخیره سازی می باشند که این روش به صورت گسترده در چندین کشور مورد استفاده قرار گرفته است. این موضوع کاملا مشخص است که وقتی ظرفیت ذخیره سازی باتری ها بهبود پیدا کند، کیفیت توان خروجی نیز بهبود پیدا می کند.

6 جمع بندی

در این مقاله، یک استراتژی کنترل توان فعال با نام بلوک کنترل پیچیده ارائه شده است که با استفاده از الگوریتم های چند هدفه، اجرا شده است. در این مدل، توان بادی و خورشیدی به صورت کوتاه مدت با استفاده از روش هوشمند پیش بینی شده است. در این مدل، انتخاب ویژگی، موتور پیش بینی سه مرحله ای در نظر گرفته شده است. در این قسمت، مراحل موتورهای پیش بینی با استفاده از الگوریتم SSO بهینه سازی شده است. در این روش، وزن های موتور پیش بینی  با استفاده از این الگوریتم بهینه سازی شده است. علاوه بر این، تخصیص توان فعال نیز به عنوان یک مسئله بهینه سازی در نظر گرفته شده است که برای به دست آوردن راه حل بهینه مورد استفاده قرار می گیرد. نتایج به دست آمده نشان دهنده اعتبار روش پیشنهاد شده از طریق بهبود عملکرد خروجی توان فعال و کاهش نرخ نوسان می باشد و در عین حال، باعث می شود که SOC در باتری ها به صورت مناسب باقی بماند. علاوه بر این، این کار باعث می شود که کاربرد دامنه تنظیم توربین های بادی به بیشترین مقدار رسیده و باعث می شود که مقدار سوییچ های خاموش و روشن در توربین های بادی و ماژول های PV نیز کاهش پیدا کند.

Abstract

In this paper short term power forecast of wind and solar power is proposed to evaluate the available output power of each production component. In this model, lead acid batteries used in proposed hybrid power system based on wind-solar power system. So, before the predicting of power output, a simple mathematical approach to simulate the lead–acid battery behaviors in stand-alone hybrid windsolar power generation systems will be introduced. Then, the proposed forecast problem will be evaluated which is taken as constraint status through state of charge (SOC) of the batteries. The proposed forecast model includes a feature selection filter and hybrid forecast engine based on neural network (NN) and an intelligent evolutionary algorithm. This method not only could maintain the SOC of batteries in suitable range, but also could decrease the on-or-off switching number of wind turbines and PV modules. Effectiveness of the proposed method has been applied over real world engineering data. Obtained numerical analysis, demonstrate the validity of proposed method.

1 Introduction

By increasing the green energy installed capacity, the wind/ solar power output prediction error precision provides serious challenge for researchers to the stable operation, dispatching as well as the safety and the quality insurance over power systems (Manla et al. 2010). On the other hand, to decrease such adverse effects on the power grid, wind-solar hybrid power generation system composed with storage batteries which have been used widely in several countries. It is clear that, once the battery’s storage have been improved, the quality of output power can improved well.

6 Conclusion

In this paper, an active power control strategy named complex control block has been presented through multi-objective algorithm. In this model, short-term wind and solar power have been forecasted through application of an intelligent method. In this model, feature selection, three stage forecast engine has been considered. Where, in this process all of the forecast engine stages have been optimized by SSO algorithm. Where, the weights of forecast engine optimized by this algorithm. Furthermore, the active power allocation has been considered as an optimization problem, and a decoration search algorithm has been considered to search the optimal explanation. Obtained results proof the validity of proposed method though improvement of active power output performance and decrease the fluctuation rate, and in a same time keep the maintain of SOC in batteries in an appropriate range. Furthermore, it could keep the maximization of utilization for regulation aptitude of wind turbines and decrease amount of on-or-off switching of wind turbines as well as PV modules.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

مدل پیش بینی جدید باتری و خروجی خورشیدی – بادی در سیستم ترکیبی قدرت

A new prediction model of battery and wind-solar output in hybrid power system

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.

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

مطالعه تجربی بر روی چرخه تبرید جذب انرژی خورشیدی با آلومینای فعال و کربن فعال به عنوان جاذب

Experimental study on solar-powered adsorption refrigeration cycle with activated alumina and activated carbon as adsorbent

• 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.

مطالعه تجربی بر روی چرخه تبرید جذب انرژی خورشیدی با آلومینای فعال و کربن فعال به عنوان جاذب

Experimental study on solar-powered adsorption refrigeration cycle with activated alumina and activated carbon as adsorbent

• 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.

درباره مدل جریان سه بعدی نانوسیم: یک برنامه کاربردی برای انرژی خورشیدی

On model for three-dimensional flow of nanofluid: An application to solar energy

• 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

درباره مدل جریان سه بعدی نانوسیم: یک برنامه کاربردی برای انرژی خورشیدی

On model for three-dimensional flow of nanofluid: An application to solar energy

• 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.

کارایی فتوولتائیک وابسته به دما (PV) و تاثیر آن در تولید PV در جهان: بررسی

Temperature Dependent Photovoltaic (PV) Efficiency and Its Effect on PV Production in the World: A Review

• 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

اثر کارایی فتوولتائیک وابسته به دما بر محصولات PV در جهان

Temperature Dependent Photovoltaic (PV) Efficiency and Its Effect on PV Production in the World: A Review

• 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.

نقد و بررسی بر کاربردهای نانوسیالات در انرژی خورشیدی

A review of the applications of nanofluids in solar energy

• 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

بازنگری استفاده از نانوسیالات در انرژی خورشیدی

A review of the applications of nanofluids in solar energy

• 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.

پیکربندی مجدد آرایه خورشیدی PV تحت شرایط سایه برای بدست آوردن حداکثر توان با استفاده از الگوریتم ژنتیک

Solar PV array reconfiguration under partial shading conditions for maximum power extraction using genetic algorithm

• 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.

پیکربندی مجدد آرایه خورشیدی PV تحت شرایط سایه برای بدست آوردن حداکثر توان با استفاده از الگوریتم ژنتیک

Solar PV array reconfiguration under partial shading conditions for maximum power extraction using genetic algorithm

• 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.