در پژوهش محققان دانشگاه تهران حاصل شد
الگوسازی تأمین برق مناطق روستایی با ترکیب انرژی های تجدیدپذیر
به گزارش مطب نما، مقاله دانشیار دانشگاه تهران در رابطه با شیوه های نوین تأمین برق برای مناطق روستایی، با مطالعه موردی بر روی روستای آشار شهرستان مهرستان سیستان و بلوچستان، توسط انتشارات الزویر منتشر گردید.
به گزارش مطب نما به نقل از ایسنا، دکتر علی بخش کسائیان، دانشیار دانشکده علوم و فنون نوین دانشگاه تهران، در پژوهش جدیدی استفاده از سامانه های ترکیبی برای تأمین برق مناطق دورافتاده را مورد ارزیابی فنی و اقتصادی قرار داده است.
به قول دکتر کسائیان، با عنایت به دشواری و هزینه بر بودن توسعه خطوط انتقال شبکه سراسری برق در مناطق محروم و دورافتاده، امروزه سامانه های ترکیبی انرژی های تجدیدپذیر بعنوان چاره ای مؤثر برای تأمین برق به صورت مستقل از شبکه سراسری برق در نظر گرفته می شوند. این سامانه ها مبتنی بر تولید همزمان از چندین منبع تجدیدپذیر مانند خورشید و باد هستند که به همراه سامانه های ذخیره ساز می توانند بر ماهیت متناوب منابع تجدیدپذیر غلبه کرده و انرژی را با قابلیت اطمینان بالا و به صورت مقرون به صرفه فراهم نمایند.
دکتر کسائیان در معرفی این پژوهش اظهار داشت: «در این پژوهش که در چارچوب بخشی از رساله دکتری محمدامین وزیری راد انجام شد، برای اولین بار در کشور، امکان سنجی اقتصادی استفاده همزمان از پنل های خورشیدی، توربین های بادی، چرخه رانکین آلی (ارگانیک) به همراه ذخیره سازی حرارتی و سامانه ذخیره ساز شیمیایی (بانک باتری) مورد تحلیل قرار گرفت و روستای آشار استان سیستان و بلوچستان بعنوان منطقه ای مسکونی (دارای حدود ۱۰۰۰ خانوار) با چالش های فراوان تأمین انرژی جهت مطالعه موردی در نظر گرفته شد.»
دانشیار دانشگاه تهران، در رابطه با فرایند انجام این مطالعه، توضیح داد: «ابتدا یک چرخه رانکین آلی شامل کلکتور سهموی خورشیدی بعنوان منبع حرارتی، با استفاده از الگوریتم ژنتیک در نرم افزار متلب (MATLAB) بهینه سازی شد. سپس پروفایل توان سالیانه تولیدی چرخه، بهینه سازی شده و وارد نرم افزار هومر (HOMER) شد؛ نرم افزاری که توسط لابراتوار ملی انرژی های تجدیدپذیر آمریکا جهت بهینه سازی سامانه های ترکیبی انرژی تهیه شده است. طی این مطالعه برای اولین بار، چرخه رانکین در کنار منابع متداول انرژی تجدیدپذیر در این نرم افزار شبیه سازی شد. راندمان چرخه رانکین بدست آمده درخلال ۱۵ الی ۳۰ درصد (متوسط بازدهی بیشتر از ۲۵ درصد) با مساحت کلکتور خورشیدی حدود ۱۰۰۰ متر مربع بوده است.»
دانشیار گروه انرژی های نو و محیط زیست دانشکده علوم و فنون دانشگاه تهران همینطور در رابطه با نحوه عملکرد فنی این سامانه، اضافه کرد: «در این سامانه، کلکتورهای سهموی، حرارت خورشید را بر روی مجاری سیال حاوی روغن ترمینول متمرکز کرده و دمای سیال را می افزایند. سپس پمپ ها سیال را به سامانه ذخیره ساز حرارتی ارسال می کنند تا در مواقع احتیاج به تولید انرژی، بخش ذخیره ساز، روغن حرارتی را به مبدل حرارتی ارسال کرده و دمای سیال کاری تولوئن را به بیشتر از ۳۸۰ درجه سانتیگراد افزایش دهد. در نهایت، بخار بوجود آمده به توربینی با توان نامی حدود ۲۰۰ کیلووات ارسال می شود تا برق تولید شود و با سرد کردن سیال کاری، این چرخه به شکل مداوم تکرار می شود.»
بنا به توضیح استاد راهنمای این پژوهش، در سامانه طراحی شده، به شکل نوآورانه ای مابقی توان مورد نیاز منطقه مسکونی با ترکیب پنل های خورشیدی (حدود ۴۶ درصد)، توربین های بادی (حدود ۲۴ درصد) و بانک باتری (حدود ۱۸ درصد) تأمین می شود. 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 سامانه های ۱۰۰ درصد تجدیدپذیر جهانی بوده است. ضمن این که سامانه توسعه داده شده از انتشار بیشتر از ۱۰۰۰ تن دی اکسید کربن در سال جلوگیری می کند که گامی مؤثر در جهت کاهش آلاینده های ناشی از تولید انرژی در کشور خصوصاً در مقایسه با برق سراسری شبکه است.
عضو هیأت علمی دانشگاه تهران، در رابطه با یافته های این پژوهش، تصریح کرد: «نتایج شبیه سازی همینطور نشان داد که این سامانه قادر به تأمین بیشتر از ۳۵۰۰ کیلووات ساعت در روز برق با قابلیت اطمینان بالا است که می تواند خاموشی های 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 جهت رفع چالشی جهانی در سامانه های مستقل از شبکه سراسری برق قرار دارد. کاهش انتشار گازهای آلاینده، مقابله با گرمایش جهانی، تولید مقرون به صرفه انرژی در مناطق دورافتاده، بهبود قابلیت اطمینان منابع تجدیدپذیر انرژی و افزایش امنیت انرژی از مزایای استفاده از چنین سامانه هایی در کشور خواهد بود.»
به نقل از دانشگاه تهران، مقاله منتج از این پژوهش با مشارکت پژوهشگرانی از دانشگاه شیان جائوتونگ چین و دانشگاه لاپن رانتا فنلاند در شماره ۸۹ نشریه «شهرها و جامعه پایدار» از مجلات انتشارات الزویر انتشار یافته است و از راه پیوند زیر دست یافتنی است:
Techno-economic evaluation of an organic rankine cycle-based multi-source energy system for 100%-renewable power supply: A rural case study
منبع: مطب نما
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب