تحلیل فنی و زیست‌محیطی استفاده از سامانه فتوولتاییک-گرمایی برای تاٌمین انرژی گرمایشی ساختمان یک مدرسه در کرمان

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد، گروه مهندسی معماری، دانشگاه آزاد اسلامی واحد کرمان، کرمان، ایران

2 گروه مهندسی معماری، دانشگاه آزاد واحد بم، بم، ایران

3 کارشناس ارشد، گروه مهندسی مکانیک بیوسیستم، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران

چکیده

رشد جمعیت، صنعت و مصرف انرژی در سال‌های اخیر منجر به بروز بحران‌های زیست‌محیطی و انرژی‌ بی سابقه‌ای در عمر کره‌ی زمین شده‌است. با توجه به سهم بالای ساختمان‌ها در مصرف انرژی، کاهش مصرف انرژی ساختمان‌ها و بهره‌مندی از منابع پاک انرژی اهمیت دارد. از این‌رو با شناخت روش‌های صرفه‌جویی و منابع پاک انرژی و بررسی عمل‌کرد آن‌ها می‌توان گام مهمی در جهت توسعه پایدار و کاهش بحران‌های زیست‌محیطی برداشت. با این هدف در تحقیق حاضر عمل‌کرد فنی، زیست‌محیطی و اقتصادی سامانه‌ی خورشیدی فتوولتاییک-گرمایی که برای گرمایش ساختمان یک مدرسه 24 کلاسه با شبیه‌سازی در نرم‌افزار بررسی شد. نتایج نشان داد سامانه فتوولتاییک-گرمایی با کارایی بیش از 50 درصد، امکان تاٌمین 1/41 مگاوات-ساعت انرژی حرارتی در ماه‌های سرد سال برای ساختمان مدرسه را دارد که در برخی مواقع حتی بیش‌از نیاز مصرفی خواهد بود. انرژی حراتی تاٌمین شده این سامانه پاک منجر به کاهش تولید و انتشار بیش از 9 تن آلاینده‌های هوا خواهد شد. این سامانه سالانه امکان تولید 73 مگاوات-ساعت انرژی الکتریکی را هم‌زمان با تاٌمین انرژی حرارتی دارد. توان حرارتی و الکتریکی سامانه سالانه قادر به جلوگیری از تولید و انتشار بیش از 53 تن آلاینده است که منجر به کاهش 865 میلیون ریال هزینه‌های اجتماعی خواهد شد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


  • مراجع
  • Bahadori, H. Safarzadeh, Designing a building that does not need fossil energy in Tehran (Green building), 2002. (in Persian)
  • Farjam, M. Soleymani, S. Tolaei, M. Rafieian, and A. Movahed, Urban development based on the combination of uses; A review of its academic literature in Iran, The scientific-research quarterly of research and urban planning, vol. 4, no. 12, pp. 23-48, 2013. (in Persian)
  • Iran's energy balance sheet, 2019, pp. 8-25, Tehran: Electricity and energy planning and macroeconomics office- Ministry of Energy, 2021. (in Persian)
  • Kuhn, K. Libbrecht, and R. Dicke, The surface temperature of the sun and changes in the solar constant, Science, vol. 242, no. 4880, pp. 908-911, 1988.
  • Huang, T. Lin, W. Hung, and F. Sun, Performance evaluation of solar photovoltaic/thermal systems, Solar energy, vol. 70, no. 5, pp. 443-448, 2001.
  • Dupeyrat, C. Menezo, and S. Fortuin, Study of the thermal and electrical performances of PVT solar hot water system, Energy and Buildings, vol. 68, pp. 751-755, 2014.
  • Kegel, J. Tamasauskas, and R. Sunye, Solar Thermal Trigeneration System in a Canadian Climate Multi-unit Residential Building, Energy Procedia, vol. 48, pp. 876-887, 2014.
  • Soltaninejad, H. Mortezapour, Comparison of the use of conventional solar water heaters and photovoltaic-thermal water heaters for swimming pool water heating in Kerman, in proceeding of 7th International Congress on Civil Engineering, Architecture and Urban Development, In Cooperation with Shiraz University, Maraghe University and University of Science and Technology of Iran, Tehran, Iran, 2021. (in Persian)
  • Soltaninejad, Z. Soltanineja, and H. Mortezapour, Technical and Environmental analysis of using of photovoltaic thermal system for building heating, in proceeding of The first international conference and the second national conference on agriculture, environment and food security, Jiroft University, Jiroft, Iran, 2016. (in Persian)
  • Soltaninejad, M. Soltaninejad, Solar Systems are a solution to reduce environmental pollutants in Residential buildings, in proceeding of 7th International Congress on Civil Engineering, Architecture and Urban Development, In Cooperation with Shiraz University, Maraghe University and University of Science and Technology of Iran, Tehran, Iran, 2021. (in Persian)

Z. Soltaninejad, M. Ghasemi,  and M. Soltaninejad, Analysis of the energy behavior of the school building in Kerman city according to the grouping of the building from the point of view of topic 19 of the national building regulations (with

TRNSYS), in proceeding of

  • 7th International Congress on Civil Engineering, Architecture and Urban Development, In Cooperation with Shiraz University, Maraghe University and University of Science and Technology of Iran, Tehran, Iran, 2021. (in Persian)
  • National Building Regulations (Chapter 19), Energy saving, 4th, pp. 43-165, Office of National Building Regulations, Road, Housing and Urban Development Research Center, 2020. (in Persian)
  • KhalajiAsadi, Z. Asadi, and N. Sharei, Combined solar systems are a new solution for heating in buildings, Environmental Science and Technology Quarterly, vol. 11, no. 3 , pp. 15-28, 2009. (in Persian)
  • Dang, A parametric study of swimming pool heating, Energy Conversion and management, vol. 26, no. 1, pp. 27-31, 1986.
  • -C. Hadorn, Solar and heat pump systems for residential buildings. John Wiley & Sons, 2015.
  • Ampatzi, I. Knight, and R. Wiltshire, The potential contribution of solar thermal collection and storage systems to meeting the energy requirements of North European Housing, Solar energy, vol. 91, pp. 402-421, 2013.
  • Detailed statistics of Iran's electricity industry, especially for strategic management in 2018, Statistical report of water and electricity industry, The amount of pollutant released, 2019. (in Persian)
  • Heravi, M. Rostami, and M. Shekari, Evaluating the economic and environmental effects of intelligent cooling and heating management systems in buildings: a case study of an office building in Tehran, Amirkabir Civil Engineering Journal, vol. 53, no. 2, pp. 14-14, 2021. (in Persian)
  • khodadadkashi, M. AkabariTafti, Y. MosaviJahromi, and A. Khosravinejad, Calculating the social cost of CO2 emissions by different provinces in Iran, Journal of energy planning and policy research, vol. 2, no. 1, pp. 77-110, 2016. (in Persian)
  • Statistics of the Central Bank of Iran, Exchange rate, June 2022; https://www.cbi.ir/
  • A. Duffie and W. A. Beckman, Solar engineering of thermal processes (no. 4). New York: Wiley-Interscience, 2006.