شبیه سازی و امکان سنجی فنی اقتصادی تولید برق در سیستم‌های فتوولتائیک یکپارچه با ساختمان

نوع مقاله: علمی-ترویجی

نویسنده

گروه مهندسی شیمی و انرژی، دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی قوچان، قوچان، ایران

چکیده

انرژی خورشیدی یکی از منابع انرژی بی پایان و ارزان قیمت در جهان است. تولید الکتریسیته به کمک سیستم فتوولتائیک، یکی از عمده ترین موارد استفاده از انرژی خورشیدی است. تلفیق سیستم فتوولتاییک با ساختمان یکی از طرح‌های مورد توجه مهندسان و معماران است. در این پژوهش سه طرح متفاوت از سیستم فتوولتاییک یکپارچه با ساختمان و یک طرح سیستم فتوولتائیک نصب بر پشت بام در یک شهرک مسکونی جهت تولید برق شبیه سازی شده است. پنل های مورد استفاده در شبیه سازی ها از جنس مونوکریستال، کادمیوم تلراید و فیلم نازک می‌باشد. با توجه به ویژگی‌های متفاوت پنل‌ها، برق متفاوتی توسط آنها تولید می‌شود. نتایج شبیه سازی‌ها نشان دادند که سیستم یکپارچه با پنل مونوکریستال بیشترین میزان برق تزریقی (MWh/year 2/871) به شبکه را داراست. سیستم یکپاراچه با پنل فیلم نازک کمترین میزان برق تزرقی به شبکه و همچنین کمترین ضریب عملکرد را دارد. محاسبات اقتصادی نشان دادند که با استفاده از تلفیق سیستم‌های یکپارچه و نصب بر پشت بام می‌توان در مدت زمان 65/3 سال بازگشت سرمایه داشت. نرخ تورم و قیمت خرید برق تولیدی در نیروگاه، نقش مهمی را در سرمایه گذاری در این حوزه ایفا می‌کنند.

کلیدواژه‌ها


منابع وماخذ

[1] M. Keramati, H. Beiki, The effect of pH adjustment together with different substrate to inoculum ratios on biogas production from sugar beet wastes in an anaerobic digester. Journal of Energy Management and Technology,Vol.. 1, No. 2: pp. 6-11, 2017.

[2] ص. ایوب زاده, ح. بیکی, امکان سنجی توان انرژی باد در مناطق مختلف ایران بر مبنای داده های سینوپتیک هواشناسی جهت تولید الکتریسیته. انرژی های نو و تجدیدپذیر, سال شش، شماره یک، 1398.

[3] H., Beiki, M. Dadvar, R. Halladj, Pore network model for catalytic dehydration of methanol at particle level. AIChE Journal, Vol. 55, No. 2, p p. 442-449, 2009.

[4] ا. سوختانلو، ح. بیکی, مدلسازی اثر نانوذرات سیلیکا در لایه میانی یک استخر خورشیدی با گرادیان شوری، مدل سازی در مهندسی، سال پانزده، شماره پنجاه، 1397.

[5] T., Arunkumar,D., Murugesan, R., Kaiwalya, D., Denkenberger, C., Viswanathan, D., Rufuss, D., Winfred, R., Velraj, Effect of nano-coated CuO absorbers with PVA sponges in solar water desalting system. Applied Thermal Engineering, Vol, 148, No. 5, 2018.

[6] W., Chen, C., Zou, X., Li, L., Lu, Experimental investigation of SiC nanofluids for solar distillation system: Stability, optical properties and thermal conductivity with saline water-based fluid. International Journal of Heat and Mass Transfer, Vol. 107, 2017.

[7] E., Khodabandeh, M. R., Safaei, S., Akbari, O. A., Akbari, A., Alrashed, Application of nanofluid to improve the thermal performance of horizontal spiral coil utilized in solar ponds: Geometric study, Renewable Energy, Vol.122, 2018.

[8] H., Awad, M., Gül, E., Salim, H., Yu, Predicting the energy production by solar photovoltaic systems in cold-climate regions. International Journal of Sustainable Energy, Vol. 37, No. 10, 2018.

[9] H., Beiki, E. Soukhtanlou, Improvement of salt gradient solar ponds’ performance using nanoparticles inside the storage layer. Applied Nanoscience, Vol. 9, No. 2, 2019.

[10] ر. وفایی، بررسی شیوههای طراحی سیستم های فتوولتائیک یکپارچه با ساختمان. صفه، سال نوزده، شماره چهل و نه، 1388.

[11] M., Piratheepan, T.N. Anderson, Performance of a building integrated photovoltaic/thermal concentrator for facade applications. Solar Energy, Vol. 153, 2017.

[12] ر.، وفائی، ش.، پوردیهیمی، برآورد تابش کل خورشید روی سطح فتوولتائیک‌های یکپارچه با ساختمان نمونه موردی شهر تهران. صفه, سال بیست و پنج، شماره دو، 1391.

[13] Sánchez-Palencia, P., N. Martín-Chivelet, and F. Chenlo, Modeling temperature and thermal transmittance of building integrated photovoltaic modules., Solar Energy, Vol. 184, 2019.

[14] B., Fina, H., Auer, W., Friedl, Profitability of active retrofitting of multi-apartment buildings: Building-attached/integrated photovoltaics with special consideration of different heating systems. Energy and Buildings, Vol. 190, No. 1, 2019.

[15] S., Yang ,A.,Cannavale, D., Prasad, A., Sproul, F., Fiorito, Numerical simulation study of BIPV/T double-skin facade for various climate zones in Australia: Effects on indoor thermal comfort. Building Simulation, Vol. 12, No. 1, 2019.

[16] M. M., Fouad, L.A., Shihata, A.H., Mohamed, Modeling and analysis of Building Attached Photovoltaic Integrated Shading Systems (BAPVIS) aiming for zero energy buildings in hot regions. Journal of Building Engineering, Vol. 21, 2019.

[17] Y. B., Assoa, L., Gaillard, Ch., Ménézo, N., Negri, F., Sauzedde, Dynamic prediction of a building integrated photovoltaic system thermal behaviour. Applied Energy, Vol. 214, 2018.

A., Alnaqi, H., Moayedi, A., Shahsavar, T., Nguyen, Prediction of energetic performance of a building integrated photovoltaic/thermal system thorough artificial neural network and

[1] hybrid particle swarm optimization models. Energy Conversion and Management, Vol. 183, 2019.

[2] J., Alsarraf, H., Moayedi, A., Rashid, M., Muazu, A., Shahsavar, Application of PSO–ANN modelling for predicting the exergetic performance of a building integrated photovoltaic/thermal system. Engineering with Computers, 2019.

[3] Irvine, S., Solar Cells and Photovoltaics, in Springer Handbook of Electronic and Photonic Materials, S. Kasap and P. Capper, Editors, Springer International Publishing: Cham., 2017.