دانشگاه کاشانمهندسی و مدیریت انرژی2345-29516420230129Optimal Energy Management and Feasibility Study of a Hybrid Energy System for a Remote Areaمدیریت بهینه انرژی و امکان سنجی اقتصادی یک سیستم انرژی ترکیبی برای یک منطقه دورافتاده213113398FAمحمدحسنامیریوندانشگاه تهراناحدکاظمیدانشگاه علم و صنعت ایرانJournal Article20230129This paper investigates impacts of possible chances in energy policy and consumption behavior on optimal energy management and feasibility study of a hybrid energy system. The study was performed on a remote area near Esfarjan, a village located in Shahreza, Iran. In the main scenario, the current energy policy is applied while the consumption behavior of customers is studied by means of an incentive-based demand response algorithm. However, the sensitivity analysis scenario applies the near future condition that is gradually taking place by reducing the energy subsidies while customers are assumed to be inflexible. Impacts of uncertainties related to gas and electricity prices, environmental issues and the inflation rate were evaluated in the latter scenario. Simulations were done on six different system configurations for both scenarios. Results highlight the significant role of long-term energy policies in comparison with short-term consumption behavior of customers. It is also indicated that configurations involving renewable resources will become stronger rivals for configurations involving the external grid in the near future, which in turn results in more economical investments on renewable resources.این مقاله به بررسی تأثیر تغییرات سیاستهای حوزۀ انرژی و رفتار مصرفکنندگان بر مدیریت بهینۀ انرژی و امکانسنجی اقتصادی یک سیستم انرژی ترکیبی میپردازد. مطالعۀ مورد نظر به طور خاص برای یک منطقه دور افتاده نزدیک روستای اسفرجان از توابع شهرستان شهرضا، ایران انجام شده است. در سناریوی پایه، سیاست فعلی حوزۀ انرژی اعمال شده است، در حالی که تغییر رفتار مصرفکنندگان با اعمال یک برنامۀ پاسخگویی بار تشویقی بررسی شده است. در ادامه و در سناریوی آنالیز حساسیت، شرایط پیشرو که در آن یارانههای انرژی به تدریج در حال کاهش هستند مورد بررسی قرار گرفته است؛ در حالی که مصرفکنندگان غیر منعطف (غیر فعال) فرض شدهاند. در این سناریو (سناریوی آنالیز حساسیت) عدم قطعیتهای ناشی از قیمت گاز طبیعی، برق، مسائل زیست محیطی و نرخ تورم ارزیابی و لحاظ شدهاند. شبیهسازی برای شش آرایش مختلف از منابع انرژی و برای هر دو سناریو صورت گرفت. نتایج به دست آمده نشان دهندۀ تأثیر چشمگیر سیاستهای بلندمدت انرژی در مقایسه با رفتار کوتاهمدت مصرفکنندگان میباشند. همچنین، نتایج نشان میدهند که در آیندۀ نزدیک (با کاهش یارانههای انرژی) آرایشهای شامل منایع انرژی تجدیدپذیر میتوانند رقبای جدی برای آرایشهای متکی به شبکۀ برق اصلی باشند که این به نوبۀ خود میتواند موجب جذب سرمایه گذاری اقتصادی بیشتر در زمینۀ منابع تجدیدپذیر شود. https://energy.kashanu.ac.ir/article_113398_55851d4b4f29d1afe23524b69d1b16d8.pdfدانشگاه کاشانمهندسی و مدیریت انرژی2345-29516420230129Distribution System Annual Cost Minimization Using Clean Type Technologiesکاهش هزینههای سالیانه سیستم توزیع به کمک واحدهای تولید پراکنده پاک1425113399FAمحمودصادقیدانشگاه علم و صنعتمحسنکلانتردانشگاه علم و صنعتJournal Article20230129One of the basic obstacles in the deployment of clean technologies such as wind turbines or PV modules is their intermittent nature due to dependency on the wind speed and solar radiance. In fact, the authors in this paper aim to investigate the effect of clean technologies such as wind turbines and PV modules on the total and individual costs of the distribution system. In order to model the uncertain nature of clean technologies, we have proposed a probabilistic method in this study. So, a DG planning problem based on the hourly variations in wind speed and solar radiance is suggested to reduce the total cost of the distribution system. The hourly variations of the load like the hourly variations in wind speed and solar radiance is considered in this study. Also, all of the defined economic, technical and environmental functions are turned into cost functions. An encouraging and punishment mechanism is defined in addition to the other cost functions. The planning problem is formulated as mixed integer nonlinear programming problem (MINLP). The proposed method is applied on the 9-bus distribution system and the results show a significant reduction in annual costs of the distribution system using the DG units.یکی از مهمترین موانع در توسعه تکنولوژیهای پاکی مثل توربینهای بادی و واحدهای خورشیدی طبیعت تصادفی آنها به علت وابستگی به سرعت باد و تابش خورشید میباشد. نویسندگان در این مقاله قصد دارند تا تاثیر تکنولوژیهای پاکی مثل واحدهای بادی و خورشیدی را در هر یک از هزینهها و نیز کل هزینه سیستم توزیع بررسی نمایند. به منظور مدلسازی طبیعت تصادفی تکنولوژیهای پاک، یک روش احتمالاتی در این مطالعه پیشنهاد شده است. بنابراین مساله برنامهریزی واحدهای تولید پراکنده بر اساس تغییرات ساعتی سرعت باد و تابش خورشید به منظور کاهش هزینههای کل سیستم توزیع پیشنهاد شده است. تغییرات ساعتی بار مطابق با تغییرات ساعتی سرعت باد و تابش خورشید در این مقاله در نظر گرفته شده است. تمامی پارامترهای فنی، اقتصادی و زیست محیطی تعریف شده به توابع هزینه تبدیل شدهاند. یک مکانیزم تشویق و تنبیه نیز در کنار سایر توابع هزینه تعریف شدهاند. مساله برنامهریزی به صورت یک مساله برنامهریزی غیرخطی آمیخته با اعداد صحیح فرمول بندی شده است. مدل پیشنهادی بر روی سیستم تست توزیع 9 شین پیاده سازی شده و نتایج کاهش زیادی را هزینههای سالیانه سیستم توزیع در حضور واحدهای تولید پراکنده نشان میدهد.https://energy.kashanu.ac.ir/article_113399_6ccd80d091ad3345960c8081829e0a71.pdfدانشگاه کاشانمهندسی و مدیریت انرژی2345-29516420230129Maximum Power Point Tracking of the Photovoltaic System Based on Adaptive Fuzzy-Neural Methodردیابی نقطه توان ماکزیمم در سیستمهای فتوولتاییک به روش فازی-تطبیقی-عصبی2631113400FAرضاخادمیدانشگاه شهید باهنر کرمانمحمد علیمحمدیدانشگاه شهید باهنر کرمانJournal Article20230129The aim of this paper was to present an optimized method in order to use maximum capacity of the photovoltaic panels. In this regard, we presented a method for the maximum power point tracking in the photovoltaic systems by using the neural networks and adaptive controller. In the proposed system, we estimated an error by using neural network. If this error is lower than the allowable systems error, the system works at the maximum power point, and if the error value is greater than the allowable error, the output power can be adjusted by using the adaptive controller. The adaptive part of the proposed system consisted of two fuzzy controllers with two different rule bases. The first controller designed to produce the duty cycle of the boost converter and the second controller designed to adjust online the outputs scaling factor of the first controller. We simulated the proposed system in the MATLAB software and then compared the output power of this system with the output power of the conventional fuzzy and the P&O methods. The comparison results indicated that the proposed system had better performance compared to the two above-mentioned methods.ایدۀ اصلی از این مقاله، ارائه یک روش بهینه سازی برای استفاده از حداکثر توان در سیستمهای فتوولتاییک میباشد. در اینجا ما روشی برای ردیابی نقطه توان ماکزیمم ارائه داده ایم که عملکرد آن بر اساس شبکه های عصبی و کنترلر تطبیقی میباشد. در این سیستم پیشنهادی، ما توسط شبکۀ عصبی یک خطا برای سیستم تخمین زده ایم. اگر این خطا کوچکتر از خطای مجاز سیستم باشد، نشانگر این است که سیستم در حال کارکرد در نقطه توان ماکزیمم است. اما اگر این خطا بزرگتر از خطای مجاز سیستم باشد، سیستم تطبیقی عملکرد خود را شروع کرده و ردیابی را انجام میدهد. قسمت تطبیقی این سیستم پیشنهادی از دو کنترلر فازی تشکیل شده است که دارای توابع عضویت و قوانین متفاوت میباشند. کنترلر فازی اول جهت تولید سیکل هدایت برای تنظیم مبدل بوست و کنترلر دوم جهت تنظیم آنلاین خروجی کنترلر اول طراحی شده است. ما این سیستم پیشنهادی را در محیط نرم افزار متلب شبیه سازی کرده ایم و سپس به مقایسۀ نتایج حاصل از این سیستم پیشنهادی و نتایج حاصل ازسیستمهای مرسوم P&O و فازی پرداخته ایم. نتایج شبیه سازی نشان میدهند که این سیستم پیشنهادی عملکرد مطلوب تری نسبت به دو سیستم ذکر شده دارد و در کل راندمان سیستم را افزایش خواهد داد.https://energy.kashanu.ac.ir/article_113400_0b11d8462a16d91932001166360b7fee.pdfدانشگاه کاشانمهندسی و مدیریت انرژی2345-29516420230129Techno-economic Analysis of Rehabilitating and Repowering of Thermal Power Plants in Iranتحلیل فنی- اقتصادی اثر بازتوانی و ارتقاء نیروگاههای حرارتی در ایران3243113401FAغلام حسنپایگانهدانشگاه تربیت دبیر شهید رجاییعبداللهمهرپناهیدانشگاه تربیت دبیر شهید رجاییصادقنیکبخت ناصرآباددانشگاه سمنانکامبیزرضاپوردانشگاه آزاد واحد کرجJournal Article20230129Making targeted subsidies and the process of releasing energy market and specified criteria for the quality of energy delivered to consumers shows the necessity for the explanation of energy production in Iran. In the meantime, thermal power plants produce about 85% of electricity in Iran. Steam and gas turbine power plants have created the vast capacity of power generation in thermal plants, but the significant portion of this generated power is not in the sense of new energy policy. Therefore, the reconstructing and improvement of thermal power plants has undeniable importance. In this paper, considering two major methods in reconstructing thermal power plants, eligible power plants are presented. Results are discussed according to important economic parameters like electricity generation costs, capital return rate, cost benefit, annual interest, etc. Further, estimation of changes in target plants in terms of technical and economic characteristics has an effective role in our decisions, i.e. changes are affected by the features of current plants and their potentials. The efficacy of reconstructing average efficiency, capacity, and electricity generation costs can be the effective parameters in future management decisions.هدفمندسازی یارانه ها و روند آزاد سازی بازار انرژی و نیز معیارهای تعیین شده جهت کیفیت انرژی تحویلی به مصرف کنندگان، لزوم بازنگری در ساختار تولید انرژی در کشور را تبیین مینماید. در این میان نیروگاههای حرارتی با تولید 85% برق مصرفی کشور بیشترین سهم تولید این محصول مهم را بر عهده دارند. با در نظر گرفتن ظرفیت قابل ملاحظه نیروگاههای بخاری و گازی در میان نیروگاههای حرارتی و اینکه ظرفیت عمده این دسته از نیروگاهها در جهت برآورد معیارهای قانون هدفمندسازی یارانهها نیستند، نگاه تغییر ساختار این دسته از نیروگاهها و امکان ارتقاء آنها اهمیت ویژهای خواهد داشت. در این مقاله با توجه به دو روش اصلی در نظر گرفته شده در تغییر ساختار نیروگاههای حرارتی، به شناسایی نیروگاههای حایز شرایط جهت تغییر پرداخته شده است. نتایج با توجه به پارامترهای مهم اقتصادی نظیر هزینه برق تولیدی، نرخ بازگشت سرمایه، فایده بر هزینه، بهره سالیانه و . . . در اثر این تغییرات مورد بحث و بررسی قرار میگیرد. در این میان تخمین میزان تغییرات در نیروگاههای هدف از لحاظ خصوصیات فنی و اقتصادی در تصمیمگیریها نقش موثری خواهند داشت که در این مقاله با در نظر گرفتن ویژگیهای نیروگاههای موجود و پتانسیلهای آنها به اعمال تغییرات پرداخته شده است. از دیگر مسایل مهم که با در نظر گرفتن مباحث طرح شده به آن پرداخته شده است، اثر تغییرساختار بر راندمان میانگین، ظرفیت و بهای میانگین برق تولیدی نیروگاههای حرارتی کشور است که میتواند پارامتر موثری در تصمیم گیریهای آتی باشد.https://energy.kashanu.ac.ir/article_113401_28f494100f96a510c0fc6b7c130c7035.pdfدانشگاه کاشانمهندسی و مدیریت انرژی2345-29516420230129Application of Solar Thermal Collectors to Improve the Energy Performance of the Fresh Air HVAC Systemsبکارگیری پنلهای خورشیدی به منظور بهبود عملکرد انرژی سیستمهای تهویه مطبوع هوا تازه4453113402FAمحمداحمدزادهدانشگاه دریانوردی چابهارJournal Article20230129 In the preset study, the performance of a solar assisted heating, ventilation and air conditioning (HVAC) system in an operating theater building was studied. The yearly performances of the existing HVAC system and the system with the added solar collectors were simulated in terms of energy consumption and provided air conditions using a transient system simulation software (TRNSYS). In the modified system, the solar collectors feed a liquid-to-air heat exchanger, which was defined to be replaced with the main heater of the HVAC system during the day times throughout the year. Three solar integrated HVAC system configurations consisting of three types of standard liquid flat-plate collectors namely, Configuration A: unglazed, Configuration B: glazed painted, and Configuration C: evacuated tube solar collectors were examined to determine the most proper configuration in terms of energy consumption and provided air conditions. Based on the simulation results, all the configurations examined were capable of providing proper air into the space. However, the energy performance of the configurations indicated that the Configuration A has priority in terms of energy consumption level and was recommended to be implemented in the existing HVAC system.در تحقیق حاضر عملکرد سیستم تهویه مطبوع یک اتاق عمل به عنوان یک سیستم تهویه مطبوع کاملا هوا تازه ترکیب شده با پنلهای خورشیدی مورد مطالعه قرار گرفته است. عملکرد سالیانه سیستم موجود و سیستم ترکیب شده با پنلهای خورشیدی از نقطه نظر میزان مصرف انرژی و شرایط هوای فراهم شده با استفاده از نرم افزارTRNSYS مورد شبیه سازی و مطالعه قرار گرفته است. در سیستم تغییر یافته، پنلهای خورشیدی یک مبدل حرارتی آب به هوا را در ساعات کاری روز و در طول کل سال تغذیه می نمایند. در این مطالعه به منظور دستیابی به بهترین ترکیب و نوع پنل خورشیدی, سه طرح با نامهای Configuration A یعنی سیستم تهویه ترکیبی با پنلهای خورشیدی unglazed، Configuration B سیستم با پنلهای glazed painted و Configuration C سیستم با پنلهایevacuated tube از نظر تاثیر بر میزان مصرف انرژی و شرایط هوای فراهم شده مورد ارزیابی قرار گرفته اند. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که تمامی طرحهای مورد مطالعه توانایی فراهم نمودن هوای مناسب داخل را بر اساس استانداردهای موجود را دارا بوده ولی عملکرد طرحها از نظر میزان مصرف انرژی نشان میدهد که Configuration A از قابلیت بیشتری برای صرفه جویی در مصرف انرژی برخوردار بوده و لذا برای بکارگیری در سیستم موجود توصیه می شود.https://energy.kashanu.ac.ir/article_113402_c9ae65331667888c9d11c59737afd6d5.pdfدانشگاه کاشانمهندسی و مدیریت انرژی2345-29516420230129Thermoeconomic Analysis and Parametric Study of Geothermal and Biomass Source ORC, Dual Fluid and Hybrid Power Plantsتحلیل ترمواکونومیکی و مطالعه پارامتریک نیروگاههای رانکین سیال آلی، تک سیالی هیبریدی و دو سیالی هیبریدی با منابع انرژی ژئوترمال و بایومس5469113403FAلیلیآریان فردانشگاه محقق اردبیلیمرتضییاریدانشگاه تبریزابراهیمعبدی اقدمدانشگاه محقق اردبیلیJournal Article20230129In this paper, we have continued doing a research project which had done previously. Three types of power plants include an Organic Rankine Cycle (ORC), a Dual-Fluid-Hybrid (DFH) and a single-fluid hybrid-fueled (HYB); were re-modeled. After model validation, thermodynamic studies and exergy analysis were extended for the defined cases using the first and second laws of thermodynamics. Then thermoeconomic analysis by three various parametric capital cost functions was conducted to select the best model accurate. Based on new results, from thermodynamics viewpoint, the HYB plant with cyclohexane is the best option, as it had been concluded already, but the new results show that from the economical view, the DFH plant with R245fa and R236fa are suitable choices. Based on the results of the first step, the DFH plant has better overall performance; thus, in the next step, more and variant organic fluids were evaluated as an operating fluid for its low pressure cycle. It is observed that, in the thermodynamic view, toluene is the best option, and,in the economical view,R236faand toluene are suitable for DFH plants. Through a comprehensive survey, R717 is selected as the best operating fluid for DFH plants.
در این مقاله، در ادامهی پژوهشی که پیشتر انجام شده بود، سه نیروگاه شامل یک چرخهی رانکین سیال آلی، یک چرخهی ترکیبی دوسیاله و یک چرخهی ترکیبی تک سیاله مجدد مدل شدهاند. پس از صحه گذاری مدل، مطالعات ترمودینامیکی و اگزرژی مدلها بسط داده شده و سپس مطالعات ترمواکونومیکی با سه مدل اقتصادی مختلف جهت انتخاب بهترین مدل انجام شده است. همانگونه که پیشتر نیز مشاهده شده بود، از دیدگاه ترمودینامیکی چرخهی ترکیبی تک سیاله با سیال سیکلوهگزان بهترین انتخاب است، اما از دیدگاه اقتصادی سیستمهای ترکیبی دوسیاله با R245fa و R236fa انتخابهای مناسبی هستند. از آنجا که سیستمهای ترکیبی دوسیاله نتایج قابل قبولی داشتند، مطالعات بیشتری در خصوص سیال عاملهای مختلف جهت استفاده در چرخهی فشار پایین آنها انجام شد. مشاهده شد که از دیدگاه ترمودینامیکی تولوئن بهترین انتخاب و از دیدگاه اقتصادی دو سیال R236fa و تولوئن گزینههای مناسبی برای چرخهی فشار پایین سیستم ترکیبی دوسیاله هستند. همچنین با یک مطالعه همه جانبه (فنی – اقتصادی) میتوان اظهار نمود که به این منظور R717 انتخاب مناسبی است.
https://energy.kashanu.ac.ir/article_113403_d2c2fffbda303c257e241efc93c46b58.pdf