انجمن علمی انرژی زمین گرمایی ایران
آزمایشگاه تحقیقاتی متساپ دانشگاه تهرانفصلنامه سیستم های انرژی پایدار2980-86932120221222Development scenarios for electric vehicles in Iran with Dynamic System methodسناریوهای توسعۀ خودروی برقی در کشور ایران با روش پویایی سیستم1179215510.22059/ses.2023.357608.1033FAسامانپیره بابیدانشجوی دکتری، گروه مهندسی انرژیهای تجدیدپذیر، دانشکدۀ مهندسی مکانیک و انرژی، دانشگاه شهید بهشتی تهرانابوالقاسممسیبیپژوهشگر، گروه مهندسی انرژیهای تجدیدپذیر، دانشکدۀ مهندسی مکانیک و انرژی، دانشگاه شهید بهشتی تهرانمجیدزندیدانشیار، گروه مهندسی انرژیهای تجدیدپذیر، دانشکدۀ مهندسی مکانیک و انرژی، دانشگاه شهید بهشتی تهران، ایرانJournal Article20221006In recent years, energy shortage and environmental pollution have greatly promoted the rapid development of electric vehicles in the industry. With the growing importance of environmental issues, replacing fossil fuel sources with renewable energies has become a necessity. A large part of environmental pollution is related to the transportation sector. Replacing fossil fuel vehicles with electric vehicles is a suitable solution to reduce environmental pollution and energy consumption. The development of electric vehicles in Iran has many challenges, such as charging stations, the high price of electric vehicles, low mileage, and most importantly, the cheap price of fuel. Therefore, in this article, the scenarios of the development of electric vehicles in Iran are examined. For this purpose, 4 scenarios are defined in Vensim software. In these scenarios, two important parameters of fuel price and environmental issues are considered. The results show that fuel price reform will lead to faster growth of electric vehicles and the higher the slope of fuel price reform will lead to faster growth of electric vehicles. Also, the results show that the environmental problem alone cannot be the reason for the rapid growth of electric vehicles in Iran, but as a primary parameter, it plays a significant role in the growth of these cars.در سالهای اخیر، کمبود انرژی و آلودگی محیط زیست توسعۀ سریع وسایل نقلیۀ الکتریکی در صنعت را بهشدت ارتقا داده است. با اهمیت روزافزون مسائل زیستمحیطی، جایگزین کردن منابع سوختهای فسیلی با انرژیهای نو به یک ضرورت تبدیل شده است. بخش زیادی از آلودگیهای زیستمحیطی مربوط به بخش حملونقل است. جایگزینی خودروهای با سوخت فسیلی با خودروهای برقی یک راهکار مناسب برای کاهش آلودگیهای زیستمحیطی و کاهش مصرف انرژی است. توسعۀ خودروهای برقی در ایران دارای چالشهای زیادی مانند ایستگاههای شارژ، قیمت زیاد خودروهای برقی، نحوۀ شارژ این خودروها، پیمایش کم و از همه مهمتر، قیمت ارزان سوخت هستند. از اینرو، در این مقاله سناریوهای توسعۀ خودروهای برقی برای 10 سال آینده در ایران بررسی میشود. برای این کار 4 سناریو در نرمافزار Vensim تعریف میشود. در این سناریوها اثر دو پارامتر مهم یعنی قیمت واقعی سوخت و شرکت در طرح تجارت کربن بر توسعۀ خودروی برقی در ایران بررسی شد. نتایج نشان داد واقعی کردن قیمت سوخت منجر به رشد سریعتر خودروهای برقی خواهد شد و هرچه شیب اصلاح قیمت سوخت بیشتر باشد، رشد خودروهای برقی نیز سریعتر خواهد بود. همچنین، نتایج نشان داد مسئلۀ زیستمحیطی بهتنهایی نمیتواند عامل رشد سریع خودروهای برقی در ایران باشد، ولی به عنوان یک محرک اولیه نقش بسزایی در رشد این خودروها دارد. تعداد خودروها در سناریوهایی که قیمت سوخت واقعی است، بیشتر از 2 برابر تعداد خودروها در سناریوهایی است که قیمت سوخت یارانهای است.https://ses.ut.ac.ir/article_92155_c0ebab35c7d1f144719c8a5c89874dc4.pdfانجمن علمی انرژی زمین گرمایی ایران
آزمایشگاه تحقیقاتی متساپ دانشگاه تهرانفصلنامه سیستم های انرژی پایدار2980-86932120221222Economic Optimization of blackout management in electricity distribution networksبهینه سازی اقتصادی مدیریت خاموشی در شبکه های توزیع برق19349265110.22059/ses.2023.357872.1034FAایدینشقاقیکارشناس ارشد، گروه سیستمهای انرژی، دانشکدۀ فناوریهای نوین، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهرانرضادشتیاستاد، گروه سیستمهای انرژی، دانشکدۀ فناوریهای نوین، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهرانJournal Article20221008This article deals with the optimization of blackout management methods in electricity distribution networks. For this purpose, keying methods, the use of distributed production, and load response have been examined from an economic perspective. For this economic analysis, the cost of a power outage, which includes the cost of human resources, vehicles, and undistributed energy, has been calculated. Considering the key role of duration and unsupplied load in the cost of a power outage, outage management solutions have been modeled. Then, the effect of important parameters such as electricity price has been investigated by sensitivity analysis. The proposed model has been implemented in the Big Tehran Electricity Distribution Company. In the first part, the economic modeling of power outages in the distribution network is introduced. The model calculates things like fines set by the government, the cost of human resources, accident vehicles, and the cost of automation of distribution stations. In the second part, fines and temporary energy supply are optimized. Two approaches are considered for the short supply of energy. The first method is demand-based and load-reduction in reward returns. The second method is to purchase power from distributed sources (DGS) in the outage area. In the third part, the sensitivity of the temporary energy supply to the price provided by the distribution company is considered and its effect on optimization is investigated.در این مقاله به بهینهسازی روشهای مدیریت خاموشی در شبکههای توزیع برق میپردازد. به اینمنظور روشهای کلیدزنی، استفاده از تولیدات پراکنده و پاسخگویی بار از منظر اقتصادی مورد بررسی قرار گرفتهاند. جهت این بررسی اقتصادی، هزینۀ قطع برق که شامل هزینۀ منابع انسانی، خودرو و انرژی توزیع نشده است، محاسبه شده است. با ملاحظۀ نقش کلیدی مدتزمان و بار تأمیننشده در هزینۀ قطع برق به مدلسازی راهکارهای مدیریت خاموشی پرداخته شده است. سپس، با تحلیل حساسیت تأثیر پارامترهای مهمی همچون قیمت برق مورد بررسی قرار گرفته است. مدل پیشنهادی در شرکت توزیع برق تهران بزرگ پیادهسازی شده است. در بخش اول، مدلسازی اقتصادی قطع برق در شبکۀ توزیع معرفیشده است. این مدل مواردی مانند جریمههای تعیینشده توسط دولت، هزینۀ منابع انسانی، وسایل نقلیۀ حادثه و هزینۀ اتوماسیون ایستگاههای توزیع را محاسبه میکند. در بخش دوم، جریمهها و تأمین انرژی موقت بهینه شده است. دو رویکرد برای عرضۀ کوتاه انرژی در نظر گرفته شده است. روش اول مبتنی بر تقاضا و کاهش بار در بازده پاداش است. روش دوم خرید نیرو از منابع توزیعشده (DGS) در منطقۀ قطع است. در بخش سوم، حساسیت میزان عرضه انرژی موقت به قیمت ارائهشده توسط شرکت توزیع در نظر گرفته شده و تأثیر آن بر بهینهسازی مورد بررسی قرار گرفته است.https://ses.ut.ac.ir/article_92651_f31be3c0b442653d2bdead51602e1a9e.pdfانجمن علمی انرژی زمین گرمایی ایران
آزمایشگاه تحقیقاتی متساپ دانشگاه تهرانفصلنامه سیستم های انرژی پایدار2980-86932120221222Utilization of electric vehicles as energy storage with the purpose of increasing the profits of the owners and improving the reliability of the distribution systemبهرهبرداری از خودروهای الکتریکی به عنوان ذخیره ساز انرژی با رویکرد افزایش سود مالکان و بهبود شاخص های قابلیت اطمینان سیستم توزیع35519298010.22059/ses.2023.359327.1035FAمحمدبهزادهادیمحقق، دانشکده مهندسی انرژی، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایرانمعینمعینی اقطاعیاستادیار، دانشکده مهندسی انرژی، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایرانحسینیوسفیدانشیار، دانشکده علوم و فنون نوین، دانشگاه تهران، تهران، ایرانJournal Article20221008Today, the utilization of energy storage systems, especially in distribution systems, has a significant impact on improving the performance of the energy system, improving system reliability indicators, and reducing energy system operating costs. Therefore, using these utilities in the energy systems is advantageous. In this paper, the motivations for using electric vehicles as energy storage units are investigated. For instance, we can mention the effect of minimizing system costs from the load point of view. Moreover, in this paper, the effect of electric vehicles in improving the reliability indices, such as the Energy Not Served (ENS) and the System Average Interruption Duration Index (SAIDI) has been investigated. In order to achieve this, a dynamic planning framework has been introduced in a distribution network with the aim of minimizing system costs. After applying the framework presented in the article and modeling the IEEE 34-node sample system, the simulation results show that the network operator improves the network reliability indicators by adjusting the electricity price in such a way that electric car owners can benefit. In this regard, the total amount of ENS of the system is reduced by 11% in centralized mode. Also, the SAIDI index is reduced by 85% in the centralized mode and by 51% in the distributed mode.امروزه، استفاده از سیستمهای ذخیرهساز انرژی، بهخصوص در سیستمهای توزیع، تأثیر بسزایی در بهبود عملکرد سیستم انرژی، بهبود شاخصهای قابلیت اطمینان سیستم و کاهش هزینههای بهرهبرداری سیستم انرژی دارد. از اینرو، بهکارگیری آنها در سیستم انرژی یک مزیت محسوب میشود. در این مقاله انگیزههای استفاده از خودروهای الکتریکی در قالب ذخیرهساز انرژی، بررسی میشود. به عنوان مثال، میتوان به تأثیر کمینه کردن هزینههای سیستم از نظر بار اشاره کرد. همچنین، در این مقاله تأثیر خودروهای الکتریکی در بهبود شاخصهای قابلیت اطمینان، از قبیل شاخص انرژی تأمیننشده (ENS) و شاخص متوسط مدت قطع سیستم (SAIDI) بررسی شده است. جهت حصول این امر یک قالب برنامهریزی پویا در چارچوب یک سیستم توزیعشده با هدف کمینهسازی هزینههای سیستم معرفی شده است. پس از بهکارگیری چارچوب ارائهشده ذیل مقاله و مدلسازی سیستم نمونۀ 34 گرهی IEEE، نتایج شبیهسازی نشان میدهد بهرهبردار شبکه با تنظیم قیمت برق به گونهای که صاحبان خودروهای الکتریکی بتوانند سود کنند، باعث بهبود شاخصهای قابلیت اطمینان شبکه میشود. در این راستا، میزان کل انرژی تأمیننشده توسط سیستم به میزان 11 درصد در حالت متمرکز کاهش مییابد. همچنین، متوسط زمان قطعی سیستم در حالت متمرکز به میزان 85 درصد و در حالت توزیعشده به میزان 51 درصد کاهش مییابد.https://ses.ut.ac.ir/article_92980_7e56ce595a0f4310915a4b6f0194074c.pdfانجمن علمی انرژی زمین گرمایی ایران
آزمایشگاه تحقیقاتی متساپ دانشگاه تهرانفصلنامه سیستم های انرژی پایدار2980-86932120221222Investigation Of The Thermal Performance Of Organic Liquids And Therminol Oils On The Energy Efficiency And Exergy Of The Flat Plate Solar Collectorبررسی عملکرد حرارتی مایعات آلی و روغنهای ترمینول بر راندمان انرژی و اگزرژی کلکتور خورشیدی صفحه مسطح53659440110.22059/ses.2023.360952.1036FAمهتاباحمدیگروه علوم مهندسی، دانشکدۀ فنی و مهندسی شرق گیلان، دانشگاه گیلان، رودسرJournal Article20221008The flat plate solar collector as a heat exchanger is responsible for absorbing the radiant energy of the sun and transferring heat to the working fluid. Water and air are among the most common fluids that flow as the working fluid among these collectors. Considering that efficiency is one of the most important criteria in the evaluation of these collectors, in this study, four fluids from the group of organic liquids and therminol oils were selected and their thermal performance was investigated on the efficiency of a flat plate solar collector. The results obtained in this article show that organic liquids are more efficient compared to therminol oils and have better performance in absorbing heat from the collector and transferring it to the working fluid, and the reason for this is the lower specific heat of organic liquids. It is raised at working temperature. Also, with the increase in the intensity of solar radiation, the energy efficiency and exergy of the collector will decrease and the amount of heat transferred from the working fluid to the collector will increase, and with the increase of the ambient temperature, the exergy efficiency and useful exergy of the collector will decrease. The average values of energy efficiency and exergy due to the choice of working fluid in this design show that organic liquids can be the best working fluid in these type of collectors after water.کلکتور خورشیدی صفحه مسطح به عنوان یک مبدل حرارتی، وظیفۀ جذب انرژی تابشی خورشید و انتقال گرما به سیال عامل را به عهده دارد. آبوهوا از رایجترین سیالاتیاند که به عنوان سیال عامل در میان این کلکتورها جریان دارند. با توجه به اینکه میزان بازدهی از مهمترین معیارها در ارزیابی این کلکتورها است سعی شده تا در مطالعۀ حاضر، چهار سیال از گروه مایعات آلی و روغنهای ترمینول انتخاب و عملکرد حرارتی آنها بر راندمان یک کلکتور خورشیدی صفحه مسطح مورد بررسی قرار گیرد. نتایج بهدستآمده در مقالۀ حاضر، نشان میدهد که مایعات آلی در مقایسه با روغنهای ترمینول دارای راندمان بیشتر و در جذب گرما از کلکتور و انتقال آن به سیال عامل دارای عملکرد بهتری هستند و علت آن نیز پایینتر بودن گرمای ویژۀ مایعات آلی در دمای کاری مطرح شده است. همچنین با افزایش شدت تابش خورشید، راندمان انرژی و اگزرژی کلکتور کاهش و میزان گرمای منتقل شده از سیال عامل به کلکتور افزایش خواهد یافت و با افزایش دمای محیط، راندمان اگزرژی و اگزرژی مفید کلکتور کاهش مییابد.<strong> </strong>مقادیر میانگین راندمان انرژی و اگزرژی بر اثر انتخاب سیال عامل در این طرح نشان میدهد مایعات آلی بعد از آب میتوانند بهترین سیال عامل در این نوع کلکتورها باشند.https://ses.ut.ac.ir/article_94401_f2b69c223d29e56b8f940201c22549e4.pdfانجمن علمی انرژی زمین گرمایی ایران
آزمایشگاه تحقیقاتی متساپ دانشگاه تهرانفصلنامه سیستم های انرژی پایدار2980-86932120231119Sustainable energy supply for medical plant growth using geothermal energy and heat pumpتأمین انرژی پایدار برای رشد گیاهان دارویی با استفاده از انرژی زمینگرمایی و پمپ حرارتی67859476310.22059/ses.2023.367383.1043FAرحیمزاهدیدکترای تخصصی، گروه انرژیهای نو و محیط زیست، دانشگاه تهران، تهران، ایرانآریناعلیپوردانشجوی دندانپزشکی، دانشکدۀ پزشکی، دانشگاه رودن، مسکو، روسیهیگانهصالحیدانشجوی پزشکی نوین، دانشکدۀ فناوریهای نوین، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایرانصباسیفیپزشک عمومی، دانشکدۀ پزشکی، دانشگاه دبرسن، دبرسن، مجارستانمسعوداحمدیپزشک عمومی، دانشکدۀ پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی قم، قم، ایرانابوالفضلاحمدیدانشیار، گروه سیستمهای انرژی، دانشگاه علم و صنعت، تهران، ایرانایدینشقاقیکارشناسی ارشد، گروه سیستمهای انرژی، دانشگاه علم و صنعت، تهران، ایرانعبدالرضازاهدیاستادیار، دانشکدۀ علوم توانبخشی، دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی، تهران، ایرانJournal Article20221008This research simulates a geothermal heat pump system needed to grow hemp plants for medical applications in Ardabil, Iran. Supplying energy for the cultivation of hemp plants can sometimes impose many costs. On the other hand, it is impossible to ignore the release of carbon dioxide to produce energy for the cultivation of this plant. In this regard, in this article, we will check the performance of a geothermal heat pump system and evaluate its output for cultivating the Hemet plant in the greenhouse. The results show that considering the cultivation of industrial hemp twice a year, the equivalent of 17.74 to 26.62 tons of carbon dioxide is saved per hectare. According to the 4 hectares under cultivation in the designed greenhouse, a figure equal to 70.96 to 106.48 tons of carbon dioxide per year is stored due to hemp plant cultivation in the greenhouse. In addition, using a heat pump system equivalent to 6.64 tons of oxide prevents the emission of greenhouse gases through renewable energy, which creates a negative carbon greenhouse system. Also, the heat capacity of the geothermal pump to supply energy to the greenhouse is equal to 570.2 kilowatts, which is dependent on the height and optimal temperature of the greenhouse. With the increase of these design parameters, the required heat capacity also increases.در این پژوهش، یک سیستم پمپ حرارتی زمینگرمایی به منظور تأمین انرژی مورد نیاز پرورش گیاه همپ برای کاربردهای پزشکی در اردبیل شبیهسازی میشود. تأمین انرژی پرورش گیاه همپ در مواقعی میتواند هزینههای زیادی را تحمیل کند. از طرفی، نمیتوان از انتشار کربندیاکسید ناشی از مصرف انرژی برای پرورش این گیاه چشمپوشی کرد. در همین راستا، در این مقاله قصد داریم عملکرد یک سیستم پمپ حرارتی زمینگرمایی را بررسی کنیم و خروجی آن را برای پرورش گیاه همپ در گلخانه مورد ارزیابی قرار دهیم. نتایج نشان میدهد با در نظر گرفتن 2 بار کشت گیاه همپ صنعتی در هر سال، معادل 74/17تا 62/26 تن کربندیاکسید در هر هکتار ذخیره میشود. با توجه به 4 هکتار زیر کشت محصول در گلخانه طراحی شده، رقمی معادل 96/70 تا 48/106 تن در سال کربندیاکسید در نتیجۀ کشت گیاه همپ در گلخانۀ مورد نظر ذخیره میشود. علاوه بر این، استفاده از سیستم پمپ حرارتی زمینگرمایی معادل 64/6 تن کربندیاکسید به واسطۀ استفاده از انرژیهای تجدیدپذیر از انتشار گازهای گلخانهای جلوگیری به عمل میآورد که این باعث تشکیل یک سیستم گلخانهای کربن منفی میشود. همچنین، ظرفیت پمپ حرارتی زمینگرمایی برای تأمین انرژی گلخانه برابر با 2/570 کیلووات است که این مقدار وابسته به ارتفاع و دمای مطلوب گلخانه است و با افزایش این پارامترهای طراحی، ظرفیت مورد نیاز پمپ حرارتی نیز افزایش پیدا میکند.https://ses.ut.ac.ir/article_94763_c7c6a093f64ca8e0a86ea58abe19ae7d.pdfانجمن علمی انرژی زمین گرمایی ایران
آزمایشگاه تحقیقاتی متساپ دانشگاه تهرانفصلنامه سیستم های انرژی پایدار2980-86932120231119Water-Energy-Environment Nexus Assessment: Phycoremediation, Biofuel Production, and Carbon Capture Using Microalgaeتحلیل پیوند آب، انرژی و محیط زیست در تصفیۀ پساب، تولید سوخت زیستی و تثبیت کربن با استفاده از میکروجلبکها87999476410.22059/ses.2023.365967.1040FAسپیدهعابدیگروه مهندسی انرژیهای تجدیدپذیر، دانشکدۀ مهندسی مکانیک و انرژی، دانشگاه شهید بهشتیآرزواحمدی نیاگروه مهندسی انرژیهای تجدیدپذیر، دانشکدۀ مهندسی مکانیک و انرژی، دانشگاه شهید بهشتیسجادعیدی پورگروه مهندسی انرژیهای تجدیدپذیر، دانشکدۀ مهندسی مکانیک و انرژی، دانشگاه شهید بهشتیJournal Article20221022This study analyzes the water-energy-environment nexus by simultaneously evaluating the potential of microalgae for phycoremediation, biofuel production, and carbon capture. The LEAP software was employed to investigate the treatment and biodiesel production capacity. The impact of replacing biofuel in the urban public transportation system, considering different mixing ratios of biodiesel including B5, B10, B20, and B50, was also studied using EnergyPLAN software. The results showed that the produced biodiesel with these ratios could provide 4.25%, 8.58%, 17.43%, and 45.78% of the total annual energy requirement, respectively. These replacement rates correspond to a reduction of 2.9%, 5.9%, 12.7%, and 31.7% in CO<sub>2</sub> emissions. Furthermore, assuming a 5% annual growth rate in the input of the wastewater treatment plant, after 12 years, the proposed model can reduce the annual carbon emission costs by $414 million while meeting 46% of the annual energy demand using B50 and decrease annual CO<sub>2</sub> emissions by 32%.همبست آب، انرژی، غذا و محیط زیست و ضرورت حفظ این منابع برای ادامۀ حیات به ایجاد امنیت پایدار در سیستمهای انرژی میانجامد. در این مطالعه به تحلیل پیوند آب، انرژی و محیط زیست در تولید سوختهای زیستی نسل سوم با استفاده از کشت ریزجلبکها در پسابهای شهری با هدف تصفیۀ زیستی، تولید سوخت و تثبیت کربن پرداخته شده است. در این زمینه، ضمن بررسی تأثیر ظرفیت تصفیۀ زیستی پساب با استفاده از گونۀ جلبکی بر بازیابی منابع آبی در محیط نرمافزار LEAP، اثر جایگزینی سوخت تولیدی در سیستم حملونقل عمومی شهری بر میزان انتشار آلایندهها با لحاظ نسبتهای اختلاط مختلف گازوئیل با بیودیزل (شامل B5، B10، B20، B50) با استفاده از نرمافزار ENERGYPLAN مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل نشان داد بیودیزل تولیدی در نسبتهای یادشده بهترتیب 25/4، 58/8، 43/17 و 78/45 درصد از کل انرژی مورد نیاز سالانه را تأمین خواهد کرد. این میزان جایگزینی بهترتیب معادل کاهش 9/2، 9/5، 7/12 و 7/31 درصد در میزان انتشار CO<sub>2</sub> است. همچنین با لحاظ نرخ رشد سالانۀ 5 درصد افزایش در ورودی تصفیهخانۀ فاضلاب، پس از 12 سال میتوان ضمن تأمین تقاضای 46 درصد انرژی مورد نیاز سالانه از محل B50 و کاهش انتشار سالانه 32 درصد دیاکسید کربن، مدل پیشنهادی میتواند به کاهش 414 میلیون دلاری در هزینۀ انتشار کربن منجر شود.https://ses.ut.ac.ir/article_94764_e1c48bc13fe6157c2886db234af13307.pdf