مطالعۀ فنی و اقتصادی استفاده از سیستم فتوولتاییک پشت‌بام، پنجرۀ فتوولتاییک و مواد تغییرفازدهنده؛ مطالعۀ موردی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد مهندسی سیستم‌های انرژی، دانشکدۀ مکانیک و انرژی، دانشگاه شهید بهشتی تهران

2 دانشیار، دانشکدۀ مکانیک و انرژی، دانشگاه شهید بهشتی تهران

10.22059/ses.2023.355436.1027

چکیده

ساختمان‌ها بیشترین سهم مصرف سبد انرژی کشورها را به خود اختصاص می‌دهند، بنابراین مقایسۀ راهکارهای مختلف کاهش‌دهندۀ مصرف انرژی در ساختمان‌ها بسیار راهبردی است. از راهکارهای تولید انرژی در ساختمان، استفاده از سیستم فتوولتاییک پشت‌بام و پنجره‌های فتوولتاییک است و استفاده از مواد تغییرفازدهنده در دیوارهای جانبی ساختمان جزء راهکارهای کاهش‌دهندۀ مصرف انرژی است. در این مقاله تولید برق با استفاده از سیستم فتوولتاییک پشت‌بام، پنجره‌های فتوولتاییک و کاهش مصرف انرژی از طریق مواد تغییرفازدهنده برای تأمین انرژی، مورد مقایسه قرار گرفته است. نتایج بررسی‌ها نشان می‌دهد کاهش مصرف برق برای پنل‎های پشت‌بام، پنجره‌های فتوولتاییک و مواد تغییرفازدهنده به‌ترتیب 5/11، 4/1 و 1/2‌ درصد است. همچنین، احداث نیروگاه پشت‌بام و مصرف انرژی الکتریکی تولیدی نیروگاه، در مقایسه با فروش انرژی به وزارت نیرو بر اساس وضعیت اقتصادی کنونی ایران و نرخ تعرفه‌های سال 1400 این وزارتخانه مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان می‌دهد در شرایط فعلی احداث و فروش برق نسبت به استفاده در ساختمان توجیه اقتصادی بهتری دارد و دورۀ بازگشت سرمایه 3/6 سال حاصل می‌شود.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Technical and economic study of rooftop PV system, PV window, and PCM; A case study in Ilam, Iran

نویسندگان [English]

  • Amir Hossein Heydari 1
  • Ramin Haghighi Khoshkhoo 2
1 Master of Science, Energy Systems Engineering, Faculty of Mechanical and Energy Engineering, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran
2 Associate Professor, Faculty of Mechanical and Energy Engineering, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran
چکیده [English]

Buildings represent the largest energy-consuming sector; thus, exploring methods to decrease energy consumption within them is of utmost importance. Two energy-generating solutions within buildings are rooftop photovoltaic (PV) systems and PV windows. Additionally, incorporating Phase Change Materials (PCM) into building walls presents an energy-saving solution. This research compares the reduction of energy consumption through PCM with electricity generation via rooftop PV systems and PV windows. Results indicate that reductions in electricity consumption for rooftop PV, PV windows, and PCM are 11.5%, 1.4%, and 2.1%, respectively. Furthermore, an economic analysis was conducted on the energy produced by the photovoltaic power plant for sale to Iran’s Ministry of Energy. Findings reveal that under the condition of selling electricity, the payback period for a rooftop PV system is 6.3 years.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Electricity
  • Energy Economy
  • Photovoltaic Window
  • Phase Change Materials
  • Rooftop PV System

مراجع

  • Khazaee, M., et al., Assessment of renewable energy production capacity of Asian countries: a review. New Energy Exploitation and Application, 2022. 1(2): p. 25-41.
  • Kannan, D., et al., A hybrid approach based on MCDM methods and Monte Carlo simulation for sustainable evaluation of potential solar sites in east of Iran. Journal of Cleaner Production, 2021. 279: p. 122368.
  • Cucchiella, F., I. D'Adamo, and S.L. Koh, Environmental and economic analysis of building integrated photovoltaic systems in Italian regions. Journal of Cleaner Production, 2015. 98: p. 241-252.
  • Heydari AH. SWOT Analysis of Solar Energy Use in Desert Areas of Iran. Journal of Sustainable Energy Systems 20221;(2):161-73. [Persian]
  • Tudisca, S., et al., Economic analysis of PV systems on buildings in Sicilian farms. Renewable and sustainable energy reviews, 2013. 28: p. 691-701.
  • Akinsipe, O.C., D. Moya, and P. Kaparaju, Design and economic analysis of off-grid solar PV system in Jos-Nigeria. Journal of Cleaner Production, 202: 287: p. 1. 125055.

 

  • Shukla, A.K., K. Sudhakar, and P. Baredar, Design, simulation and economic analysis of standalone roof top solar PV system in India. Solar Energy, 2016. 136: p. 437-449.
  • Ordóñez Mendieta, Á.J. and E.S. Hernández, Analysis of PV Self-Consumption in Educational and Office Buildings in Spain. Sustainability, 2021. 13(4): p. 1662.
  • Gholami, H., et al., Lifecycle cost analysis (LCCA) of tailor-made building integrated photovoltaics (BIPV) façade: Solsmaragden case study in Norway. Solar Energy, 2020. 211: p. 488-502.
  • Dusonchet, L. and E. Telaretti, Comparative economic analysis of support policies for solar PV in the most representative EU countries. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2015. 42: p. 986-998.

 

  • Heydari, A.H. and R. Haghighi Khoshkhoo, Techno-economical analysis of DSF, BIPV and PCM in administrative buildings in four climates of Iran. International Journal of Ambient Energy, 2022. 43(1): p. 8474-8485.
  • Saxena, R., D. Rakshit, and S. Kaushik, Experimental assessment of Phase Change Material (PCM) embedded bricks for passive conditioning in buildings. Renewable Energy, 2020. 149: p. 587-599.
  • 2021; Available from: http://www.satba.gov.ir/fa/guidance/guidance/guidance1.
  • The Ilam Power Distribution Company. 2021; Available from: https://eserv.bargh-ilam.ir/Home/login.
  • 2021; Available from: https://www.pvsyst.com/.
فصلنامه سیستم های انرژی پایدار
دوره 1، شماره 4
مهر 1401
صفحه 341-354

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار