سیاست گذاری پیشرفت شهری

سیاست گذاری پیشرفت شهری

بهینه‌سازی سیستم گرمایش خورشیدی جهت گرمایش فضاهای شهری و آبگرمکن خانگی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 استادیار، گروه حکمرانی انرژی، دانشگاه تهران، تهران، ایران
2 استاد، گروه انرژی‌های نو و محیط زیست، دانشگاه تهران، تهران، ایران
3 کارشناسی مهندسی پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی آزاد، تهران، ایران
4 دکترای جغرافیا و برنامه‌ریزی شهری، دانشکدۀ علوم انسانی، دانشگاه آزاد اسلامی، سمنان، ایران
5 دکترای مهندسی برق، دانشکدۀ مهندسی برق، دانشگاه علم و صنعت، تهران، ایران
6 کارشناسی ارشد معماری سیستم‌های کامپیوتری، دانشکدۀ مهندسی کامپیوتر، دانشگاه خواجه نصیر، تهران، ایران
7 دانشیار، گروه مهندسی سیستم‌های انرژی، دانشگاه علم و صنعت، تهران، ایران
چکیده
با توجه به صنعتی شدن کشورها و افزایش جمعیت شهرنشینی، بشر نیاز مبرمی به انرژی دارد. طی چند دهۀ اخیر، بشر برای تحقق این امر روی به استفاده از سوخت‌های فسیلی آورده که باعث ورود گازهای گلخانه‌ای به جو زمین و افزایش دمای کرۀ زمین شده است که این امر مخاطرات طبیعی بسیاری از جمله تغییر اقلیم آب‌و‌هوا و به خطر افتادن زیستگاه جانداران را در پی دارد. دو نگرانی عمده در مورد سوخت‌های فسیلی وجود دارد؛ کاهش سریع آن‌ها و سهم آن‌ها در افزایش گرمایش جهانی. انرژی خورشیدی یکی منابع تجدید‌پذیر در دسترس و تمام‌نشدنی است که می‌تواند جایگزین مناسبی برای سوخت‌های فسیلی باشد و آلودگی‌های به مراتب کمتری ایجاد کند. در این مقاله ابتدا به معرفی و بررسی یک سیستم حرارتی ـ خورشیدی پرداخته شده است. سپس، توسط نرم‌افزار TRNSYS و افزونه‌های آن به مدل‌سازی یک سیستم حرارتی ـ خورشیدی ترکیبی با سیال‌کاری مایع پرداخته شده است. در نهایت، با استفاده از برنامۀ GENOPT سیستم را بهینه‌سازی کرده و نتایج را برای سیستم بهینه به دست آورده و در مورد آن‌ها بحث شده است.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

Optimization of solar heating system for heating urban spaces and domestic water heating

نویسندگان English

Rahim Zahedi 1
Hossein Yousefi 2
Melika Asgharzadeh 3
Fatemeh Shams 4
Sareh Daneshgar 5
Sahand Heidary 6
Abolfazl Ahmadi 7
1 Assistant Professor, Department of Energy Governance, University of Tehran, Tehran, Iran
2 Professor, Department of New Energy and Environment, University of Tehran, Tehran, Iran
3 BSc in Medical Engineering, Azad University of Medical Sciences, Tehran, Iran
4 PhD in Geography and Urban Planning, Faculty of Humanities, Islamic Azad University, Semnan, Iran
5 PhD in Electrical Engineering, Faculty of Electrical Engineering, University of Science and Technology, Tehran, Iran
6 MSc in Computer Systems Architecture, Faculty of Computer Engineering, Khajeh Nasir University, Tehran, Iran
7 Associate Professor, Department of Energy Systems Engineering, Iran University of Science and Technology, Tehran, Iran
چکیده English

With the industrialization of countries and the increase in urban population, humanity has an urgent need for energy. Over the past few decades, to address this necessity, humans have increasingly relied on fossil fuels. This reliance has resulted in the emission of greenhouse gases into the Earth's atmosphere, leading to global warming. Consequently, numerous natural hazards, such as climate change and the endangerment of habitats, have arisen. Two major concerns regarding fossil fuels are their rapid depletion and their significant contribution to global warming. Solar energy, as a renewable, abundant, and inexhaustible resource, offers a viable alternative to fossil fuels, producing considerably less pollution. In this study, we first introduce and analyze a thermal-solar system. Subsequently, using the TRNSYS software and its associated plugins, we model a hybrid thermal-solar system employing a liquid working fluid. Finally, the system is optimized using the GENOPT program, and the results for the optimized system are obtained and discussed

کلیدواژه‌ها English

Residential Solar System
Energy Optimization
Urban Space Heating
Solar Water Heater
Renewable Energy Efficiency
  1. Noorollahi Y, Zahedi R, Ahmadi E, Khaledi A. Low carbon solar-based sustainable energy system planning for residential buildings. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2025;207:114942. https://doi.org/10.1016/j.rser.2024.114942
  2. Zahedi R, Abdoos M, Shahee A, Aslani A, Yousefi H. Technical, economic and environmental assessment of carbon capture from thermal power plants and convert it into value added concrete material. Emergent Materials. 2024:1-12. https://doi.org/10.1007/s42247-024-00809-8
  3. Khah MV, Zahedi R, Eskandarpanah R, Mirzaei AM, Farahani ON, Malek I, et al. Optimal sizing of residential photovoltaic and battery system connected to the power grid based on the cost of energy and peak load. Heliyon. 2023. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2023.e14414
  4. Antoniadis CN, Martinopoulos G. Optimization of a building integrated solar thermal system with seasonal storage using TRNSYS. Renewable Energy. 2019;137:56-66. https://doi.org/10.1016/j.renene.2018.03.074
  5. Tayefeh A, Aslani A, Zahedi R, Yousefi H. Reducing energy consumption in a factory and providing an upgraded energy system to improve energy performance. Cleaner Energy Systems. 2024:100124. https://doi.org/10.1016/j.cles.2024.100124
  6. Zahedi R, Gitifar A, Ahmadi A. Case study and modeling of energy consumption of buildings on an urban scale using MATLAB software. 2022. https://doi.org/10.22059/ses.2023.340522.1003
  7. Ghodrati A, Bahmanyar S, Orouji S, Zahedi R, Ahmadi A. Modeling of 1 MW Solar Power Plant in Chabahar Using RETScreen Software. 2024. https://doi.org/10.22059/ses.2024.376593.1068
  8. Zahedi R, Mohseni E, Sadeghitabar E, Ahmadi A, Ranjbar N, Shaghaghi A, et al. Optimum planning of hybrid microgrid system connected to the grid using Homer software for Ahvaz city. 2023. https://doi.org/10.22059/ses.2024.370277.1049
  9. Abdous M, Aslani A, Noorollahi Y, Zahedi R. Design and analysis of zero-energy and carbon buildings with renewable energy supply and recycled materials. Energy and Buildings. 2024:114922. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2024.114922
  10. Shoaei M, Aslani A, Zahedi R. Environmental analysis and comparison of the conventional and fractal glass textured surface photovoltaic panels. Sustainable Energy Research. 2024;11(1):27. https://doi.org/10.1186/s40807-024-00121-3
  11. Zahedi R, Aslani A, Yousefi H, Noorollahi Y, Astaraei FR. Water, Energy, Food, and Environment Nexus for Achieving Sustainable Transition, Addressing Gaps, and Implementing Solutions for Global and Iranian Cases. Energy Science & Engineering. 2024. https://doi.org/10.1002/ese3.1950
دوره 1، شماره 1
زمستان 1403
صفحه 1-17

  • تاریخ دریافت 30 مهر 1403
  • تاریخ بازنگری 30 آبان 1403
  • تاریخ پذیرش 30 آذر 1403
  • تاریخ انتشار 15 دی 1403