تولید انرژی (مقاله رایگان pdf)

چکیده
            این مقاله در درجه اول در نظر دارد یک GIS (سیستم اطلاعات جغرافیایی) مبتنی بر روش داده کاوی را برای انتخاب بهینه مکان و تعیین ظرفیت تجهیزات نصب شده به منظور راه اندازی سیستم های تولید برق زیست توده پراکنده در زمینه برنامه ریزی انرژی غیرمتمرکز را برای مناطق روستایی توسعه دهد. مکان های بهینه در یک گروه از روستاها توسط تطبیق ظرفیت ثابت موردنیاز با تقاضای برق برای به حداقل رساندن هزینه های انتقال انرژی زیست توده ای از منابع پراکنده به سیستم تولید برق و هزینه های توزیع برق از سیستم تولید برق به مراکز تقاضا یا روستاها بدست می آیند. این روش که استفاده از آن مورد تایید قرار گرفته است، برای توسعه یک طرح بهینه به منظور اجرای سیستم های قدرت مبتنی بر زیست توده پراکنده برای رفع نیازهای برق روستایی منطقه تومکور در هند که متشکل از 2700 روستا اجرا شده است. روش الگوریتم خوشه بندی K-medoid  کل ناحیه را به خوشه هایی از روستاها تقسیم می کند و سیستم های تولید برق زیست توده ای را در medoid ها قرار می دهد . مقدار بهینه k با تکرار اجرای الگوریتم در کل فضای جستجو برای مقادیر مختلف k همراه با تطبیق محدودیت های عرضه درخواستی تعیین می شود. مقدار بهینه k بطوری انتخاب شده است که کل هزینه نصب سیستم، هزینه های انتقال زیست توده ای و انتقال و توزیع را به حداقل برساند. یک منطقه کوچکتر، شامل 293 روستا برای مطالعه حساسیت نتایج به پارامترهای عرضه و تقاضای متفاوت انتخاب شده بود. نتایج حاصل از خوشه بندی بر روی یک نقشه GIS برای این منطقه ارائه شده اند.

سیستم ذخیره ساز انرژی باتری (مقاله رایگان pdf)

چکیده
              در سال 2008 ایالت هاوایی ابتکار انرژی پاک را با هدف تامین 70 درصد از انرژی مورد نیاز خود از انرژی پاک تا سال 2030 آغاز کرد. ( 40 درصد از انرژی تجدیدپذیر و 30 درصد از بازده انرژی) سیستم ذخیره ساز انرژی باتری کنترل پذیر (BESS) میتواند برای مدیریت کردن منابع تجدیدپذیرِ متناوب بر روی سیستم نیرو استفاده شوند تا هم به جریان و هم مسائل سطح سیستم رسیدگی کنند. نتایج شبیه سازی و تجربی از اجرای یک الگوریتم جدید برای شارژ کردن و دِشارژ کردن سیستم با استفاده از اطلاعات شبکه ی واقعی برای کنترل کردن یک BESS برای هدف peak load shaving (اصلاح اوج جریان بار /کاهش استفاده از بار در زمان اوج مصرف و ذخیره کردن آن)، صاف کردن منحنی نیرو و تنظیم ولتاژ منتقل کننده ی توزیع در دسترس هستند. دو هدف بهینه سازی برای پیک سایی بار وجود دارند که در آنها روش پیش بینی بار استفاده شده است. برنامه ی BESS برای تنظیم ولتاژ آزمایش شده و با آزمون های مختفی آنالیز شده و نتایج مشاهده و بحث شده اند.

کاربردهای ریزشبکه (مقاله رایگان pdf)

چکیده

             یک ریزشبکه (MG) یک نهاد محلی است که متشکل از منابع انرژی توزیع شده (DERs)برای دستیابی به قابلیت اطمینان توان محلی و استفاده از انرژی پایدار است. مفهوم ریزشبکه (MG) یا فن آوریهای انرژی تجدید پذیر در ترکیب با سیستمهای ذخیره انرژی (ESS)  علاقه و محبوبیت فزاینده‌ای را کسب کرده‌اند، به این دلیل که می‌تواند انرژی را در ساعات خارج از اوج ذخیره کند و در ساعات اوج انرژی را تأمین نماید. با این حال، فن آوری سیستمهای ذخیره انرژی (ESS)  موجود به دلیل مسائل مختلفی از قبیل شارژ / تخلیه، ایمنی، قابلیت اطمینان، اندازه، هزینه، چرخه عمر و مدیریت کلی با مشکلات مختلفی مواجه است. بنابراین، یک سیستم ذخیره انرژی (ESS)  پیشرفته با توجه به ظرفیت، محافظت، رابط کنترل، مدیریت انرژی و ویژگیهای آن برای بهبود عملکرد ESS در کاربردهای ریزشبکه لازم است. این مقاله، انواع فن آوریهای سیستم ذخیره انرژی (ESS)  ، ساختارهای سیستم ذخیره انرژی (ESS)  و همچنین پیکره بندی، طبقه بندی، ویژگیها، تبدیل انرژی و فرایند ارزیابی را به طور جامعی بررسی می‌کند. علاوه براین، جزئیات مربوط به مزایا و معایب سیستم ذخیره انرژی (ESS)  در کاربردهای ریزشبکه بر اساس فرایند تشکیل انرژی، انتخاب مواد، مکانیسم انتقال نیرو، ظرفیت، کارآیی و دوره چرخه مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. بررسی‌های موجود، فن آوریهای فعلی را برای ESS  در کاربردهای ریزشبکه (MG)  به طور انتقادی نشان می‌دهد. با این حال، مدیریت بهینه ESS ها برای عملکرد مؤثر ریزشبکه (MG)  همچنان به عنوان یک چالش در شبکه‌های سیستم قدرت مدرن باقی می‌ماند. این بررسی همچنین با توصیه‌های ممکن برای توسعه بیشتر ESS در برنامه‌های آتی ریزشبکه (MG)  ، بر عوامل کلیدی، مسائل و چالشها تاکید می‌کند. همه بینشهای مورد تاکید در این بررسی به طور قابل توجهی به تلاش روز افزون نسبت به توسعه یک مدل ESS مقرون به صرفه و کارآمد با یک چرخه عمر طولانی برای اجرای یک ریزشبکه (MG) پایدار کمک می‌کند. 

نمک مذاب (مقاله رایگان pdf)

چکیده

          ذخیره سازی نمک مذاب در حال حاضر برای نیروگاه های متمرکز سازی توان خورشیدی (CSP)، به صورت تجاری در دسترس است تا اجازه دهد توان خورشیدی بر اساس تقاضا تولید شود و از منابع تجدید پذیر متغیر مانند باد و فتوولتائیک پشتیبانی نماید. اولین نیروگاه های CSP که با ذخیره نمک مذاب به صورت تجاری راه اندازی شده اند، از متمرکز کننده های سهمی وار استفاده کرده اند به طور مثال نیروگاه Andalsol-1. نوع جدیدی از نیروگاه ذخیره سازی که اکنون به وضعیت تجاری در آمده است که برج نیروی Torresol Gemasolar با نیروی 9/19 مگاوات و با 15 ساعت ذخیره سازی نمک مذاب، در ماه می 2011 در اسپانیا به صورت آنلاین وارد بازار شده است. مزایای سیستم های ذخیره برج نیرو شامل  حذف روغن برای انتقال حرارت و مبادله کننده حرارتی مربوطه، نیاز به نمک کمتر، کارآیی بالاتر سیکل بخار، سازگاری بهتر با خنک کننده های هوا، بهبود عملکرد در زمستان، و ساده تر شدن الگوهای لوله کشی  است. پیشرفتهای دیگر در این زمینه شامل بهبود خصوصیات حرارتی نمکهای مذاب و توسعه راه حلهای ذخیره انرژی در یک مخزن می باشد. پیشرفت های اخیر در تکنولوژی ذخیره سازی نمک مذاب با ارتقا به صورت برنامه ریزی شده با شروع ساخت نیروگاه 110 مگاواتی تا آگوست 2011 در نوادا توسط شرکت solarreserve  است. پیشرفت‌های دیگر شامل بهبود خصوصیات حرارتی نمک‌های مذاب و بهبود راه حل‌های ذخیره‌سازی در یک مخزن است. با این پیشرفت‌ها، به زودی CSP برای آماده کردن نیروی خورشیدی قابل ارسال، با ظرفیتی جهت آماده سازی ذخیره سازی انرژی برای 100 درصد شبکه‌های نیروی برق تجدید پذیر در کشورهای کمربندی خورشیدی ادامه می‌دهد.

سیستم مدیریت انرژی (مقاله رایگان pdf)

چکیده

         در این مقاله, یک سیستم مدیریت انرژی مبتنی بر سیستم چند عامله (EMS) برای پیاده سازی یک ریزشبکه هیبرید PV-کوچک آبی (MG) در ارتفاع بالا ارائه می شود. بر اساس اطلاعات محلی، منابع تولید توزیع شده (DG) در MG از طریق EMS برای رسیدن به عملکرد کارآمد و پایدار سیستم کنترل می شوند. مناقصه مجازی برای ایجاد سریع برنامه ریزی عملیات سیستم و ذخیره ظرفیت استفاده می شود. علاوه بر این، اعزام های توان در زمان واقعی از طریق کنترل پیش بینی مدل برای تعادل در تقاضای بار و تولید توان در MG انجام می شود. مدل دینامیکی و استراتژی مدیریت انرژی MG در یک پلت فرم شبیه سازی مشترک در زمان واقعی RTDS-PXI شبیه سازی می شود. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که مدیریت انرژی پیشنهادی و استراتژی کنترل بهینه را می توانند به طور بهینه منابع DG را در MG برای رسیدن به عملیات های اقتصادی و امن کل سیستم اعزام نمایند.

تولید انرژی باد و موج (مقاله رایگان pdf)

چکیده

        به خاطر افزایش تقاضا در استفاده از محدوده اقیانوس برای تولید انرژی و غذا، استفاده های چند منظوره از نواحی دریایی دارای اهمیت بوده است. در اینجا، یک طرح متحرک قابل شناور جدید وجود دارد که مبدل های انرژی بادی و موجی را مرتبط نموده و برحسب قابلیت پایداری زیست محیطی بررسی شده است. LCA به عنوان روش شناسایی، برای ارزیابی ظرفیت های زیست محیطی محصول/کارایی شامل تمامی مراحلی که تجربه می نمایند، بوده است که آنها را به ابزاری عالی برای تعیین ظرفیت های زیست محیطی سیستم های انرزی تجدیدپذیر تبدیل می کند به خاطر اینکه در طول عملیات به طور قابل ملاحظه ای کمتر تحت فشار قرار گرفته اند. در این بررسی، LCA در مزرعه تولید انرژی ، تشکیل شده از سکوهای چند کاربرده بادهای غیرساحلی، اجرایی شده است. نتایج نشان داده اند که تولید این سکوها به عنوان منبع اصلی آلودگی بوده است. در مرحله تولید، قسمت های ثابت و متحرک و نقطه مهار کردن دارای سهم اصلی بوده و WEC ها دارای سهم کوچکی بوده اند. مصرف مواد به عنوان منبع اصلی برای ظرفیت ها در طول سلسله مراحل سیستم بوده و در نتیجه نسبت های بازیافت در انتهای طرح های موجود در نظر گرفته شده و تحت برخورد نتایج کلی بوده اند. پیاده سازی مفهوم شناور چندمنظوره برای موقعیت های مختلف نتایجی متفاوت را ارائه می دهد که با عامل ظرفیت و فاصله ها تغییر می نماید. مقایسه بین سیستم های نیمه شناور و سکوهای با SPAR همراه با نتایجی قابل مقایسه برحسب ظرفیت های زیست محیطی و همچنین مصرف مواد به پایان رسیده است.

مدیریت تقاضا (مقاله رایگان pdf)

چکیده:

           نفوذ زیاد انرژی باد در سیستم های قدرت، باعث بروز برخی مسائل مانند رمپ کردن و عدم تناسب بین توان باد و توان درخواستی می شود. یکی از راه حل های ممکن برای این مسائل، مدیریت تقاضا (DSM) است. در این مقاله، توزیع اقتصادی پویا (DED) با استفاده از سطوح مختلف توان باد و استفاده از DSM پیشنهاد شده است تا مسائل مربوط به نفوذ بالای توان باد را حل کند. تأثیر استفاده از DSM بر هزینه عملیات همراه با تست‌های متفاوت مورد بحث قرار گرفته است. سیستم مدل کردن جبری (GAMS) با استفاده از BARON به عنوان حل کننده و الگوریتم ژنتیک (GA) با عملکرد ترکیبی برای حل مدل پیشنهادیDED مورد استفاده قرار می گیرد و مقایسه آن ها ارزیابی می شود. مدل پیشنهادی به یک سیستم از نسل شش واحدی برای آزمایش تاثیرگذاری مدل پیشنهادی اعمال می شود.

سیستم انرژی بهره ور (مقاله رایگان pdf)

چکیده

         یک مرکز داده  مکانی جهت نگهداری تجهیزات کامپیوتری است. تخمین زده می‌شود که هر دو سال نرخ حرارت تولید شده در مرکز داده دو برابر شده و در کنار آن ناتوانی در سرد کردن سیستم رو به افزایش است. در همین حال مصرف انرژی مرکز داده رو به رشد است و هزینه بالایی برای مصرف انرژی در سیستم سرمایش در مقایسه با تامین تجهیزات می‌گردد. در نتیجه تمایل به صرفه‌جویی انرژی در بخش سرمایش رو به فزونی است. در این مقاله، به سراغ دو سیستم اولیه سرمایش آزاد  به نام‌های صرفه‌جوی هوایی  و صرفه‌جوی آبی  رفتیم. یک سیستم سرمایش آزاد در زمانی که شرایط جوی متناسب با مقررات سرمایشی ASHRE باشد، هوای بیرون را که با زور وارد مرکز شده است مورد مصرف قرار می‌دهد. علاوه بر آن، با استفاده از ابزار تحلیل‌گر تجهیزات سرمایشی تریس بررسی و شبیه‌سازی تخمینی صورت گرفت. در این مطالعه، مصرف انرژی در یک مرکز داده با سیستم سرمایشی متداول مورد مقایسه با صرفه‌جوی هوایی و صرفه‌جوی آبی در سه منطقه مختلف شیکاگو ، آتلانتا  و فونیکس  قرار گرفت. با توجه به این مسئله که در هر سه منطقه هوای بیرون در بیشتر سال خنک می‌باشد. نتایج حاصل نشان داده است که استفاده از هر دو سیستم صرفه‌جوی کاهش مصرف انرژی و هزینه نسبت به سیستم‌ متداول را در پی دارد. استفاده از سیستم صرفه‌جو اجازه می‌دهد تا تحت شرایط مطلوب جوی، خنک‌کننده خاموش شده و یا مصرف انرژی آن کاهش یابد. نتایج نشان می‌دهند که صرفه‌جوی آبی همواره عملکرد بهتری نسبت به صرفه‌جوی هوایی دارد که باعث بهبود چشمگیر بازدهی و هزینه‌ها در مرکز داده می‌شود. نسبت کارایی  سیستم‌های متداول، صرفه‌جوی هوایی و صرفه‌جوی آبی به ترتیب 50%، 76% و 79% است که نشان می‌دهد سیستم‌های صرفه‌جو نسبت به سیستم متداول از لحاظ اقتصادی به صرفه‌تر هستند.

سیستم های خنک کننده (مقاله رایگان pdf)

خلاصه اجرایی

       در اقلیم های خاص، برخی سیستم های خنک کننده با فعالیت در حالت صرفه جویی می توانند بیش از 70 درصد در هزینه های سالانه انرژی صرفه جویی کنند، که برابر با بیش از 15 درصد کاهش در PUE سالانه است. اما، حداقل 17 نوع متفاوت حالت صرفه جویی با تعاریف صنعتی غیردقیق وجود دارند که مقایسه، انتخاب یا تعیین آنها را سخت می کند. این مقاله، اصطلاحات و تعاریفی برای انواع مختلف حالات صرفه جویی فراهم می کند و عملکرد آنها را در برابر ویژگی های مرکز داده اصلی مقایسه می کند. 

پردازنده های سوخت (مقاله رایگان pdf)

چکیده

           پردازنده های سوخت (FPs) با پردازنده سلول های سوختی (FCS) تولید برق در محل یکپارچه شده اند. فن آوری فرآیند که در FP ها به کار گرفته شده است  باید به درستی و بر اساس ویژگی های سوخت و تحمل ناخالصی و مشخصات عملیاتی انتخاب شوند. پارامترهای شیمیایی، حرارتی و فرایند مورد نظر برای اطمینان از ادغام FP-FC نیاز به توجه دقیق و به موقع دارند. شیمی و مهندسی واکنش کاتالیستی تولید H2 در FP ها و استفاده از آن در electrocatalysis چالش های عمده ای فراهم می کند. تنظیمات راکتور، میزان کوچک بودن شان و هیدرودینامیک داخلی آن ها و سایر عوامل طراحی برای یکپارچه سازی مناسب نیاز است که در نظر گرفته شود. این مقاله در حال حاضر دانش مهندسی در یکپارچه سازی FP ها را بیان می کند و همچنین چشم انداز آینده-FC برای دستیابی کارآمد به FP-FC برای استقرار در مقیاس بزرگ را بیان می کند.