شبیه سازی و تحلیل فنی اقتصادی آبگرمکن خورشیدی برای کاربری مسکونی

نویسندگان

دانشگاه سمنان

چکیده

در دنیای امروزی به‌کارگیری انرژی‌های تجدید پذیر مهم‌ترین راه حل جامعه بشری در جهت ادامه حیات است. این ضرورت پس از کمبود انرژی‌های فسیلی از دهه 1970 شکل جدی تری به خود گرفته است. سه مقوله کمبود منابع انرژی، افزایش جمعیت و کاربرد فراگیر انرژی در تمام امور جامعه بشری ضرورت استفاده از انرژی‌های نو را بهتر به ما می‌رساند. یکی از کاربردهای انرژی خورشیدی، استفاده در سیستم های گرمایش و سرمایش خانگی می باشد. در این مقاله پس از برآورد تقاضای آبگرم مصرفی و با در نظر گرفتن پارامترهای جغرافیایی، طراحی و اقتصادی به شبیه سازی و انتخاب مدل مناسب آبگرمکن خورشیدی می پردازیم و پس از آن به تحلیل اقتصادی مساله، نظیر میزان صرفه جویی انرژی در سال و تحلیل جریان نقدی پروژه توسط نرم افزار System Advisor Model(SAM) و بررسی حمایت مشوق ها و تاثیر آن ها بر روند سوددهی پروژه می پردازیم. در ادامه تحقیق به تعیین زوایای بهینه برای قرارگیری کلکتور می پردازیم و مشاهده می کنیم که زوایای 32 و 170 درجه بهترین زوایا برای قرارگیری کلکتور در محل مورد نظر هستند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Simulation and technical- economic analysis of solar water heater for residential users

نویسندگان [English]

  • Omid Gazaneh
  • Mohammad Ali Beheshtinia
چکیده [English]

In today's world, using the renewable energies is the most important solution for the survival of human society. This necessity has taken on a more serious in 1970's decade when the lake of fossil fuels happened. Three categories: lack of energy resources, population growth and widespread use of energy in all of human society requires us to use new energies. One of the applications of solar energy is the usage in heating and cooling systems. This paper estimates the demand for hot water and taking in to account the geographical designed and economic parameter to simulate an appropriate model of solar water heaters and after the economic analysis of the issue, such as energy saving and cash flow analysis by SAM software, we review the incentive and their impact on the profitability of the project. Research continues to determine the optical angles of the collector position, and we can see that the angles 32 and 170 degrees are the best angles to position the collector in the desired location.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Economic analysis
  • Renewable Energy
  • Solar Water Heater
  • Simulation
  • SAM software
 

.[1] Christopher, M.Dent, Wind Energy Development In East Asia and Europe, Asia Europe Journal,(2013), Volume 11, Issue 3, pp. 211-230    

.[2] Paris A.Fokaides,Irene.Chrysovalanto Miltiadous, Marina.K.A.Neophytou, Lia. Paschalia Spyridou, (2013),Promotion Of Wind Energy In Isolated Energy System:the case of the orites wind farm,Clean Technologies and Enviromental policy

[3] . اصغر، حاج سقطی، اصول و کاربرد انرژی خورشیدی، انتشارات دانشگاه علم و صنعت ایران، چاپ اول، 1380

.[4]B.A.Akash, M.S.Mohsen, Energy analysis of Jordan's rural residential sector, Energy Conversion and Management 40(1999) 1251- 1258.

.[5]A.Al-Ghandoor, I.Al-Hinti, B.A.Akash, E.Abu-Nada, Analysis of energy and exergy use in the Jordanian Urban residential sector, International Journal of Exergy 5(2008) 413-428.

.[6]M.Souliotis, Y.Tripanagnostopoulos, Study of the distribution of the absorbed solar radiation on the performance of a CPC- type ICS water heater, Renew. Energy 33 (2008) 846-858

.[7] Y.Tripanagnostopoulos, M.Souliotis, Integrated collector storage solar systems with asymmetric CPC reflectors Renew. Energy 29 (2004) 223-248

.[8] Y.Tripanagnostopoulos, M.Souliotis, ICS solar systems with two water tanks, Renew. Energy 31 (2006) 1698- 1717

.[9] K.P.Gertzos, Y.G. Caouris, Optimal arrangement of structural and functional parts in a flat plate integrated collector storage solar water heater(ICSSWH), Exp. Therm. Fluid Sci. 32 (2008) 1105-1117

 .[10]C.D. Ho, T.C.Chen, The recycle effect  on the collector efficiency  improvement of double- pass sheet- and- tube solar water heater with external recycle, Renew. Energy 31 (2006) 953-970

.[11]H. Al- Madani, The performance of a cylindrical solar water heater, Renew. Energy 31 (2006) 1751- 1763

.[12]G.L.Morrison, I.Budihardjo, M.Behnia, Water-in-glass evacuated tube solar water heater, Solar Energy 76 (2004) 135-140

.[13] G.L.Morrison, I.Budihardjo, M.Behnia, Measurement  and simulation of flow rate in a water-in-glass evacuated tube solar water heater, Solar Energy 78 (2005) 257-267

.[14] X.R.Zhang, H.Yamaguchi, An experimental study on evacuated tube solar collector using supercritical , Appl.Therm. Eng.28 (2008) 1225-1233

.[15] B.J.Huang, J.P.Lee, J.P.Chyng, Hear pipe enhanced solar-assisted heat pump water heater, Solar Energy 78 (2005) 375-381

 .[16]Y.W.Li, R.Z.Wang, J.Y.Wu, Y.X.Xu, experimental performance analysis on a direct-expansion solar-assisted heat pump water heater,  Appl.Therm. Eng. 27 (2007) 2858-2868

.[17] Gunerhan H, Hepbasli A, Determination of the optimum tilt angle of solar collectors for building applications, Building and Environment, 42(2007),pp.779-783.

.[18] Siraki A.G, pillay P, Study of optimum tilt angles for solar panels in different  latitudes for urban applications, Solar Energy, 86(2012),pp. 1920-1928.

.[19] http://apps1.eere.energy.gov/buildings/energyplus/cfm/weather_data3.cfm

.[20] Kaldellis JK, El-samani K, Koronakis P. Feasibility analysis of domestic solar water heating system in Greece. Renew Energy.(2005),30:659-82.

.[21] Li H, Yang HX. Potential application of solar thermal systems for hot water production in Hong Kong. Applied Energy( 2009),86:175-80.

.[22] Gilbert.M.Masters, Renewable and efficient  electric power systems, (2004), pp 431-442

.[23] Thirugnanasambandam, M.et al. A review  of solar thermal tecgnologies. Renewable and Sustainable Energy Reviews.14(1) ( 2010 ),312-322

.[24] P.Hernandez, P.Kenny, Net energy analysis of domestic solar water heating installations in operation, Renewable and Sustainable Energy Reviews 16 (2012) 170-177.

.[25] H.Runqing, S.Peijun, W.Zhongying, An overview of the devolpment  of solar water heater industry in China, Energy Policy 51(2012) 46-51.

.[26] H.Xie, C.Zhang, B.Hao, S.Liu, K.Zou, Review of solar obligations in China, Renewable and Sustainable Energy 16(2012) 113-122.

[27]. سید مجتبی، طباطبایی، محاسبات تاسیسات ساختمان، انتشارات شرکت قلم، چاپ پانزدهم، اردیبهشت 1390