بخشی از مقاله
امکان سنجی نصب پنل های خورشیدی برای تامین برق ساختمان های اداری
(نمونه ی موردی ساختمان اداری (ساختمان فولاد) دانشگاه تهران)
چکیده
ایران با توجه به موقعیت اقلیمی خود در یکی از بهترین شرایط برای استفاده از انرژی خورشیدی قرار گرفته است،همین امر باعث شده است تا سیستم های خورشیدی در ایران پتانسیل بالایی برای استفاده داشته باشند.در این مقاله یک نمونه ی موردی فضای اداری واقع در دانشگاه تهران برای نصب سلول های فتوولتائیک بررسی شده است.در ابتدا موقعیت و داده های جغرافیایی و هم چنین مصرف برق در این ساختمان بررسی میشود،بعد از آن بوسیله ی نرم افزار SunnyDesign طراحی سیستم های خورشیدی انجام میشود.پس از این مرحله با توجه به برق تولید شده توسط سلول های فتوولتائیک هزینه های نصب و راه اندازی آن محاسبه میشود،نتایج بدست آمده نشان میدهد که سیستم های خورشیدی برای این نمونه ی موردی به هیچ وجه دارای صرفه اقتصادی نمی باشد و از دلایل آن میتواند مصرف بالای انرژی، هزینه بالای تجهیزات در ایران و البته قیمت پایین حامل های انرژی به خصوص برق در ایران باشد.
کلمات کلیدی:SunnyDesign، سلول های فتوولتائیک،هزینه ی نصب و راه اندازی،صرفه ی اقتصادی
.1 مقدمه
خورشید، گوی غول پیکر درخشانی در وسط منظومه شمسی و تامین کننده نور، گرما و انرژی های دیگر زمین است. تقریبا تمامی منابع انرژی روی زمین بوسیله خورشید تامین می گردد . فقط انرژی اتمی، انرژی داخل زمین و آن قسمتی از انرژی جذر و مد که بوسیله نیروی جاذبه ماه می باشد بوسیله خورشید تامین نمی شود.
انرژی خورشیدی یکی از منابع انرژیهای تجدیدپذیر و از مهمترین آنها می باشد. میزان تابش انری خورشیدی در نقاط مختلف جهان متغیر بوده و در کمربند خورشیدی زمین بیشترین مقدار را داراست. کشور ایران نیز در نواحی پرتابش واقع است و مطالعات نشان می دهد که استفاده از تجهیزات خورشیدی در ایران مناسب بوده و میتواند بخشی از انرژی مورد نیاز کشور را تأمین نماید.[1]
ایران کشوری است که به گفته متخصصان این فن با وجود 300 روز آفتابی در بیش از دو سوم آن و متوسط تابش 4,5 – 5,5 کیلووات ساعت بر متر مربع در روز یکی از کشورهای با پتانسیل بالا در زمینه انرژی خورشیدی معرفی شده است. برخی از کارشناسان انرژی خورشیدی گام را فراتر نهاده و در حالتی آرمانی ادعا میکنند که ایران در صورت تجهیز مساحت بیابانی خود به سامانههای دریافت انرژی تابشی میتواند انرژی مورد نیاز بخشهای گستردهای از منطقه را نیز تأمین و در زمینه صدور انرژی برق فعال شود.
شکل -1 پتانسیل تابش خورشیدی در ایران
با مطالعات انجام شده توسط DLR آلمان، در مساحتی بیش از 2000 کیلومترمربع، امکان نصب بیش از 60000 MW نیروگاه حرارتی خورشیدی وجود دارد.
اگر مساحتی معادل 100×100 کیلومترمربع زمین را به ساخت نیروگاه خورشیدی فتوولتائیک اختصاص دهیم، برق تولیدی آن معادل کل تولید برق کشور در سال 1389 خواهد بود.[2]
.2 ساختمان فولاد و مصرف انرژی (برق):
.2,1 معرفی ساختمان فولاد:
این ساختمان یکی از ساختمانهای اداری دانشگاه تهران است که در خیابان 16آذ رواقع گردیده است. این ساختمان دارای 7 طبقه بوده و مجموعا دارای 14 واحد است. در هر واحد شامل 6 اتاق و 1 آشپزخانه و 2 سرویس بهداشتی وجود دارد. در هر واحد مجموعا 50عدد مهتابی و 4عدد لامپ 100واتی و1عدد آبسردکن و نیز 8عدد کامپیوتر مشغول به کارند. در ضمن 1عدد دستگاه کپی و 1 آسانسور برای کل طبقات مورد استفاده قرار میگیرد. موتور خانه ساختمان هم در زیر زمین واقع است.
.2,2 بررسی ساختمان از حیث مصرف انرژی :
وضعیت ساختمان و تعداد لامپ ها و وسایل برقی در شکل2 آمده است:
شکل – 6نمایی از یکی از واحد های ساختمان و وسایل برقی
هم چنین نمای سه بعدی از ساختمان در شکل های 3 و 4 آمده است.
شکل .3 نمای سه بعدی ساختمان
مقدار برق محاسبه شده از این تعداد وسایل برقی در نرم افزار
Solar_calculator همانطور که در شکل 5 می بینید آمده است،هم چنین داده های قبوض برق شش ماه از ساختمان در دسترس است.[3]
شکل .5 محاسبه ی میزان برق مصرفی در ساختمان با استفاده از Solar Calculator
.2,3 بررسی داده های آب و هوایی ساختمان با استفاده از :RetscreenPlus
نرم افزار Retscreen plus 5 نرم افزاری است که داده های برق، آب و گاز و سایر حامل های انرژی مکان مورد نظر را گرفته و نمودارهای مصرف انرژی هزینه ها و هم چنین نمودارهای آب و هوایی جهت محاسبات خورشیدی و هم چنین نمودارهای آماری جهت تحلیل این سیستم های انرژی را در اختیار کاربران خود میگذارد.[4]
تعدادی از گزارش های مفید این نرم افزار برای این مقاله در شکل های 6 و 7 آمده است.
شکل . 6 نمودار تابش افقی روزانه برای محل پروژه
.3 طراحی سیستم خورشیدی توسط نرم افزارSunnyDesign6
طراحی سیستم خورشیدی برای این ساختمان توسط نرم افزار SunnyDesign انجام شده است:
مرحله ی اول : Enter project data
که شامل مشخص کردن اسم پروژه،منطقه ی پروژه برای مشخص کردن درجه حرارت و اطلاعات تابش آفتاب و در نهایت سطح ولتاژ (پایین یا متوسط)میباشد.
مرحله دوم: Define load profile
5Retscreen.net 6 Sunnydesignweb.com
که در واقع اطلاعاتی از نوع استفاده پروژه و مصرف برق سالانه میباشد.نوع پروژه Commercial و در زیر مجموعه های این قسمت Commercial business (weekdays 8.0 A.M ,6 P.M) انتخاب شده است.
هم چنین این نرم افزار به طور اتوماتیک سهم هر و فصل و ماه را به طور تقریبی با توجه به داده های وارد شده مشخص میکند که در شکل 7 میتوان آن را مشاهده کرد .
شکل Define load profile.7
مصرف برق سالانه بر حسب قبض برق های این ساختمان بدست آمده است،البته قبض برق برای پنج ماه بدست آمده است که مصرف برق سالانه از ضرب میانگین مصرف برق این پنج ماه در دوازده ماه وارد شده است.
مرحله ی سوم Configure PV plants:
در این مرحله در باره ی چیدمان ، آرایش ، نحوه ی قرارگیری پنل ها،سازنده ی پنل ها ؛ تعداد پنل ها اطلاعاتی گرفته میشود.
جهت قرارگیری پنل ها رو به شرق و دارای زاویه ی سمتی سطح -90 درجه و زاویه آن ها نسبت به افق 35 درجه انتخاب شده است،سازنده ی پنل ها در میان شرکت های موجود در نرم افزار Suntech power انتخاب شده است و این به این دلیل است که محصولات این شرکت کره ای در ایران وجود دارد،خیلی از محصولات تولید کننده های چینی دارای بازده پایین تر در این نرم افزار وجود ندارد.
