بخشی از مقاله
چکیده
در این مقاله به بررسی فنی و اقتصادی سیستمهای مختلف تأمین آبگرم مصرفی به سه روش خورشیدی، فسیلی و الکتریکی در یک ساختمان مسکونی 4 نفره واقع در سمنان پرداخته شده است. هزینههای هر سیستم شامل هزینههای اولیه و ثانویه هر سیستم است، هزینههای اولیه شامل هزینههای خرید نصب و اجرای سیستم گرمایش آب مصرفی و هزینههای ثانویه شامل هزینههای تأمین انرژی هر سیستم میباشد. از هزینههای تعمیرات سیستمهای گرمایش آب مصرفی در واحد مسکونی صرفنظر شده است.
مشاهده شده است که هزینه اولیه سیستم آبگرمکن برقی از سایر سیستمها کمتر و بیشترین هزینه اولیه متوجه سیستم آبگرمکن خورشیدی است، در حالی که هزینههای ثانویه این سیستم در طی دوران استفاده صفر است و آبگرمکن برقی بیشترین هزینههای ثانویه را در طول دوران استفاده دارد. بنابراین جهت تحلیل اقتصادی این سیستمها از دو روش ساده محاسبه بازگشت سرمایه و دوره سوددهی طرح بدون در نظر گرفتن افزایش و یا کاهش هزینهها و درآمدها، و روش محاسبه بازگشت سرمایه و دوره سوددهی با احتساب 10 درصد افزایش بهای سالیانه انرژی، در دو حالت وجود و حذف یارانههای دولتی انرژی استفاده شده است.
دوره بازگشت سرمایه و دوره آغاز سوددهی طرح جایگزینی آبگرمکن خورشیدی با آبگرمکنهای برقی و گازی در تمام حالات محاسبه شده است. براساس گزارش آزمایشگاههای انرژی تجدیدپذیر وابسته به سازمان انرژی آمریکا کاربرد سیستمهای خورشیدی با دوره بازگشت سرمایه کمتر از 10 سال از نظر اقتصادی توجیهپذیر خواهد بود. بنابراین مطابق محاسبات انجام شده طرح جایگزینی آبگرمکن خورشیدی با سیستمهای متداول تنها با احتساب یارانههای دولتی با استفاده از روش ساده در مورد آبگرمکن گازی فاقد توجیه اقتصادی است و در سایر موارد اجرای این طرح کاملاً اقتصادی خواهد بود. علاوه بر آن میزان آلودگی سیستم های متداول و هزینههای اجتماعی رفع آنها و میزان درآمد ملی طرح نیز محاسبه شده است.
واژههای کلیدی: انرژی سرمایهگذاری بازگشت سرمایه دوره سوددهی
مقدمه
انرژی مهمترین منبع پیشرفت و تکامل اقتصادی و صنعتی یک کشور میباشد. استاندارد زندگی هر جامعه اغلب به سرانه مصرف انرژی آن جامعه مربوط میشود. اگرچه مصرف در جوامع صنعتی بالاتر است، اما آهنگ رشد مصرف در کشورهای در حال توسعه بیشتر میباشد. از اینرو با بروز بحران کمبود نفت در سالهای اخیر و شروع نگرانیهای مربوط به مسائل آلودگی محیط زیست، کشورهای جهان بویژه کشورهای صنعتی توسعهیافته را بر آن داشت که به کاهش و صرفهجویی در مصرف انرژی، و جایگزینی انرژیها توسط انرژیهای تجدیدپذیر یا پایانناپذیر روی آورند.
وجود ذخایر عمده سوخت فسیلی در ایران نیز باعث شده تا بهرهوری انرژی اهمیت داده نشود و از این رو مصرف انرژی در ایران طی 20 سال گذشته روند بشدت افزایشی داشته است. مسئله انرژی خورشیدی و استفاده از این منبع بسیار ارزشمند و لایتناهی در سالهای اخیر در سطح جهانی مطرح بوده است زیرا مقدار انرژی که زمین از خورشید دریافت میدارد 5000 برابر بیشتر از آنست که جمعیت فعلی زمین بتواند آنرا مورد استفاده قرار دهد و مهمتر اینکه این انرژی در انحصار شرکت یا کشوری نیست که بتواند در مورد آن محدودیتی ایجاد نماید.
قابلتوجه است که فقط انرژی خورشیدی در حال تابش بر سطح ایران، بیش از دو برابر انرژی مصرفی کل جهان است و فقط همتی میخواهد که آن را مهار کند. گرم کردن آب با استفاده از آبگرمکن های خورشیدی، شاید بعنوان آسانترین و اقتصادی ترین روش باشدجالب. است بدانید که گرمایش آب و فضا مجموعاً بیش از%80 انرژی را در ساختمانها مصرف میکند و بنابراین بیش از یک سوم کل انرژی مصرفی جهان در جهت گرمایش مصرف میشود.
از این میان گرمایش آب بطور متوسط 20 تا 30 درصد کل انرژی مصرفی در خانه را مصرف میکند بنابراین با استفاده از آبگرمکن خورشیدی می توان انرژی مورد نیاز برای گرمایش آب را تامین کرد و با تامین این میزان انرژی مصرفی توسط خورشید، در مصرف سوختهای فسیلی صرفهجویی قابل ملاحظه ای کرد و آلودگی و هزینههای ناشی از این سهم انرژی فسیلی را نیز رفع کرد. با اینکه استفاده از انرژی خورشیدی برای تأمین آبگرم مصرفی همواره به عنوان یک روش عملی مد نظر بوده است اما امروزه بواسطه نیاز به تجهیزات گران قیمت آن، کاربردهای عملی آن محدود میباشد، لذا تجزیه و تحلیل اقتصادی و بهینه سازی سیستمهای گرمایش جهت استفاده از انرژی امری ضروری است.
از اینرو مطالعات زیادی در این زمینه در کشور انجام شده است. از جمله این مطالعات می توان به مقاله غلامرضا حسینیان که به بررسی استعداد انرژی خورشیدی در کشور، تحقیق سید ابوالحسن مجدزاده که به بررسی استاندارد های آبگرمکن های خورشیدی و اقتصادی بودن آنها، مقاله عارف محمد زاده نوین که به بررسی و تشریح روشی جهت تعیین ابعاد اقتصادی یک سیستم خورشیدی در ساختمانهای مسکونی، مقاله محمد ساتکین که به محاسبه بار حرارتی وسطح کلکتور مورد نیاز و توجیه اقتصادی استفاده از انرژی خورشیدی و تحقیق علی اصغر حمیدی که به مدل نرمافزاری جهت طراحی یک آبگرمکن خورشیدی پراخته اند، اشاره کرد.
آبگرمکن های غیر مستقیم
آبگرمکنهای غیرمستقیم در حرارت مرکزی مورد استفاده قرار میگیرند، آبگرم مصرفی توسط آب داغ و یا بخار ایجاد شده در دیگ در یک مبدل حرارتی تهیه میگرددمعمولاً. بر دو نوع کویلی و دو جداره می باشند و راندمان حرارتی آنها تقریباً یکسان است.
آبگرمکنهای مستقیم
در آبگرمکنهای مستقیم آبگرم در اثر احتراق سوخت در مخزن تهیه میشود. این آبگرمکنها در ظرفیتهای مختلف از 25 تا 250 گالن موجود میباشد برحسب نوع سوخت مصرفی در انواع آبگرمکنها با سوخت جامد - چوب و زغال سنگ - ، آبگرمکنها با سوخت مایع - نفت، گازوئیل و مازوت - ، آبگرمکنها با سوخت گاز - گاز مایع و گاز شهری - و آبگرمکنهای الکتریکی و خورشیدی طبقهبندی میشوند. در این مقاله بررسی و تحلیل هزینهها بر روی این دسته از آبگرمکنها که بطور متداول در منازل مسکونی بکار گرفته میشوند، انجام شده است.
