شبیه سازی و ارزیابی اثر انرژی خورشیدی بر بار حرارتی و برودتی ساختمان

در این پژوهش هدف استفاده از انرژی خورشیدی جهت تامین بخشی از بارهای گرمایشی،سرمایشی و آب گرم مصرفی یک ساختمان مسکونی 39 واحدی در شهر تهران است. بدین منظور ابتدا شدت تابش خورشیدی در نرم افزار متلب و همچنین میزان بار گرمایشی، سرمایشی و آب گرم مصرفی ساختمان نمونه توسط نرم افزار کریر و برای تمامی 8760 ساعت سال محاسبه شده است. در سیستم مرجع تمامی بارها توسط بویلر و با سوخت گاز تامین شده و در سیستم هیبرید خورشیدی در کنار بویلر بخشی از انرژی مورد نیاز توسط کلکتورهای خورشیدی تامین میشود. نتایج مربوط به هزینه سرمایهگذاری تجهیزات، هزینه مصرف سالانه سوخت گاز(به طور دقیق و به صورت پلکانی و تعرفهی ارایه شده توسط شرکت ملی گاز و فرآوردههای نفتی)، میزان سالانه آلودگی هوا و تولید به عنوان اهدافی جهت بهبود آنها در نظر گرفته شده است. در سیستم هیبرید خورشیدی حالتهای مختلفی از سطح کلکتور مورد ارزیابی قرار گرفت و در نهایت با کمک گرفتن از معیارهای تصمیمسازی معتبر فازی، لینمپ و تاپسیس و بر اساس توابع هدف مینیمم شدن زمان بازگشت سرمایه، ماکزیمم شدن کاهش مصرف سوخت و ماکزیمم شدن کاهش انتشار آلاینده ی CO2، سطح کلکتور بهینه انتخاب شده است. در نهایت سیستم هیبرید خورشیدی نهایی انتخاب شده برای ساختمان منجر به تامین 34/7 % از بارهای مورد نیاز ساختمان در سه بخش گرمایش، سرمایش و آب گرم مصرفی میشود. این امر سالانه 160460000 ریال صرفه جویی اقتصادی ناشی از کاهش مصرف سوخت و 104920 کیلوگرم در سال کاهش تولید آلاینده CO2 را سبب خواهد شد.زمان بازگشت سرمایه در این حالت 85/4 سال است. اگر انرژی خورشیدی را به تنهایی در هر یک از بخش های گرمایش، سرمایش و آب گرم مصرفی به کارگیریم به ترتیب 92 %، 29 % و 20 % از انرژی مورد نیاز هر بخش را پاسخگو خواهد بود.

Keywords:

انرژی خورشیدی , هیبرید خورشیدی , کلکتور , بار گرمایشی و سرمایشی , معیارهای تصمیمسازی