مدل‌سازی و شبیه‏ سازی یک ردیاب خورشیدی با پنل دوطرفه: مطالعۀ موردی شهر تهران

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد مهندسی سیستم‏های انرژی، دانشکدۀ مهندسی انرژی، دانشگاه شریف، تهران، ایران

2 کارشناسی ارشد مهندسی مکاترونیک، دانشکدۀ مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران

3 کارشناسی ارشد مهندسی سیستم‏های انرژی، دانشکدۀ مهندسی مکانیک، دانشگاه شیراز، شیراز، ایران

4 دکترای تخصصی، گروه پژوهشی انرژی و محیط ‏زیست مبنا، تهران، ایران

5 کارشناسی ارشد مهندسی برق، دانشکدۀ مهندسی برق و کامپیوتر، دانشگاه شیراز، شیراز، ایران

doi
10.22059/ses.2024.379035.1078
چکیده

با توجه به اینکه ایران یکی از کشورهای غنی از منابع انرژی است، بهره‏گیری از انرژی‏های تجدیدپذیر نظیر انرژی خورشیدی می‏تواند به کاهش وابستگی به منابع فسیلی و کاهش اثرات مخرب زیست‏محیطی کمک کند. در این مقاله، به بهبود کارایی و انرژی استحصالی یک سیستم فتوولتائیک خورشیدی از طریق به‏کارگیری ردیاب خورشیدی و پنل‏های دوطرفه، به عنوان بهبود در عناصر اساسی یک سیستم و نیروگاه خورشیدی فتوولتائیک، پرداخته شده است. با انجام محاسبات مکانیکی و مد‏ل‌سازی، وزن سازه به کمترین مقدار ممکن برای یک نیروگاه خورشیدی 5 کیلوواتی تحت شرایط پژوهش، کاهش یافته است. همچنین، با شبیه‏سازی سیستم فتوولتائیک در چهار حالت مختلف با نرم‏افزار PVsyst، نشان داده شده که میزان انرژی استحصالی برای حالتی که پنل دوطرفه و ردیاب خورشیدی استفاده شود، به اندازۀ 5/22 درصد بیشتر از حالت اول است. در انتها با انجام مطالعات اقتصادی و پارامترهای به‌دست‌آمده، نتیجه شد که هزینۀ سرمایه‏گذاری و انرژی استحصالی سالانه حالت چهارم (طرح پیشنهادی پژوهش حاضر) نسبت به حالت دوم، 1/7 درصد و 4/2 درصد بیشتر است. یک سیستم فتوولتائیک با پنل دوطرفه و سازۀ متحرک (ردیاب) نسبت به حالت اول (پنل یک‌طرفه و سازۀ ثابت)، دارای کارایی و انرژی استحصالی بیشتری است.