سنجش میزان اثربخشی بهینه و ذخیرهسازی انرژی از طریق سامانه کلکتورهای فتوولتائیک و مواد تغییر فاز دهنده در اقلیم گرم و خشک (نمونه موردی بیمارستان خدادوست شهر شیراز)
نویسندگان
1 گروه معماری، واحد تهران شرق، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران. *(مسوول مکاتبات)
2 دانشجوی کارشناسی معماری، واحد تهران شرق، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران.
3 دانشجوی کارشناسی معماری، واحد تهران شرق، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران.
4 دانشجوی کارشناسی معماری، واحد تهران شرق، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران.
doi
چکیده
زمینه و هدف: امروزه بحران انرژی و پیامد های استفاده از سوخت های فسیلی در قالب انتشار گازهای گلخانهای و تاثیرات زیست محیطی، توجه دانشمندان را به بهینه سازی مصرف انرژی جلب نموده است. موادی که برای ذخیرهسازی انرژی به کار گرفته میشوند PCM یا مواد تغییر فاز دهنده نامیده میشوند؛ این مواد عمل ذخیرهسازی را طی فرایند تغییر فاز (تبدیل حالت از جامد به مایع یا برعکس) انجام میدهند و بدون افزایش دما، گرما را از محیط جذب نموده و زمانی که دما کاهش یافت، گرمای جذب شده را آزاد میکنند. مطالعه حاضر در شهر شیراز با هدف سنجش میزان اثربخشی بهینه و ذخیرهسازی انرژی از طریق سامانه کلکتورهای فتوولتائیک و مواد تغییر فاز دهنده در اقلیم گرم و خشک صورت گرفته است. روش بررسی: در ابتدا با کمک نرم افزار Climate Consultant و بااستفاده از داده های آب و هوایی شهر شیراز، نمودار تابش سالیانه این شهر بررسی و در ادامه بر پایه مشخصات ساختمان شامل ساختار فیزیکی، کاربران و همچنین دادههای آب وهوایی سالانه ساعت به ساعت، محل استقرار ساختمان، با در نظر گرفتن تمام شرایط، بهویژه صحت و اعتبار نتایج حاصل از الگوریتم های محاسباتی، نرم افزار Builder Design برای شبیهسازی انتخاب شد. یافته ها: مواد تغییر فاز دهنده میتوانند برای بهبود پتانسیل تهویه طبیعی سیستم های سرمایش غیر فعال به ویژه در اقلیم گرم و خشک استفاده شوند البته زمانی مواد تغییر فاز دهنده حداکثر بازدهی خود را دارند که نقطه ذوب این مواد متناسب با دمای آسایش در گرمترین ماه سال آن منطقه باشد. باتوجه به اقلیم مورد مطالعه مواد تغییر فاز دهنده با نقطه ذوب 28 درجه سانتی گراد انتخاب شده است. بحث و نتیجه گیری: نتایج نشان می دهد در زمان اوج مصرف برق، مواد تغييرفازدهنده به منظور ذخيره سازي برق در قالب انرژي حرارتي گرماي نهان به وسيله منابع حرارتي، ذوب و يا منجمد ميشود و در زمان مورد نياز از آن استفاده ميشود. بنابراين اگر سيستم هاي ذخيره سازي حرارتي گرماي نهان با سيستم هاي فعال مثل کلکتورهای فتوولتاییک تركيب شوند، باعث كمك به كاهش هزينه مصرف برق ميشود. طبق داده های به دست آمده از بررسی ها مجموع تبادل سطح در مواد تغییرفاز دهنده معادل 394/7m 2 می باشد.