طراحي و بهينه‌سازي سيستم تركيبي تجديدپذير براي تامين بار حرارتي و الكتريكي مورد نياز گلخانه‌ها

Design and Optimization of Combined Renewable Systems to Supply Thermal and Electrical Load Needed for Greenhouses

طراحي بهينه سيستمهاي تركيبي تجديدپذير براي تأمين بار حرارتي و الكتريكي مورد نيازگلخانه ­ها مورد بررسي قرار مي­ گيرد. آناليز همزمان فني و اقتصادي به طوريكه فرآيند مورد نظر از هر دو ديدگاه بهينه باشد انجام مي شود. عملكرد اجزاي مختلف سيستم به گونه ­اي تنظيم شده است كه علاوه بر پيش ­گرمايش سيال ورودي به اواپراتور و تنظيم اين دما به مقدار مدنظر، بازيافت حرارتي غير مستقيم زمين در زمان اوج بار و همچنين بازيافت حرارتي زمين در فصل تابستان در اطراف مبدل صورت پذيرد. سيستم بهينه از ديدگاه اقتصادي بررسي شده و مدت زمان بازگشت سرمايه محاسبه مي­شود. مدل انتخابي داراي ضريب عملكرد ميانگين فصلي 4/14 براي پمپ حرارتي، طول لوله­ هاي زمين­ گرمايي 150 متر و سطح كلكتور 9/42 متر مربع بوده و افزايش بين 0/5 تا 1 درجه سانتيگراد دماي سيال در مدار زميني را نشان مي­دهد. مقادير بهينه بدست آمده از روش فوق با مقادير بدست آمده از ارتباط بين ترنسيس و متلب مقايسه مي­شوند. در نهايت براي تأمين بار الكتريكي مورد نياز سيستم تركيبي با استفاده از نرم ­افزار هومر و با توجه به شرايط طراحي تركيب بهينه نهايي انتخاب مي­شود.

Optimal design of combined renewable energy systems for supplying heat load of greenhouses is studied. It is tried to analyze the system technically and economically so that it would be optimal from both viewpoints. Optimal design is done from technical point of view using TRNSYS software by setting different parts of the system so that besides preheating of the fluid entering the evaporator of the heat pump for increasing the temperature, heat recovery of the ground in maximum heat extraction periods and heat recovery during summer time is occurred. The optimized system is then studied from economical point of view and the final optimized design is then selected by trade-off between economical and technical considerations. Selected model has mean seasonal coefficient of performance of 4.14 for heat pump, borehole length of 150 meters and total solar collector area around 9.42 square meters and the temperature of the fluid in ground cycle would increase up to 0.5 or 1 degrees centigrade. Optimal amounts gained are compared with those obtained from and TRNSYS and MATLAB relation. Finally to supply electrical load homer software is used and the optimum system is chosen considering design conditions.