پتانسیل سنجی اقلیم‌های آب و هوایی به منظور استفاده بهینه از کلکتور‌های سهموی خورشیدی: مطالعه موردی کشور ایران

افزایش تقاضا در مصرف سوخت‌های فسیلی منجر به تغییرات اقلیمی، گرمایش زمین و کاهش ذخایر منابع انرژی گردیده است. در این میان استفاده از انرژی‌های تجدید پذیر، نظیر انرژی خورشیدی، رهیافتی مناسب برای تولید انرژی الکتریکی و گرمایی شناخته می‌‌شود. یکی از سیستم‌های مرسوم در زمینه استفاده از انرژی خورشیدی کلکتور‌های سهموی هستند که با تبدیل تابش ورودی به انرژی گرمایی، امکان استفاده از این انرژی پاک را فراهم می‌‌کنند. در مقاله حاضر با هدف پتانسیل سنجی اقلیم‌های آب و هوایی به منظور استفاده بهینه از کلکتور‌های سهموی خورشیدی، نسبت به توسعه یک مدل عددی در نرم افزار متلب اقدام گردیده و سپس ضمن اعتبار سنجی مدل مذکور با نتایج تجربی موجود، اثر تغییرات اقلیمی در حوزه‌‌های انرژی، اگزرژی، اقتصادی و زیست محیطی مطالعه گردیده است. بدین منظور پنج شهر: رشت، شیراز، تهران، آبادان و سنندج به عنوان نمایندگان اقلیم‌های کشور ایران انتخاب شده و راندمان انرژی و اگزرژی، هزینه واحد انرژی و مقدار کربن دی اکسید تولیدی در طول چرخه حیات سیستم، بدست آمده است. نتایج بدست آمده حاکی از آن است که شهر شیراز با اقلیم سرد نیمه خشک و راندمان حرارتی72 درصد و هزینه واحد انرژی 0.035 دلار بر کیلووات ساعت، به عنوان اقلیم بهینه در حوزه‌های انرژی و اقتصادی و شهر سنندج با اقلیم قاره‌ای مرطوب و راندمان اگزرژی 17.7 درصد به عنوان اقلیم بهینه در حوزه اگزرژی می‌‌باشند. در حوزه زیست محیطی نیز، شهر رشت با اقلیم معتدل مرطوب به عنوان اقلیم بهینه معرفی گردیده ‌است.

Climatic potential evaluation for optimal use of parabolic solar collectors: A case study of Iran

Increased demand for fossil fuels has led to climate change, global warming, and declining energy reserves. The use of renewable energy, such as solar energy, is a suitable approach to generating electricity and heat. One of the common systems in using solar energy is parabolic collectors, which enable this clean energy by converting the incoming radiation into thermal energy. In the present paper, to assess the potential of climates to make optimal use of solar parabolic collectors, a numerical model was developed in MATLAB software. Then, while validating the model with existing experimental results, the effect of climate change has been studied in four areas: energy, exergy, economy, and environment. For this purpose, five cities: Rasht, Shiraz, Tehran, Abadan, and Sanandaj, have been selected as representatives of Iran’s climate and energy efficiency and exergy, the unit cost of energy, and the amount of carbon dioxide produced during the life cycle of the system has been obtained. The results show that Shiraz, with a  SemiArid Cool climate and thermal efficiency of 72% and a unit cost of  0. 035 $/ kWh, is the optimal climate in the fields of energy and economy, and Sanandaj with a Humid Continental climate and exergy efficiency of 17. 7% is the optimal climate in the field of exergy. In the environment, Rasht, with a Humid Subtropical Climate, was introduced as the optimal climate.