بهینه سازی استفاده از انرژی خورشیدی در ساختمان ها با توجه به اقلیم و الگوی مصرف بر اساس تحلیل اگزرژی و اکونومیک

امروزه با توجه به نگرانی ها نسبت به آثار آلوده کننده سوخت¬های فسیلی و همچنین رو به نابودی بودن و افزون شدن قیمت آن ها، لزوم توجه به انرژی های پاک همچون خورشید بیشتر شده است و به همین منظور تحقیقات خوبی در جهان صورت گرفته است. در این پژوهش، با رویکرد بهینه سازی استفاده از خورشید در ساختمان، ابتدا آب گرمکن خورشیدی و چیلر جذبی خورشیدی، به عنوان دو وسیله که از انرژی خورشید برای تامین آب گرم استفاده می کنند برای پژوهش انتخاب گردید. پس از آن با کمک نرم افزار trnsys، این سیستم ها برای اقلیم تهران، بندر عباس و تبریز و برای دو الگوی مصرف آموزشی و مسکونی شبیه سازی شد و تاثیر تغییرات مساحت کلکتور صفحه تخت و حجم تانک تانک ذخیره بر بازده اگزرژی در وسائل مختلف و مولفه های اقتصادی بررسی شد، در ادامه تاثیر الگوهای مختلف بر توابع اقتصادی و ذخیره سالیانه مورد بررسی قرار گرفت و امکان سنجی استفاده از این دستگاه ها در اقلیم های مختلف مورد مطالعه قرار گرفت، در این امکان سنجی قیمت سوخت برابر قیمت متوسط گاز صادراتی ایران در نظر گرفته شد که در مورد آبگرمکن در هر سه اقلیم ذخیره سالیانه مطلوب و بازگشت سرمایه بین 8 تا 10 سال به دست آمد، همچنین برای استفاده از آبگرمکن در ساختمان های مسکونی از نظر اقتصادی نقاطی بهینه برای مساحت کلکتور در حجم های مختلف تانک ذخیره گزارش گردید. در مورد چیلر جذبی خورشیدی هم این امکان سنجی انجام شد و با فرض خورشیدی کردن یک چیلر در حال کار معمولی، محاسبات اقتصادی برای ذخیره سالیانه و بازگشت سرمایه انجام گردید، نتایج حاصل نشان داد که استفاده از انرژی خورشید برای سرمایش در تهران حتی با قیمت جهانی سوخت از نظر اقتصادی به صرفه نیست، اما در مورد بندر عباس در هر دو الگوی مصرف آموزشی و مسکونی نتیجه مثبت بود و در محدوده مطالعه تابع اقتصادی توصیه به استفاده از بیشترین مساحت کلکتور و حجم تانک ذخیره داشت. در ادامه با تعریف تابع بازده اگزرژی برای قسمت خورشیدی چیلر جذبی، مشاهده شد که حالت بهینه بازده متناظر با کمترین مساحت کلکتور و کمترین حجم تانک ذخیره است، در نتیجه بهبود سیستم از دو منظر اگزرژی و اقتصاد در تضاد با هم قرار گرفتند.