عنوان پایان‌نامه
بهینه سازی چند هدفه سیستم انرژی سازگار با محیط زیست بر اساس تحلیل اقتصادی،زیست محیطی و دسترسی به منابع انرژی کافی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: 3464;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 78330;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: 3464;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 78330
- تاریخ دفاع
- ۱۵ شهریور ۱۳۹۵
- دانشجو
- مهناز فرهمند
- استاد راهنما
- محمدعلی آزاده, سیدفرید قادری
- چکیده
- صنعت برق به عنوان صنعت زیربنایی و مادر نقش مهمی در توسعه اقتصادی و رفاه جوامع دارد. و بدلیل امکان به‌کارگیری تکنولوژی‌های مدرن‌تر و ملاحظات زیست‌محیطی، در تمامی زمینه‌ها می‌تواند به عنوان انرژی مناسب انتخاب شود. استفاده از منابع انرژی هسته‌ای، ذغال سنگی و انرژی‌های تجدیدپذیر به همراه جلوگیری از تلفات در انتقال و توزیع برق و یا فرایندهای مصرف‌کننده الکتریکی می‌تواند شرایط بهینه‌ای را برای کارکرد صنعت برق در جهت توسعه پایدار فراهم آورد. مهمترین منبع تولید انرژی الکتریکی در نیروگاه های ایران استفاده از سوخت فسیلی می باشد که باعث افزایش انتشار گاز CO2 عنوان یکی از مهمترین گازهای گلخانه ای و ایجاد اثرات زیانباری بر محیط زیست خواهدشد. استفاده بسیار کم از منابع تجدید پذیر برای تولید انرژی الکتریکی در ایران به نسبت استفاده از سوخت های فسیلی می تواند در بلند مدت امنیت انرژی را در ایران مورد تهدید قرار دهد. این تحقیق کاربردی به دنبال ارائه مدل سازی ریاضی به هدف یافتن جواب بهینه در ارتباط با مسئله تولید انرژی الکتریکی با در نظر گرفتن دو تابع هدف بیشینه کردن سود تولید انرژی و کمینه کردن انتشار گاز CO2 می باشد. در این تحقیق تلاش شده است مدل بهینه سازی برای تعیین وضعیت تولید برق برای 5 سال آینده در کشور با توجه به ویژگی های اقتصادی و ملاحظات زیست محیطی صورت بگیرد. روش‌های حرارتی شامل بخاری، گازی، چرخه ترکیبی، دیزلی و روش‌های غیرحرارتی شامل برق‌آبی و تجدیدپذیر بودند و مدل برای سال‌های 1394 تا 1399 بهینه‌سازی گردید. نتایج نشان داد که از ظرفیت کامل تمامی 6 نوع نیروگاه موجود استفاده گردد دلیل این امر هزینه بالای احداث نیروگاه‌های جدید می¬باشد. اما برای افزایش ظرفیت و ایجاد توان تولیدی جدید از بین 6 نیروگاه مورد بررسی 3 نوع بخاری، تجدیدپذیر و برق‌آبی پیشنهاد شده‌اند که از این بین بیشترین مقدار افزایش ظرفیت به نوع بخاری اختصاص داده شده است. دلیل این امر صرفه اقتصادی و آلایندگی کمتر این نوع نیروگاه می‌باشد. از بین نیروگاه‌های حرارتی، نیروگاه بخاری کمترین نیاز سوخت را برای تولید هر وات برق داراست، مزیت دیگر نیروگاه بخاری نسبت به 3 نوع دیگر مقدار کمتر انتشار CO2 می‌باشد. دو نوع نیروگاه غیرحرارتی مورد بررسی یعنی تجدیدپذیر و برق‌آبی نیز از نظر این دو متغیر دارای مزیت استفاده‌اند که کمتر از نیروگاه‌های حرارتی است. تاثیر این دو مزیت باعث گردیده تا در ایجاد ظرفیت جدید نیروگاهی فقط استفاده از 3 نوع بخاری، تجدیددپذیر و برق‌آبی توصیه گردد. از نظر هر دوی این شاخص‌ها نیروگاه تجدیدپذیر بر نیروگاه برق‌آبی مزیت دارد و دارای اولویت است. واژگان کلیدی: انرژی، برق، گاز CO2، محیط زیست، نیروگاه.
- Abstract
- Electricity, as the mother infrastructure, plays a critical role in the economic development and welfare of the society. It can be selected as an appropriate energy because of its ability in exploiting modern technologies and environmental considerations in all aspects. The use of nuclear energy sources, stone coal, and renewable energies, along with preventing losses in transmission and distribution of electricity or electric consumption processes can optimize electricity operation condition orienting toward sustainable development. The most important source of electric energy production in Iran's power plants use fossil fuels, which causes an increase in CO2 emissions as one of the most important greenhouse gas emissions and create harmful effects on the environment. Very low use of renewable resources for the production of electrical energy in Iran compared to the long-term use of fossil fuels can threaten energy security in Iran. This applied study is aimed to find a mathematical modeling for optimal balance between two factors of benefits and CO2 gas emission, in which the profits must be maximum and the CO2 emission the minimum. In this study, effort is made to determine an optimization model to generate electricity for the next 5 years in the country with respect to environmental considerations and economic characteristics of the case. Thermal methods include steam, gas, diesel, and combined cycle and non-thermal methods include hydroelectric power and renewable energies. The model is optimized for the years between1394to1399. The results showed that we should use full capacity of all six types of existing power plants because of the high cost of the construction of new power plants. However, to increase production capacity and build new plant three types of renewable energies, hydroelectric power, and steam plants have been proposed from which, the most increase in capacity is assigned to steam model for economic efficiency and less pollution. Steam plant has the least fuel requirement for production per one Kw electricity power between thermal power stations. Another advantage it has is the least CO2 emission compared to the other types. Two types of non-thermal power production plants examined, namely renewable energy and hydropower as well, in terms of two mentioned variables, have advantage but less than thermal power stations. The impact of these two advantages has made us to recommend creating new power plant capacities using only three types of steam, renewable energies, and hydropower. In terms of both of these factors, power plants based on renewable energies are preferred and has priority to hydroelectric power plant. Key words: Power, electricity, CO2 gas, environment, power plant
