Payman Salami

The increasing demand for energy resources in recent decades, on the one hand, and the limited fossil energy resources and the environmental pollution resulting from their consumption, on the other hand, have turned the attention of the countries of the world to renewable energy sources and the production of biofuels. Biofuels are obtained from performing biochemical processes on diverse and abundant sources of biomass, which, in addition to creating added value in biomass sources, can significantly reduce environmental pollution resulting from the combustion of fossil fuels. Biogas is one of the biofuels that has attracted the attention of researchers. Fodder plants are among the products that have a good potential in biogas production due to their high protein content. The main fodder plants produced in Iran include fodder corn, alfalfa, and clover, respectively. In the present study, anaerobic digestion of alfalfa and clover was tested, and then economic, energy and the life cycle analyze for fodder production processes and then biogas production from fodder was performed. The profit-cost index of the biogas production process at the level of one hectare of fodder crop for alfalfa (with a yield of 6 tons per hectare) and clover (with a yield of 4 tons per hectare) was obtained as 0.21 and 0.20, respectively. It shows that the economic performance of two processes is very close and similar to each other. The energy balance of input and output resources in biogas production from one hectare of alfalfa and clover was also calculated and the energy efficiency index for the process of biogas production from alfalfa and clover was obtained as 0.94 and 0.61 respectively, which shows that biogas production It has better conditions than alfalfa in terms of energy consumption and energy efficiency. The environmental effects were investigated in the evaluation of the life cycle of alfalfa and clover production, and the results showed that the used fertilizers such as urea fertilizer, nitrogen fertilizer, and phosphate fertilizer have the greatest effect on environmental pollution. After that, diesel fuel was next. Regarding the process of biogas production, the evaluation of the life cycle of the process showed that the fodder used has the largest contribution to creating environmental pollution, and the contribution of electricity and diesel fuel are placed in the next ranks with a large difference from the effects of the consumed fodder. Biogas, which is the main output of the process, has not caused a negative environmental effect in any other index, except for the water consumption index (the effect of water consumption on human health, terrestrial and aquatic ecosystems). Fermented fertilizer, which is a by-product of biogas production, not only has no adverse effect on the environment, but by converting process waste into fertilizer suitable for soil nutrition, it has shown a positive effect in all indicators. Comparison of two processes of biogas production using anaerobic digestion of alfalfa and clover in terms of impact on environmental indicators showed that biogas production from alfalfa with a large difference compared to clover has better environmental conditions in all investigated indicators. This difference is more in indicators such as ozone layer destruction, water eutrification and destruction of mineral resources.

Due to the ever-increasing growth of the world's population and the demand for energy and the importance of environmental protection, researchers have paid more attention to renewable energy sources to replace fossil fuels, which are non-renewable sources of energy. Solar energy is one of these renewable energy sources that are abundant and accessible. One of the ways to use it and convert it into electrical energy is to use photovoltaic systems. But one of the big problems that these systems face is their low efficiency for converting electrical energy, which decreases as their surface temperature increases, so there are various methods to improve the efficiency of photovoltaic systems, one of these methods is the use of a cooling system. Is. Cooling reduces the surface temperature of the panel, and this can be done by using water, wind, and nanofluids that have a high rate of heat absorption and transfer. In this research, the immersion system, which includes a glass chamber with a height of 5 cm of water and copper oxide nanofluid based on distilled water in two volume ratios of 0.05% and 0.025% and in two different flow rates of 0.01 and 0.02 liters per second It was used as a cooling fluid. According to the obtained results and comparing them with the control panel in the same laboratory conditions, the thermal efficiency and total efficiency of the system with copper oxide cooling with a volume ratio of 0.025% and a flow rate of 0.02 liters per second were obtained more than water. But in this condition, the electrical efficiency of the control panel was higher than that of the system panel. The highest temperature decrease was also recorded in the flow rate of 0.02 and in the concentration of 0.025%, which was equal to 11.80 degrees Celsius. The thermal efficiency in this case was 94.69%, which decreased to 5.31%, which was expected to be an increase. Because, in general, the efficiency increases with the decrease of the surface temperature of the panel, but in this research, the result was the opposite, which is caused by the dark color of copper oxide nanofluid, because it prevents the panel from receiving the beneficial sunlight.

In this research, the method of cooling the solar panel surface using water and ethanol has been investigated. It was done in such a way that the surface of the solar panel was immersed in a cooling liquid with different concentrations. This cooling liquid was placed in a glass container and circulated cyclically. Then, the data obtained from these experiments were analyzed using Excel 2019 software, and the obtained results were discussed to determine the best concentration ratio for cooling the system. The average power of the control panel was higher compared to all the different fluids of the PV/T system. Its possible reasons are similar to those of electrical efficiency. The power created in the water fluid was more than all the fluids investigated in the PV/T system. Then, the proportion of solution containing 25% ethanol and water was placed in the next category. In the end, the lowest power was related to the ratio of the solution containing 50% alcohol ethanol and water among different conditions. Therefore, it seems that adding ethanol alcohol not only did not increase the power of the system, but also lowered it. By increasing the concentration ratio of ethanol alcohol solution and water, the power has decreased. Therefore, it seems that ethanol alcohol is not a suitable choice as a fluid for the immersion system. According to the results of the life cycle assessment, in the PV/T system, in most of the indicators, except for human toxicity (cancer) and extraction of minerals, the biggest impact on the pollution was related to the photovoltaic panel. This means that in the production phase of the photovoltaic panel, the main part of creating pollution of the PV/T system is related to this phase. 79.9% of ionizing radiation pollution was caused by photovoltaic panels.

با ازدیاد جمعیت جهان، نیاز روز افزون انسان به آب آشامیدنی افزایش می یابد. اما منابع آب شیرین به دلیل تغییرات اقلیمی از دسترس خارج شده و تولید آب شیرین از آب دریاها و اقیانوس ها همیشه مورد توجه محققان بوده است. ایران دارای پتانسیل بالا جهت استفاده از انرژی خورشیدی بوده و دسترسی به آب های آزاد از شمال و جنوب باعث شده است توجهات به سمت آب شیرین-کن های خورشیدی چند برابر شود. استفاده از سامانه های آب شیرین کن خورشیدی یک راهکار مناسب و با صرفه اقتصادی برای تولید آب شرب از منابع آب شور است. هدف از انجام این تحقیق افزایش عملکرد سامانه آب شیرین کن خورشیدی با استفاده از سامانه ذخیره ساز گرمای نهان انرژی خورشیدی و سامانه ردیاب خورشیدی است. از آب به عنوان سیال کاری و کلکتور سهموی به عنوان منبع تولید انرژی حرارتی برای تولید آب شیرین به صورت تجربی مورد استفاده قرار گرفت. به دلیل نوسانات شدت تابش خورشیدی هدر رفت حرارتی از سامانه افزایش می یافت که استفاده از مواد تغییرفازدهنده باعث ذخیره سازی انرژی در ساعات اوج و آزاد نمودن در ساعات کاهش شدت تابش و یا نبود تابش خورشیدی بود. به این منظور از مواد تغییر فاز دهنده به صورت لوله ی مارپیچ 6 میلی متری با گام 7 سانتی متر درون لوله کانونی استفاده شد. جهت ارزیابی عملکرد حرارتی سه دبی جریان سیال کاری 9/1، 1/3 و2/4 لیتر بر دقیقه در سه روز متوالی از ساعت 10:00 تا 14:00 در نظر گرفته شد. نتایج بررسی ها نشان داد که سامانه آب شیرین کن خورشیدی مجهز به مواد تغییر فاز دهنده بیشترین راندمان حرارتی را در دبی2/4 لیتر بر دقیقه و کمترین آن با سرعت 9/1 لیتر بر دقیقه بوده است. استفاده از مواد تغییر فاز دهنده باعث بهبود راندمان حرارتی به میزان 05/3 درصد بود. آب شیرین تولیدی در اینحالت 976 سی سی بود که به طور قابل ملاحظه ای باعث کاهش سختی موجود در آب شرب شده بود. برای بررسی تغییرات حرارتی درون لوله دریافت کننده از روش دینامیک سیالات محاسباتی برای سه گام 5، 7 و 10 سانتی متر استفاده شد. نتایج نشان داد با کاهش گام لوله مارپیچ، به دلیل افزایش عدد ناسلت میزان گرمای حاصل شده افزایش می یابد.

افزایش روزافزون تولید پسماندهای شهری، روستایی و صنعتی و نحوه مدیریت و دفن این پسماند ها یکی از چالش های جوامع بشری می باشد. از سوی دیگر تقاضا برای انرژی و محدود بودن منابع انرژی فسیلی، توجه جوامع را به سوی انرژی های تجدید پذیر معطوف کرده است. بیو انرژی یکی از انواع انرژی های تجدیدپذیر است که از مواد آلی معروف به زیست توده تولید می شود. زیست توده اصطلاحی گسترده است و به طورکلی به ضایعات و بقایای گیاهی و حیوانی اطلاق می شود. در پژوهش حاضر، تولید بیوگاز از هضم بی هوازی ترکیب کود گاوی و بقایای محصولات گندم، جو و نخود (با نسبت 70:30) در مقیاس آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفت و سپس شاخص های اقتصادی، انرژی و چرخه حیات آن ارزیابی شد. تحلیل نتایج شاخص های اقتصادی نشان داد که از بین سه ترکیب مورد مطالعه، تولید بیوگاز از ترکیب ضایعات گندم و کود گاوی بیشترین میزان سودآوری و تولید بیوگاز از ترکیب ضایعات نخود و کود گاوی کمترین سودآوری را داشته است. بررسی شاخص های انرژی نشان داد در فرآیند تولید بیوگاز از هر تن ترکیب ضایعات نخود، گندم و جو با کود گاوی، نسبت انرژی خالص به ترتیب برابر با 649/1، 613/1 و 554/1 بود. همچنین در این فرآیند انرژی خالص استحصال شده برای هر تن ترکیب ضایعات نخود، گندم و جو با کود گاوی به ترتیب برابر با 4/12191، 4/11816 و 554/10956 مگاژول بود. به عبارت دیگر، تولید بیوگاز از ترکیب ضایعات نخود با کود گاوی بهترین نتایج و ترکیب ضایعات جو با فضولات دامی ضعیف ترین نتایج را از دیدگاه تحلیل انرژی به خود اختصاص داده اند. اثرات ارزیابی پیامد چرخه حیات (LCIA) در فرآیند تولید بیوگاز در سه سناریوی مختلف ترکیب ضایعات گندم، جو و نخود با کود دامی با بررسی شاخص های میانی و اصلی مورد ارزیابی قرار گرفت. مطابق نتایج به دست آمده، ترکیب ضایعات نخود با کود گاوی نسبت به دو ترکیب دیگر بیشتر دوستدار محیط زیست بوده و سناریوی مناسب تری از دیدگاه ارزیابی چرخه حیات می باشد.

امروزه انواع مختلفی از منابع انرژی تجدیدپذیر وجود دارد که در میان آنها انرژی خورشیدی است، بیشترین استفاده را دارد. جمع کننده خورشیدی تخت یکی از اجزای مهم سامانه های جاذب انرژی خورشیدی مانند خشک کن های خورشیدی است. این جمع کننده ها به دلیل طراحی و ساخت آسان و در دسترس بودن اجزا برای خشک کردن محصولات کشاورزی بیشتر مورد توجه است. اما در مقابل کارایی این جمع کننده ها بازده آن ها نسبت به جمع کننده های دیگر بسیار کم است (کمتر از 40 درصد). بنابراین استفاده از فناوری های جدید پمپ حرارتی، مواد تغییر فاز دهنده، سامانه جریان بازگشتی، منعکس کننده ها) برای بهبود کارایی این جمع کننده ها لازم و ضروری به نظر می رسد. در این تحقیق از درون جمع کننده خورشیدی صفحه تخت از مواد تغییر فاز دهنده به صورت لوله های cm 15 استفاده شده است. این لوله ها در پنج ردیف پنج تایی به فواصل 5، 10 و 15 سانتی متر روی ردیف ها قرار می گیرند. برای ارزیابی عملکرد حرارتی سه سرعت هوا (m/s 5/0، 1 و 2) در نظر گرفته شد و برای ارزیابی عملکرد خشک کردن از محصول سنجد استفاده شد. محصول سنجد بر روی سینی نمونه در داخل کابینت قرار گرفته و با برگشت جریان هوا با سامانه جریان بازگشتی، عمل خشک کردن نمونه های سنجد صورت می گرفت. رطوبت این نمونه ها برای آسیاب نمودن بایستی به کمتر از 10 درصد می رسید. برای مدلسازی سینتیک خشک شدن، هفت مدل ریاضی به داده های خشک شدن برازش شد و مدل هندرسون و پاپیس با ضریب همبستگی بیشتر از 97/0 و ریشه میانگین مربعات کمتر از 05/0 به عنوان بهترین مدل انتخاب شد. تاثیر سرعت هوا نسبت به جایگاه قرارگیری ماده تغییر فاز دهنده بر خشک شدن بیشتر بود. با بررسی بازده حرارتی جمع کننده خورشیدی این نتیجه حاصل شد که بهترین بازده حرارتی در سرعت هوای m/s 2 با PCM به فواصل cm 15 به میزان 29/56 درصد اتفاق می افتد. بازده حرارتی جمع کننده در ساعات انتهایی روز به علت آزادسازی انرژی حرارتی (با وجود پایین بودن تابش خورشیدی) افزایش پیدا کرد. در این حین بیشترین بازده خشک کردن نیز 72/36% به دست آمد. برای بررسی مدلسازی جریان حرارت در درون جمع کننده خورشیدی، شبیه سازی به کمک دینامیک سیالات محاسباتی صورت گرفت. نتایج به دست آمده نشان داد مدل اعمال شده برای شبیه سازی با دقت بالا (97/0 > R2) و خطای کم (3%RE<) می تواند برای پیش بینی دمای نقاط مختلف جمع کننده وبهینه سازی مورد استفاده قرار گیرد. بررسی های کیفی (رنگ، چروکیدگی و نسبت بازجذب رطوبت) محصول خشک شده نیز نشان داد، استفاده از ماده تغییر فاز دهنده به همراه سامانه جریان بازگشتی اثر منفی بر کیفیت محصول خشک شده نداشت.

در این مطالعه، تأثیر استفاده از مواد تغییر فاز دهنده در خشک کن کابینتی بر عملکرد حرارتی و راندمان خشک کردن مورد بررسی قرار گرفت. سه موقعیت مربوط به مواد تغییر فاز دهنده در داخل کابینت شامل قرارگیری در طبقه پایین، طبقه میانی و طبقه بالا در نظر گرفته شد و نتایج با یکدیگر مقایسه شد. مطابق نتایج تجربی، مصرف انرژی ویژه برای خشک کردن ورقه های گوجه فرنگی بین MJ/kg 87/14 - 32/11 بود. زمان خشک شدن ورقه ها با استفاده از مواد تغییر فاز دهنده در طبقه پایین خشک کن کابینتی نسبت به سایر حالت ها کاهش یافت. بر اساس موقعیت مواد تغییر فاز دهنده، راندمان کلی حرارتی خشک کن کابینتی از 23/35 تا 92/38 درصد برای موقعیت های مختلف از مواد تغییر فاز دهنده متغیر بود. شبیه سازی با روش دینامیک سیالات محاسباتی سامانه به وسیله نرم افزار Ansys 2015 انجام شد و نشان داد که عملکرد حرارتی خشک کن کابینتی را می توان با دقت مناسبی پیش بینی نمود (95/0

در این پژوهش، یک سامانه هوشمند ردیف کار ماشین کاشت نخود ساخته شد و مورد ارزیابی قرار گرفت. برای بررسی یکنواختی و دقت در کاشت نخود از شاخص های نکاشت، چند کاشت، کیفیت تغذیه و دقت در فاصله کاشت استفاده شد. متغیرهای سرعت حرکت رو به جلو تراکتور در سه سرعت 3، 5 و 7 کیلومتر بر ساعت و فاصله بین بذرها در سه سطح 5، 10 و 15 سانتی متر مورد آزمون قرار گرفتند. تاثیر متغیر سرعت بر روی تمامی شاخص ها در سطح یک درصد معنی دار بود. تاثیر متغیر فاصله بین بذرها نیز بر روی شاخص های چند کاشت، کیفیت تغذیه و دقت در فاصله کاشت در سطح یک درصد معنی دار بود، لیکن اثر معنی داری بر روی شاخص نکاشت نداشت. در هیچ کدام از شاخص ها، متغیرهای سرعت و فاصله بین بذرها اثر متقابل نداشتند.

راندمان حرارتی پایین یکی از مشکلات اصلی استفاده از کلکتورهای خورشیدی در زمینه های مختلف مانند خشک کن های خورشیدی است. در مطالعه حاضر، تأثیر استفاده از مواد تغییر فاز دهنده در کلکتور صفحه تخت بر عملکرد حرارتی و راندمان خشک کردن مورد بررسی قرار گرفت. سه موقعیت مربوط به مواد تغییر فاز دهنده در داخل کلکتور شامل تجمع در ابتدای کلکتور، تجمع در انتهای کلکتور و پخش شده به صورت برابر در کل کلکتور در نظر گرفته شد و نتایج با کلکتور بدون مواد تغییر فاز دهنده مقایسه شد. نتایج تجربی نشان داد که مصرف انرژی ویژه برای خشک کردن ورقه های گوجه فرنگی بین 01/15 تا 87/12MJ/kg است. زمان خشک شدن ورقه ها با استفاده از کلکتور با مواد تغییر فاز دهنده در قسمت انتهایی نسبت به حالتی که مواد تغییر فاز دهنده وجود نداشت کاهش یافت. بر اساس موقعیت مواد تغییر فاز دهنده، راندمان حرارتی کلکتور حدود 07/3% تا 51/10% افزایش یافته است. راندمان کلی از 98/24 تا 22/18 درصد برای موقعیت های مختلف از مواد تغییر فاز متغیر بود. شبیه سازی CFD سامانه توسط Ansys 2015 انجام شد و نشان داد که عملکرد حرارتی کلکتور را می توان با دقت مناسبی پیش بینی نمود (95/0

با توجه به افزایش نیاز روزافزون انسان به آب آشامیدنی و این مسئله که بخش عمده ذخایر آب، در دریاها و اقیانوسها بهصورت غیرقابل آشامیدنی و شور میباشد، تولید آب شیرین همیشه موردتوجه جوامع بشری بوده است. از سویی با توجه به پتانسیل بالای ایران در بهرهبرداری از انرژی خورشیدی )خصوصا مناطق شمالی از جهت دسترسی به آبهای آزاد، مناطق مرکزی و جنوبی از جهت میزان تابش خورشیدی بالا(، استفاده از آبشیرینکن خورشیدی راهکاری مناسب برای تولید آب شیرین موردنیاز کشاورزی در این مناطق میباشد. در این پژوهش ابتدا بهصورت کلی انواع کلکتورهای خورشیدی معرفیشدهاند. سپس با توجه به هدف اصلی که طراحی و ساخت سامانه آبشیرینکن خورشیدی بوده، ویژگیهای هندسی و معادلات حاکم بر این سامانه بررسیشده است. در این طرح کلکتور سهموی طوری طراحیشده است که درشیبی برابر با عرض جغرافیایی منطقه قرار خواهد گرفت. کلکتور سهموی ترکیبشده با آبشیرینکن خورشیدی مجهز به پمپ خلاء، طراحی و ساخته و سپس عملکرد آن موردبررسی قرار گرفت. سامانه ردیاب خورشیدی، استفاده از نانو سیال به عنوان سیال کاری و همچنین استفاده از مواد تغییر فاز جهت ذخیره انرژی، از نوآوریهای طرح حاضر میباشد.

بازده مصرف انرژی در استفاده از ماشین ها و ادوات کشاورزی در سال های اخیر مورد توجه قرار گرفته است. انرژی مصرفی ماشین های برداشت غلات می تواند تا 32 درصد از کل انرژی مصرفی مزرعه را شامل شود. بنابر این بازنگری در طراحی این قبیل ادوات ضروری به نظر می رسد. برای بهینه سازی مصرف انرژی این ادوات، پارامترهای مختلفی می تواند دخیل باشد. در پژوهش حاضر تاثیر زاویه تمایل تیغه، زاویه تیزی تیغه، سرعت حرکت رفت و برگشتی تیغه درکاهش نیرو و تنش برشی و نیز انرژی مصرفی در برداشت کلزا (Brassica napus L.) بصورت کارگاهی مورد مطالعه قرار گرفت. تغییرات مقدار نیرو و تنش برشی و نیز انرژی مصرفی برای سه زاویه تیزی تیغه (30، 45 و60 درجه)، سه زاویه تمایل تیغه (30، 45 و 60 درجه)، سه سرعت حرکت رفت و برگشتی با کورس 6/7 سانتی متر (800، 1100 و 1400 کورس بر دقیقه) و سه رطوبت (21-18، 23-21 و 25-23 درصد بر پایه تر) مورد بررسی قرار گرفته است. از یک سامانه شامل یک الکتروموتور AC، اینورتر، نیروسنج، برد آردوینو، رایانه، فک متحرک، فک ثابت، گیره های نگه دارنده و مکانیزم لنگ و چلاق دست که به همین منظور ساخته شد برای اندازه گیری نیروی برش ساقه استفاده شد. برای اندازه گیری نیروی برش ساقه از یک دستگاه اینستران، مدل STM-1 با ظرفیت 1کیلونیوتن و دقت 01/0 نیوتن به عنوان مرجع نیز استفاده شد. برای یافتن مدل تخمین گر بین متغیر های مستقل و وابسته از رگرسیون چند جمله ای استفاده شد. نتایج تجزیه واریانس نشان داد که تمام پارامترهای مورد بررسی شامل زاویه تمایل تیغه، زاویه تیزی تیغه، سرعت حرکت رفت و برگشتی تیغه و نیز رطوبت ساقه روی نیرو و تنش برشی در سطح 1 % معنی دار بود. کمترین و بیشترین مقدار تنش برشی به ترتیب مربوط به زاویه ی تیزی تیغه 30 و 60 درجه بود. بعلاوه در زاویه های 45 و 60 درجه قرارگیری تیغه دارای کمترین و بیشترین تنش برشی بود. رطوبت ساقه کلزا هم روی تنش برشی در سطح 01/0 معنی دار بود. رطوبت ساقه 24 % دارای کمترین و رطوبت ساقه 19 % دارای بیشترین تنش برشی بود. همچنانکه انتظار می رفت، سرعت 1400 کورس بر دقیقه دارای کمترین و سرعت 800 کورس بر دقیقه دارای بیشترین تنش برشی ساقه بود. لذا با انتخاب زاویه تیزی 30 درجه، زاویه قرارگیری تیغه 45 درجه، رطوبت ساقه 24 % و سرعت حرکت رفت و برگشتی 1400 کورس بر دقیقه می توان انتظار داشت که مصرف انرژی برشی ساقه کلزا کاهش یابد.