الگوی طراحی پوسته تلفیقی بهینه در تولید برق خورشیدی با بهره گیری از الگوریتم ژنتیک در اقلیم سرد ایران

تامین انرژی الکتریکی مورد نیاز در ساختمان های انرژی کارا توسط خود بنا یکی از راهبردهای توصیه شده در کاهش سهم عمده بخش ساختمان در کل سرانه مصرف انرژی است؛ در این بین سامانه های پیل خورشیدی یکپارچه با پوسته بنا به دلیل قرارگیری در سطح بیرونی ساختمان موقعیت ممتازی در تولید الکتریسیته دارند اما تغییرات زیاد شدت و جهت تابش نور خورشید در طی فصول و در طول روز باعث کاهش بازده این سامانه ها می شود. این پژوهش که بستر مطالعاتی آن اقلیم سرد ایران است، نشان می دهد که طراحی الگوریتمیک یک پوسته تلفیقی از ترکیب بازتابنده تخت و پیل خورشیدی بر اساس الگوی تابش راهکاری کارآمد درافزایش بازده الکتریکی پوسته به ویژه در فصل تابستان است. پژوهش از منظر ماهیت در دسته تحقیقات کمی از بعد هدف، کاربردی و از جهت روش در زمره پژوهش های توصیفی- شبیه سازی قرار دارد. در این تحقیق از افزونه گرس هاپر برای پیاده سازی الگوی مولد پوسته و از الگوریتم ژنتیک درروند بهینه سازی استفاده شده و روند رسیدن از سوال به جواب با روش استدلال منطقی انجام شده است. در این پژوهش افزایش بازده سامانه پیشنهادی به میزان ۸۷.۳۸ درصد در ابتدای فصل تابستان، ۳۳/۶۳ درصد در شروع فصل بهار و ۱۷.۸۳ درصد در آغاز فصل زمستان با میانگین ۴۶.۴۴ درصد در طول سال محاسبه شد. یافته های پژوهش شش مولفه اصلی سازنده پوسته تلفیقی را در تعیین بازده آن موثر دانست که به ترتیب تاثیر عبارت اند از زاویه شیب عرضی بازتابنده های طرفینی، زاویه شیب عرضی بازتابنده های زیرین، عمق افقی بازتابنده های کناری، تعداد تقسیمات پوسته در امتداد قائم، شیب طولی بازتابنده های کناری و درنهایت کمترین تاثیر  که مربوط به  شیب طولی بازتابنده های زیرین است؛ به طوری که درصد تاثیر مهم ترین مولفه بر افزایش شدت تابش ۶۴.۱۴ درصد و بر افزایش سطح بازتابش ۶۲.۲۱ درصد به دست آمد و برای کم اثرترین مولفه بر بازده این مقادیر به ترتیب ۱۵.۸۵ و ۱۵.۹۰ درصد محاسبه گردید.

کلیدواژه ها:

نمای یکپارچه با پیل خورشیدی ، پوسته تلفیقی ، بازتابنده تخت ، الگوریتم ژنتیک ، بازده الکتریکی