شبیه سازی انرژی، اگزرژی و اقتصادی یک گلخانه نیمه خورشیدی با راستی آزمایی تجربی

Abstract

در این مطالعه با استفاده از نرم افزار متلب، مدلسازی دینامیکی یک گلخانه نیمه‌خورشیدی از دیدگاه انرژی، اگزرژی و اقتصادی برای اولین بار در ایران، با توجه به مستندات علمی منتشر شده، انجام شده است. این مدلسازی با در نظر گرفتن تبخیر و تعرق گیاه، دمای چهار نقطه متفاوت از داخل گلخانه نیمه‌خورشیدی را پیش-بینی کرده است. جهت راستی‌آزمایی مدل ترمودینامیکی این شبیه‌سازی، از داده‌برداری انجام شده از گلخانه نیمه‌خورشیدی ساخته شده در شهر تبریز استفاده شده است. داده‌های ثبت شده در طول آزمایش، اختلاف دمای قابل ملاحظه °C‌ 5/19 درجه سانتیگراد بین هوای داخلی گلخانه و هوای بیرون را نشان داده است. مقادیر متوسط %5/97، %87، %08/6، °C2 4/213 و °C 1/2 برای توابع خطای ضریب تبیین ، درصد کارایی ، درصد میانگین خطای مطلق ، مجموع مربعات خطا و ریشه متوسط مربعات خطا نشان‌دهنده دقت مدلسازی حرارتی می‌باشد. علاوه‌براین در این پژوهش، مقادیر نابودی اگزرژی در فرآیندهای انتقال حرارت گلخانه مورد تحلیل قرار گرفته است. با توجه به اینکه تولید شرایط دمایی مناسب برای رشد گیاه به عنوان هدف اقتصادی این مطالعه در نظر گرفته شده است، هزینه واحد هوای داخلی گلخانه برای بازه زمانی یک دقیقه بررسی گردیده است. با افزایش نرخ بهره از %10 به %20، هزینه واحد هوای داخل گلخانه تقریبا دو برابر شده است. استفاده از شیشه-های دو جداره توانسته است نابودی اگزرژی را تا % 36/45 کاهش دهد.