Masood Ebrahimi

In this research, the permanent available flow of the water transmission system to Sanandaj city from the Azad dam has been used for green and environmentally friendly use by utilizing reactive hydropower turbines that require high flow rate and low pressure. And by recycling the energy of the water transmission line, which is finally used to produce hydrogen and oxygen on an industrial scale for sale to various industries such as hospitals, alcohol industries, rubber industry, etc.Finally, you can get a significant income from this process. At the tunnel entrance of the first system, using a flow rate of 〖3m〗^3/s at an approximate pressure of 4.5 bar, 1.2 Mwh of electricity can be produced, which in normal conditions is used to produce 13.14 kg/hr of hydrogen and 210/24 kg/hr of oxygen. can be And at the same time, the fuel cell of the exchange membrane type is also used to use the excess hydrogen and oxygen produced to produce electricity and heat for secondary uses.

Reducing energy resources, global warming and carbon dioxide emissions, increasing energy costs and demand have led to the use of more efficient methods for energy conversion and the design of new systems for electricity generation. In recent years, subsystems of gas turbines, reciprocating engines or piston engines, Rankine cycles, fuel cells, organic Rankine cycles, and hybrid energy systems have been used to increase the efficiency of power plants. One of the ways to increase efficiency and save energy consumption is to use combined systems such as combined heat and power (CHP) and combined cooling, heat and power (CCHP). In this thesis, a CCHP system is investigated based on exergy, economic, and environmental concepts. The proposed system used an autocycle to produce power and also provide the required heat to start the single-effect absorption refrigeration cycle. The results obtained from the case study, show that the power, heating, and cooling load produced by the system are 25.63 MW, 14.49 MW, and 15.41 MW respectively. As well as the energy and exergy efficiency are 89.49% and 53% respectively. An analysis was done to calculate the net present value (NPV) as well as the payback period (PP), which was calculated by taking into account Celec=0/15 $/kWh, CFuel=15/24 $/GJ and Ccooling=0/17 $/kWh the investment return time of 3.82 years and the total income of the system at the end of the system's life (twenty-year period) is 12.71 million dollars. Also, to more investigate, using EES software, several parametric studies were conducted on the proposed system to determine the effect of parameters of compression ratio, engine speed, and temperature difference of the inlet and outlet fluid to the water heater chamber on the main variables of the system.

Considering the widespread use of gas turbines in the power plant and oil and gas and petrochemical industries, and on the other hand, the limitation and lack of fresh water in most parts of Iran, in this research, a case study of the heat recovery of GE gas turbines for the simultaneous production of electricity, Cooling and production of fresh water from sea water has been done by simulation with EES software. The noteworthy point is that the main equipment of the proposed cycle for the simultaneous production of water, electricity and cold are all real equipment and modeled with the technical information of their manufacturing companies, so the results are very close to reality. Also, the validation of different parts of the cycle has been presented. The results show that using the output of a 35 MW gas turbine, about 2000 cubic meters per day of fresh water and 7.8 MW of cooling is produced by means of a lithium bromide absorption chiller, and the cycle efficiency reaches about 56%.

With the warming of the earth and the limited resources of fossil fuels and the desire of societies for more comfort and well-being, need to optimize heating devices is becoming more important. Domestic gas boilers are used electric power, so they need to be changed and modified. In this current research, the feasibility of using thermoelectric materials in the chimney of these devices, which are the places where the exhaust and wasted heat exit, is investigated. Waste heat can be stored in the battery by using a thermoelectric module and can supply the device with electricity for two hours during a power outage. The proposed model is a double-walled chimney with an octagonal cross-section, which is equipped by rectangular fins. The effect of the number of fins on the surface temperature of the inner wall has been analyzed by Ansys Fluent software, and the results for the model with more fins were about 8 degrees higher. In this research, 80 thermoelectric are considered on the surface of the inner wall of the chimney, and the production power at the average annual temperature of Sanandaj city is about 217 watts. Also, this production power is calculated all months of the year, which is the highest in the first month of winter and the lowest power is in the first month of summer .The problem has been coded with EES software and the influencing parameters such as the temperature of the hot and cold side of thermoelectric and the speed, heat transfer coefficient, and Reynolds number of the exhaust flow on the power have been calculated. Then we investigated the internal thermoelectric parameters such as Seebak coefficient, thermal conductivity coefficient, thermoelectric internal resistance and load resistance on power generation and finally, using the thermoelectric module in the Ansys software, we compared the desired code with the results of the software under equal conditions.

In the last few decades, renewable energy has been seen as a possible solution to the energy problems of rural and remote areas, especially in cold areas. This study will focus on the feasibility of using renewable energy according to different locally available energy sources, namely biomass and biogas and hydropower. Water that has passed through the villages of this region. It is possible to use hydropower. Also, because the occupation of most villagers is livestock and agriculture, it is possible to use biomass energy. In addition to these energies, it is possible to use networks, electricity and gas distribution in situations where renewable energy can provide rural consumption. Do not have to exist. In this dissertation, the supply of electricity, thermal energy and cooling of one of the surrounding villages and along the transmission lines of Gavoshan Dam, which have piped drinking water and natural gas, as well as connected to the national electricity network, is investigated. In this research, after estimating the electrical, heating and cooling needs of a target village, it generated electricity by using the water flow in the Gavoshan dam canal and using a water turbine, and also used biogas to generate electricity and heat. will be. Therefore, in order to calculate the potential of hydropower, water turbines have been designed for these canals. The modeling was performed in Ansys software environment and after examining the types of profiles, water turbines were designed and presented according to the water velocity in the canals. Finally, according to the number of livestock in the village, a biogas system was designed and the amount of biogas produced was determined. Finally, practical and applicable proposals from economic, thermodynamic and technical perspectives were presented. The results show that using the biogas system, 100286.67 cubic meters of natural gas can be produced, equivalent to 43% of the gas consumed in the village during the year. Also, the simulation of hydrokinetic turbines shows the efficiency of these turbines about 90%. If a turbine with a diameter of 4 meters and a water speed of 2 meters per second is used, in addition to meeting the electricity needs of the village during the year 39366 kW It injected electricity into the electricity distribution network.

In this research, modeling and analysis of power and heat production from different biological sources by fuel cells has been done. In order to use biological resources, two methods of steam reforming and dry reforming to produce the hydrogen required for the fuel cell have been studied. The fuel cell used in this study is solid oxide and the effect of different biogas sources has been investigated by different ratios of carbon dioxide and methane. In order to better compare steam reforming and dry reforming, modeling and comparison have been done for both. The analysis is Thermo economic and all the parameters studied in the range 0.5≤RCTC≤4 are examined that RCTC is the molar ratio of carbon dioxide to inlet methane. To validate the proposed model, the results of the work are compared with experimental research and theoretical research and it is shown that this work is closer to reality than the theoretical research. The relevant diagrams are drawn and some of the results of this research are given below. Overall efficiency changes for both cycles showed that the first cycle was better. In terms of kilowatts, the Rankin cycle has performed better than the second cycle for all RCTCs studied. In line with the economic analysis of the first cycle, we came to the conclusion that in 2≤RCTC≤3.5 is the most economically optimal operating range of this cycle, and for the second cycle, of course, no optimal point is visible. In general, the first cycle has shown better results in performance, but by examining the carbon pollution (graphite accumulation at the cathode) in the fuel cell and the fact that this is inevitable in the first cycle in terms of fuel cell life and health of the second cycle, the results Showed better .

In this research, a hybrid power generation system based on thermoelectric generator and wind turbine that is suitable for power plant applications has been designed and investigated. In this study we have been tried to examine the results and stages of research both theoretically and in software. In the design of this system, the solar air collector and the solar chimney have been used for two purposes, one to help increase the wind speed by the thermosyphonic property of the air and to heat the air when passing through the duct and adjacent to the absorber plate of the collector that is heated by sun, and another application is to use the absorber plate as a thermoelectric heat source. Thermoelectrics are installed under the absorber plate of the solar collector and this plate acts as a hot source of thelmoelectrics, and also the air passing through the collector duct is considered as a cold source of thermoelectric. In front of the solar chimney outlet, we have installed a savonius vertical rotation axis wind turbine, and we can use the air speed increase caused by warming air and reducing its density to help the blades rotate. To ensure the results, the performance of each of the main components of the system has been compared and validate with the work of other researchers. The results showed that for a given optimal state, each thermoelectric generator and savonius wind turbine are capable of producing 25 and 2.45 watts per day, respectively. In addition, the efficiency of the solar air collector, the thermoelectric generator and the power coefficient of the savonius wind turbine in a given hour are 61, 17 and 19.56 percent. Under these conditions, the average speed of the air coming out of the solar chimney reaches 2.316 m/s, so the total power in the wind is equal to 2.173 w. According to the results of economic analysis, the cost of initial investment and annual cash flow are equal to 162230000 and 10096320 IRR respectively and also cost payback time is 16.07 years. Since we have not used fossil fuels in this system, it can prevent the production of 1857.436 kg CO_2 per year.

Electricity generation in the thermodynamic cycles usually results in significant heat loss, however generating several products along with electricity may increase the fuel utilization coefficient. In the present research, a novel cycle combining four technologies of solid oxide fuel cell, micro-gas turbine, water desalination, and metal hydride storage system is proposed to produce power, heat, drinking water, and storing additional power as hydrogen in the metal hydride in micro scale. The high quality exhaust of fuel cell is used in a micro-gas turbine. The micro gas turbine exhaust is then used in a heat recovery steam generator for steam generation in a single effect ejector compression desalination system in small scale. The system is simulated thermodynamically and according to the data reported by the ministry of power, it was found that the proposed cycle can provide required power for 5 houses and fresh water for 32 people. Some of the most important results are as follow. The desalination system performance ratio was 1.55, the cycle electrical efficiency was 65.01%, the overall efficiency was 72.99%. In addition, this cycle is able to storage 623.68 kg H2 per year which is equal to 20.789 MW. There is possibility to sell 1.32 MW per year of electricity and recovering 214.831 kW per year of thermal energy release due to hydrogen loading process. The cycle is analyzed in different configurations, and parametric study is provided for different design parameters. Overall, according to the results the cycle is thermodynamically applicable and can save energy resources while reducing environmental pollutions.

در طول چند سال گذشته، انرژیهای تجدیدپذیر به عنوان راه حل ممکن، برای مشکلات انرژی مناطق روستایی دور افتاده در مناطق سرد دیده شده است. این کار، بر امکان سنجی استفاده از سیستمهای انرژی تجدیدپذیر با توجه به منابع مختلف انرژی قابل تجدید در دسترس به صورت محلی، یعنی انرژی خورشیدی، زیست توده و بیوگاز با سیستم باتری و همچنین CHP پرداخته است. در این پایان نامه به بررسی تامین انرژی سه روستای سردسیر و سختگذر پیجبن، نرملات و دینهرود که در الموت شرقی استان قزوین واقع شدهاند؛ پرداخته شده است. به دلیل فقدان شبکه سراسری برق و لولهکشی گاز در سه روستای مورد مطالعه، مقدار برق و گاز مصرفی هر خانوار توسط قبضهای گاز و برق مصرفی روستاهای مشابه از لحاظ آب و هوایی، تخمین زده شده است. بررسی قبوض نشان داد که هر خانوار حدود 14 مترمکعب گاز طبیعی در هر روز در فصل زمستان و حدود 3/5 کیلوات ساعت برق در روز مصرف میکند. سه سناریو برای این تحقیق در نظر گرفته شده است. در مرحله اول، تمام گرمایش )همچنین پخت و پز( و نیازهای برق تنها توسط سیستم فتوولتاییک برآورده شده است. در سناریو دوم، گرمایش و الکتریسیته از طریق سیستم بیوگاز و موتور CHP تامین گردیده است؛ و از اتلاف حرارت موتور CHP جهت گرم کردن هاضم استفاده شده است. در بررسی آخر، نیاز الکتریسیته توسط سیستم فتوولتاییک و در کنارش نیاز گرمایشی توسط بیوگاز پوشش داده شده است. علاوه بر آن، گرمای مورد نیاز جهت عملکرد هاضم توسط سیستم فتوولتاییک تامین شده است. در هر سناریو، حجم هاضم و تجهیزات سیستم خورشیدی محاسبه گردیده است.در آخر، تحلیل اقتصادی بر حسب ارزش فعلی خالص برای نرخهای تنزیل 5 ،% 10 % و 15 % انجام شده است. سر انجام بهترین ترکیب برای تامین انرژی این روستاها توصیه شده است.

موضوع انرژی و یافتن راه کارهایی جهت کاهش مصرف آن موضوعی است که سالیان متمادی توجه محققین را به خود معطوف نموده است. تولید انرژی الکتریکی در نیروگاه هایی با راندمان نسبتا پایین و در کنار آن اتلافات ناشی از انتقال آن به نقاط مصرف و دلایلی دیگر موجب شد تا تلاش ها در جهت تولید الکتریسیته در نقاط مصرف معطوف گردد و با بهره گیری از انرژی حرارتی اتلافی از سیکل تولید توان، سایر نیازهای سرمایشی و گرمایشی مورد نیاز تأمین شود. این روش گامی بسیار موثر در کاهش مصرف سوخت به شمار می آید. در این تحقیق سیستم های جدید تولید همزمان در ابعاد میکرو که قابلیت حمل توسط افراد را دارند پیشنهاد شده اند و ضمن طراحی و انتخاب اجزای آنها، تحلیل ترمودینامیکی و اگزرژی آنها توسط نرم افزار EES در شرایط اقلیمی مختلف انجام شده اند. شرایطی که بهترین عملکرد این سیستم ها در آن رخ می دهد تعیین شده اند و سیکل های تولید همزمان قابل حمل پیشنهادی این تحقیق بر اساس نتایج بدست آمده از لحاظ معیارهای اقتصادی، ترمودینامیکی، زیست محیطی و سایر معیارها بررسی شده اند و با استفاده از روش تصمیم گیری چند معیاری (MCDM) مناسب ترین سیستم در هر حالت مشخص شده است. نتایج نشان داد که سیستم پیشنهادی مبتنی بر میکرو توربین گاز با وزنی حدود 15 کیلوگرم قادر به تأمین همزمان بارهای فرد با حداکثر راندمان 16% در حالت سرمایش و 21% در حالت گرمایش می باشد و سیستم پیشنهادی مبتنی بر پیل سوختی غشاء تبادل پروتون با وزنی حدود 5 کیلوگرم قادر به تأمین همزمان بارهای فرد با حداکثر راندمان 12% در حالت سرمایش و 37% در حالت گرمایش می باشد. همچنین نتایج نشان داد که هر دو سیستم پیشنهادی در حالت گرمایشی عملکرد مناسب تری نسبت به حالت سرمایشی دارند و در حالت قابل حمل پوشیدنی( حالتی که فرد در حین حرکت خود از سیستم استفاده می نماید) سیستم مبتنی بر پیل سوختی با توجه به موضوع وزن، ایمنی و .... نسبت به سیستم مبتنی بر میکرو توربین گازی عملکرد مناسب تری دارد. در حالت قابل حمل غیرپوشیدنی نیز سیستم مبتنی بر پیل سوختی در حالت زمستانی عملکرد مناسب تری دارد ولی در حالت تابستانی سیستم مبتنی بر میکرو توربین گازی عملکرد مناسب تری دارد.

In the present study, two cycles for combined production of electricity and heat that are suitable for residential use, was designed and analyzed. The main components of both cycles, are the hybrid photovoltaic-thermal (PVT) and thermoelectric generator (TEG) system. In both cycles, the thermal photovoltaic system generates electricity and heat simultaneously. The electricity generated is stored in a battery. To use the hot water produced and generate more electricity, thermoelectric materials were used as generators in both cycles. As the thermoelectric generator was placed between the source and the heat sink, the electrical potential was created by setting the temperature difference. The hot water produced by the PVT system was used as a heat source and water at 20 ° C as a heat sink. In the first cycle, water was entering into the collector channel by receiving the heat of the sun's radiation, the temperature rises and is stored inside the storage tank. In the second cycle, at the first hour of the day, the storage tank contained water with a temperature equal to the ambient temperature, which was entering into the collector by a pump, and then returned to the storage tank after receiving the heat from the adsorbent plate. Mathematical models of hybrid photovoltaic-thermal systems, thermoelectric generators and other components of cycles were extracted and coded with the MATLAB computer program. To ensure the models, the performance of each of the main components of the cycles was compared with the work of other researchers. Finally, the two cycles presented were compared from different perspectives such as energy and exergy analysis. The results showed that for the particular operating conditions, the highest thermal and time for the first cycle were 864.76, 171.86, and 0.8 W, respectively. Also, the highest thermal, electrical and exergy efficiency of the solar system and the highest electrical and exergy efficiency of the thermoelectric generator at a specific time for the first cycle were 54.3, 15.22, 16.2, 0.9 and 14.6 percent, respectively. For the second cycle, the highest thermal and electrical energy received by the solar system and the electrical energy of the thermoelectric generator at a specific time were 866.6, 171.86 and 0.09 W, respectively. The highest thermal, electrical and exergy efficiency of the solar system, and the highest electrical and exergy efficiency of the thermoelectric generator at a specific time for the second cycle were 63.2, 15.22, 15.09, 0.39, and 13.82 percent, respectively. The results of this study showed that the performance of the first cycle in terms of energy and Exergy efficiency is better than the second cycle. Also, according to the results of the economic analysis, the Cost payback time and the Net present value for the first cycle was 8.4 years and $ 267.8 respectively, and for the second cycle, 8.1 years and $ 280.16 The results of this study showed that the performance of the first cycle in terms of energy and Exergy efficiency is better than the second cycle.

در این پژوهش، دو چرخه تولید هم زمان برق، گرما و سرما (CCHP) در مقیاس میکرو طراحی شده است که برای کاربری قابل حمل و نیز استفاده در یک واحد مسکونی مناسب می باشد. موتور اصلی این چرخه ها، یک پیل سوختی پلیمری (PEMFC) می باشد؛ که با هیدروژن کار می کند. در چرخه پیشنهادی اول پیل سوختی پلیمری کار تولید برق و گرما را انجام می دهد و برق تولیدی در باتری ذخیره می شود. در این طراحی از مواد ترموالکتریک جهت تولید سرما استفاده شده است که برق مورد نیاز خود را از باتری گرفته است. در چرخه پیشنهادی دوم از گرمای تولیدی پیل سوختی برای تولید آب گرم استفاده شده است. جهت تولید سرمایش، آب گرم تولیدی نیز به یک چیلر جذب سطحی داده شده است. در طراحی این چرخه بخش ترموالکتریک به عنوان ژنراتور، بین منبع و چاه گرمایی قرار گرفته است که می تواند برق تولید کند. مدل های ریاضی پیل سوختی پلیمری و دیگر اجزا سیستم استخراج و کدنویسی شده اند و اجزای اصلی این چرخه ها با کار دیگر محققان مقایسه و اعتبار سنجی شده است. در نهایت این چرخه ها به وسیله معیارهای انرژی، اگزرژی و زیست محیطی مورد بررسی و ارزیابی قرارگرفته اند. همچنین دو چرخه پیشنهاد شده از دیدگاه های مختلف با هم مقایسه شده اند. نتایج نشان داد که در حالت مشخص چرخه پیشنهادی اول قادر به تولید 79/2 کیلووات برق، 04/3 کیلووات گرما و 8/26 وات سرما است. بازدهی انرژی چرخه تولید هم زمان به 94/76% رسید و به میزان 25/43% در مصرف سوخت صرفه جویی شده است. راندمان اگزرژی چرخه نیز 86/53% می باشد. علاوه بر این، از تولید 58/2 کیلوگرم دی اکسید کربن به ازای هر ساعت کار دستگاه، جلوگیری شده است. چرخه پیشنهادی دوم نیز قادر به تولید 79/2 کیلووات برق، 39/2 کیلووات گرما و 06/209 وات سرما است. بازدهی انرژی و اگزرژی این چرخه نیز به ترتیب 78/74% و 13/53% می باشد. این چرخه می تواند از تولید 5/2 کیلوگرم دی اکسید کربن به ازای هر ساعت کار دستگاه، جلوگیری کند و در مقایسه با سیستم های معمول، 68/41% کاهش مصرف سوخت به دست آمده است. تحلیل اگزرژی نیز نشان دادکه پیل سوختی پلیمری دارای بیشترین تلفات اگزرژی است. ارزیابی ها حاکی از آن است که چرخه اول از دیدگاه های انرژی، اگزرژی و زیست محیطی نسبت به چرخه دوم بهتر عمل می کند.

در پایان نامه حاضر، یک سیستم آب شیرین کن حرارتی چندمرحله ای بر پایه فلاشینگ (MSF) در نظر گرفته شده که در کنار آن از یک میکروتوربین 30 کیلوواتی به منظور تولید الکتریسیته و تامین گرمای لازم برای فرآیند نمک زدایی استفاده می شود. هدف از طراحی این سیستم تامین نیاز آبی و بخشی از نیاز الکتریکی یک ساختمان مسکونی 8 واحده با جمعیت 32 نفر می باشد. پس از طراحی سیستم پیشنهادی و مدل سازی اجزاء مختلف آن، سیستم از سه دیدگاه انرژی، اکسرژی و اقتصادی مورد تحلیل قرار گرفته است. در بخش انرژی مهم ترین هدف محاسبه دما، دبی و غلظت جزء نمک مربوط به نقاط مختلف سیستم و هدف از تحلیل اکسرژی محاسبه جریان اکسرژی در نقاط مختلف و در نهایت بازده اکسرژی سیستم آب شیرین کن می باشد. در بخش اقتصادی هم هدف از انجام تحلیل محاسبه دو پارامتر نرخ بازگشت داخلی و دوره بازگشت سرمایه می باشد. همچنین ابعاد ظاهری محفظه در هر مرحله، سطح حرارتی کندانسور و طول کل لوله های مورد نیاز سیستم هم تعیین گردیده است. از جمله مهم ترین نتایج به دست آمده می توان به ضریب عملکرد و بازده اکسرژی سیستم اشاره کرد که به ترتیب 8/5 و 4/2 به دست آمده اند. از طرفی بر اساس نتایج حاصل از تحلیل اقتصادی، درآمد سالانه این پروژه بالغ بر 50 هزار دلار برآورد شده است که با در نظر گرفتن هزینه های تعمیر و نگهداری 37 هزار دلاری و هزینه اولیه 400 هزار دلاری، دوره بازگشت سرمایه در حدود 3/0 سال و نرخ بازگشت داخلی پروژه پس از گذشت 15 سال 30 هزار دلار می باشد. پس از به دست آمدن نتایج، دو پارامتر دمای بیشینه و دبی آب تولیدی به عنوان پارامتر طراحی در بخش تحلیل حساسیت در نظر گرفته شدند و تأثیر آن ها بر سایر پارامترهای اصلی سیستم مورد ارزیابی قرار گرفت. به علاوه در بخش تحلیل حساسیت، تاثیر تغییر ارزش پول بر پارامترهای اقتصادی سیستم نیز محاسبه شد. در نهایت، با توجه به نتایج به دست آمده نتیجه گرفته شد که سیستم پیشنهادی قابل اجرا و توجیه پذیر است.

امروزه با توجه به موضوع بحران انرژی و محدودیت سوخت های فسیلی به عنوان منابع تجدید ناپذیر انرژی، بهینه سازی انرژی مصرفی این نوع منابع مانند گاز طبیعی، بیشتر موردتوجه قرارگرفته است. دراین بین نیز از سال های گذشته تاکنون تحلیل و بهینه سازی نیروگاه های حرارتی به عنوان مراکز اصلی تولید انرژی الکتریکی که مصرف سوخت بسیار بالایی دارند موردتوجه بوده است. روش های مختلفی در این زمینه ارائه شده که در تحلیل و طراحی بهینه ی نیروگاه های حرارتی مورداستفاده قرارگرفته اند؛ تحلیل های پینچ، اگزرژی و مرکب پینچ-اگزرژی نیز از آن ها می باشند. در این پژوهش پس از معرفی و چگونگی عملکرد تحلیل های اگزرژی، پینچ، پینچ-اگزرژی و مفاهیم مربوط به آن ها، نیروگاه سیکل ترکیبی قلیان سنندج که از گاز طبیعی به عنوان سوخت اولیه خود بهره می برد؛ با استفاده از این مفاهیم تحلیل و بهینه سازی خواهد شد. ابتدا با استفاده از تحلیل های ذکرشده میزان تلفات کلی، کارایی اجزای سیستم و کارایی کل نیروگاه سیکل ترکیبی قلیان سنندج به صورت کامل شناسایی و تعیین می شود. در مرحله بعدی به بهینه سازی نتایج تحلیل های صورت گرفته بر روی نیروگاه سیکل ترکیبی قلیان سنندج، با استفاده از الگوریتم ژنتیک خواهیم پرداخت که نتیجه ی آن کاهش تلفات و افزایش کارایی کلی نیروگاه خواهد بود.

در این پژوهش، به تحلیل ترمودینامیکی، زیست محیطی و اقتصادی یک سیستم خورشیدی تولید همزمان سرما، گرما و توان در یک ساختمان مسکونی پرداخته شده است. در این سیستم محرک اصلی موتور احتراق داخلی، سیستم گرمایش خورشیدی، ژنراتور الکتریکی، سیستم بازیاب حرارتی، تجهیزات فعال شده به وسیله ی حرارت و یک بویلرکمکی به کار برده شده است. گرمای بازیافت شده از سیال خنک کننده ی بدنه موتور، گازهای خروجی از اگزوز و روغن موتور به منظور تامین نیاز گرمایی و سرمایی ساختمان استفاده شده است. همچنین سیستم گرمایش خورشیدی در کنار حرارت بازیاب شده از موتور احتراق داخلی با سیستم کوپل شده و بخشی از بار گرمایشی و سرمایشی واحد را تامین کرده است. پارامترهای ترمودینامیکی(میزان مصرف سوخت و بازده اگزرژی)، پارامترهای زیست محیطی (کاهش آلاینده-های CO2، CO و NOx) و پارامترهای اقتصادی(ارزش خالص فعلی، نرخ بازده داخلی و مدت زمان برگشت سرمایه) در اندازه های مختلف موتور مورد بررسی قرار گرفته است. بیشترین کاهش مصرف سوخت % 48/33 بیشترین افزایش بازده اگزرژی % 65/98، بیشترین کاهش CO2% 34/57، بیشترین کاهش CO% 9/80 و بیشترین کاهش NOx %77/99 بدست آمده است. همچنین کمترین مدت زمان برگشت سرمایه حدود 11 سال بدست آمده است. با توجه به نتایج بدست آمده، استفاده از سیستم خورشیدی تولید همزمان نه تنها موجب کاهش مصرف سوخت و افزایش بازده اگزرژی شده، بلکه موجب کاهش انتشار آلاینده های زیست-محیطی نیز می گردد. اما با بررسی پارامترهای اقتصادی به علت هزینه سرمایه گذاری بسیار زیاد، استفاده از سیستم خورشیدی تولید همزمان توجیه اقتصادی ندارد.

رشد سریع جمعیت جهانی منجر به افزایش سریع تقاضای جهانی برای انرژی شده است. مهم ترین بخش از استراتژی انرژی هر کشوری صرفه جویی در مصرف انرژی است و به دلیل منابع محدود انرژی و افزایش آلودگی محیطی ناشی از استفاده از سوخت های فسیلی، صرفه جویی در انرژی اجباری شده است. مصرف انرژی در واحدهای تجاری و خانگی حدود 40 درصد کل میزان مصرف انرژی کشور است. لذا با توجه به نیاز شدید جامعه به مسکن و رشد روزافزون جمعیت و بحران های زیست محیطی استفاده از راهکار‎های جدید در صنعت ساختمان مشهود می باشد. از جمله منابع طبیعی و تجدیدپذیری که می تواند برای رسیدن به این اهداف موثر واقع شود، کاه و کلش می باشد که به دلیل داشتن مزایایی از جمله طبیعی بودن، قابل دسترس بودن و ارزان بودن، در این مطالعه از آن به عنوان عایق طبیعی استفاده شده است. لذا این تحقیق خصوصیات حرارتی بلوک های سفالی پر شده از کاه و کلش (به عنوان عایق طبیعی) را با هدف بهبود عملکرد حرارتی دیواره خارجی مورد بررسی قرار می دهد. مدل به کار رفته در طول آزمایش از چهار دیواره خارجی متشکل از بلوک های سفالی دارای ضخامت و مساحت یکسان که 50% از بلوک های مدل ساخته شده از کاه گندم با چگالی g/cm3 156/0 پر شده، تشکیل شده است. به منظور اندازه گیری مقدار اتلاف انرژی حرارتی از دیواره‎های مدل نیز، از دستگاه ترمومتر چهارکاناله دیتالاگردار مدل TM-947SD و چهار سنسور حرارتی سطحی مدل TP-04 استفاده شد. مقایسه خصوصیات حرارتی شامل ضریب هدایت حرارتی، نرخ انتقال حرارت و ضریب انتقال حرارت کلی در دو نوع دیواره بدون عایق و عایق کاری شده بهبود عملکرد حرارتی دیواره را به ترتیب ازW/m°C 2/0 به 04/0 ، W/m2 36/18 به 98/6 و C° W/m27/1 به 41/0 نشان می دهد. همچنین نتایج نشان داد که درصد بهبود عملکرد حرارتی 72% تا 81% در دیواره عایق کاری شده، بوده است.