معرفی ۵ مورد از بهترین نرم افزارهای انرژی که هر دانشجویی باید بداند

امروزه با در نظر گرفتن افزایش امکانات و تجهیزات مورد استفاده توسط انسان ها و به عبارتی ماشینی شدن دنیای فیزیکی، نیاز به انرژی بیش از گذشته شده است، لذا مسئله مهم در این زمینه استفاده بهینه از انرژی و یافتن روش های جدید برای صرفه جویی در این زمینه می باشد.

از طرفی دیگر با توجه به مشکلات زیست محیطی، محدود بودن ذخایر و تغییرات قیمت سوخت های فسیلی در چندین دهه اخیر استفاده از انرژی های تجدیدپذیر از استقبال خوبی برخوردار بوده و بسیاری از کشور های پیشرفته و در حال توسعه به سمت استفاده از انرژی های خورشیدی، بادی و .. رفته­ اند.

بنابراین جهت دست یافتن به زندگی راحت و مطمئن در آینده ای نه چندان دور، باید بیش از پیش به فکر صرفه جویی در انرژی و بهینه کردن مصرف آن بود. برای این منظور، علم و فناوری های نوین، نرم افزار هایی را جهت برآورد مقدار مصرف انرژی و همچنین راه های بهینه سازی آن ایجاد کرده است که در ادامه به اختصار موادری از این نرم افزار ها توضیح داده شده­ اند.

۱ نرم افزار حوزه انرژی Design Builder

این نرم افزار برای شبیه سازی ساختمان از جنبه های متفاوت همانند: مصالح ، سیستم های گرمایش و سرمایش، معماری ساختمان، نورپردازی و … استفاده می شود؛ بنابراین این نرم افزار توانایی مدل سازی ساختمان در زمینه های مختلف را دارا می باشد.

این نرم افزار که یکی از پیشرفته ترین و بروز ترین نرم افزار ها در این زمینه است علاوه بر شبیه سازی سیستم های گرمایش و سرمایش توانایی مدل سازی مصارف مختلف انرژی ساختمان از جمله گرمایش، سرمایش، روشنایی، وسایل خانگی، آب مصرفی و غیره را به صورت پویا دارد.

بهترین رابط گرافیکی یا نرم افزار سوم شخص که از موتور تحلیل و شبیه سازی انرژی پلاس استفاده میکند نرم افزار “دیزاین بیلدر” می باشد.

دیزاین بیلدر همچنین قابلیت اندازه گیری و محاسبه مقدار روشنایی روز و حتی مدل سازی سی اف دی را دارد.دیزاین بیلدر توانایی مدل سازی سیستم های تهویه طبیعی و مکانیکی، محاسبه محدوده آسایش حرارتی، میزان ورود و خروج انرژی از قسمت ها و اجزا مختلف ساختمان را دارد. هم چینین نتایج شبیه سازی برای کل سال یا برای یک ماه خاص یا یک روز معین و حتی به صورت ساعتی قابل استخراج و استفاده است و این نتایج برای کل ساختمان، یک طبقه خاص و یا یک، تک فضای ساختمان قابل استفاده می باشد. از قابلیت های مهم این نرم افزار توانایی تهیه خروجی به صورت فایل اکسل یا دیاگرام می باشد که در تجزیه و تحلیل اطلاعات بسیار مفید و ارزشمند است.

۲ نرم افزار حوزه انرژی TRNSYS

ترنسیس TRNSYS یک نرم افزار گرافیکی بسیار انعطاف پذیر است که برای شبیه سازی رفتار سیستم های گذرا استفاده می شود. در حالی که اکثریت عظیمی از شبیه سازی ها بر روی ارزیابی عملکرد سیستم های انرژی حرارتی و الکتریکی متمرکز شده اند، ترنسیس TRNSYS می تواند برای مدل سازی دیگر سیستم های پویا مانند ترافیک جریان، یا فرآیندهای بیولوژیکی مورد استفاده قرار گیرد. از این رو آموزش ترنسیس TRNSYS از اهمیت ویژه ای نزد مهندسین حوزه انرژی برخوردار است.

نحوه عملکرد نرم افزار ترنسیس:

ترنسیس TRNSYS از دو بخش ساخته شده است. اولین بخش یک موتور است که هسته نامیده می شود و وظیفه خواندن و پردازش فایل های ورودی، حل سیستم به صورت تکراری، تعیین همگرایی و رسم متغیرهای سیستمی را برعهده دارد. علاوه بر این هسته قابلیت های کاربردی دیگری مانند تعیین خواص ترموفیزیکی، معکوس کردن ماتریس، انجام رگرسیون خطی و الحاق فایل های داده های خارجی را نیز در اختیار کاربران قرار می دهد.

بخش دوم TRNSYS کتابخانه ی گسترده ای از کامپوننت ها است که هریک از آن ها عملکرد بخشی از سیستم را مدل سازی می کنند. کتابخانه استاندارد شامل بیش از ۱۵۰ مدل مختلف از پمپ ها، تجهیزات تهویه مطبوع، تبدیل های حرارتی، رطوبت گیر ها، توربین های بادی، فن ها، شیرآلات، پردازش کننده های اطلاعات مربوط به آب و هوا، تجهیزات مربوط به HVAC (مجموعه تکنولوژی های مربوط به گرمایش، تهویه و تهویه‌مطبوع) و … هستند.

به عبارت دیگر در آموزش ترنسیس TRNSYS که یک برنامه شبیه سازی ممتاز در زمینه های مهندسی انرژی های تجدیدپذیر و شبیه سازی ساختمان است که برای طراحی سامانه غیرفعال (passive) و فعال خورشیدی (active) استفاده می شود.

قابلیت های کلیدی نرم افزار ترنسیس TRNSYS:

• رابط کاربری گرافیکی کاملاً شهودی و قابل فهم در تمام مراحل شبیه سازی
• مجموعه ابزارهای حرفه ای شبیه سازی
• شامل کتابخانه از کامپوننت های استاندارد قطعات پرکاربرد
• امکان کدنویسی برای کامپوننت های دلخواه با زبان های برنامه نویسی Fortran , C و …
• بررسی عملکرد اجرا
• امکان آنالیز داده‌ ها
• مدلسازی انرژی LEED
• پردازش حرارت خورشیدی
• شبیه سازی سیستم های سوخت سلولی هیدروژنی
• شبیه سازی سیستم های فتوولتائیک و باد
• کالیبراسیون شبیه سازی و داده ها
• تجزیه و تحلیل جزء به جزء
• طراحی سیستم های HVAC

۳ نرم افزار انرژی پلاس

از دیرباز نرم افزارهای مختلفی برای محاسبات انرژی و موارد وابسته به آن توسعه یافته است. یکی از این نرم افزارها که توسط دپارتمان انرژی آمریکا در سال ۲۰۰۱ تولید شد نرم افزار “انرژی پلاس” می باشد. این نرم افزار با دارا بودن قابلیت های متعددی همچون:

1. آنالیز انرژی در بازه زمانی کمتر از یک ساعت
2. جریانات هوایی چند منطقه ای
3. شرایط آسایش
4. تهویه طبیعی
5. سیستم های فتوولتائیک و غیره

به سرعت توانست مورد توجه جامعه مهندسین مرتبط با انرژی واقع شود. این نرم افزار که ورژن های مختلفی از آن توسعه یافته و اخیرا ورژن ۸.۸ در دسترس عموم قرار گرفته یک نرم افزار رایگان و قوی ولی بدون هیچگونه رابط گرافیکی می باشد.

چرا نرم افزار انرژی پلن:

انرژی پلن سه بخش اصلی از سیستم انرژی ملی را پوشش می دهد که شامل بخش برق، حرارت و بخش انتقال است. همچنین قابلیت پوشش انرژی های تجدید پذیر (باد، خورشید، زیست توده ها، برق آبی، امواج و …) را دارد.

تقاضای انرژی به تفکیک بخش های اصلی برآورد می شود. از طرف دیگر اگرچه از نظر اعتبار نرم افزار و مدل انرژی پلن کاملاً تأیید شده است، اما در قیاس با نرم افزارهای دیگر نظیر لیپ و مسیج در درجات پایین قرار داد و بیشتر انعکاس دهنده ویژگی های سیستم انرژی کشورهای اسکاندیناوی نظیر دانمارک، سوئد و فنلاند است. از طرف دیگر در غیاب بهره گیری از مدل های لیپ، مسیج، ایفوم و سایر، این نرم افزار می تواند کمک شایسته ای برای تحلیل و مدل سازی سیستم انرژی باشد.

۴ نرم افزار EnergyPLAN

مدل انرژی پلن برای اولین بار در سال ۱۹۹۹ توسط هنریک لاوند (Henrik Lund) برای استفاده کاربران آماده شد و از آن تاریخ به بعد دائماً در حال تحول و توسعه بوده است.

در ابتدا، مدل در محیط اکسل ارائه شده بود. در سال ۲۰۰۱ تحول بزرگی در توسعه این مدل اتفاق افتاد و برنامه نویسی آن به محیط ویژال بیسک منتقل شده و برای اولین بار امکان دریافت داده های ورودی به صورت فایل میسر شد. انرژی پلن یک ابزار کاربر پسند برای شبیه سازی و بهینه سازی سمت عرضه سیستم انرژی است که در دانشگاه هلسینکی سوئد طراحی و اجرا شده است.این نرم افزار از تعدادی برگه آماده ورود اطلاعات سیستم انرژی تشکیل شده است که آموزش آن نیز بسته به میزان پیچیدگی کاربرد از یک هفته تا چند ماه قابل ارائه است.

بیشتر بخوانید: معرفی بهترین نرم افزار خورشیدی