پیوندهای مفید
اخبار و اعلانات
آمار
| تعداد نشریات | 162 |
| تعداد شماره‌ها | 6,623 |
| تعداد مقالات | 71,548 |
| تعداد مشاهده مقاله | 126,911,143 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 99,959,943 |
مدل‌سازی دینامیکی امنیت پایدار آبی براساس هم‌بست آب، محیط زیست، غذا و انرژی (وِفِن) در گل‌خانه تاریک انرژتیک (گُتا) | ||
| فصلنامه سیستم های انرژی پایدار | ||
| دوره 3، شماره 4، مهر 1403، صفحه 361-379 اصل مقاله (1.9 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22059/ses.2024.381384.1090 | ||
| نویسندگان | ||
| یگانه قندریز1؛ یزدان الواری1؛ سارا محمودیان یونسی1؛ ابوالقاسم مسیبی1؛ محمد میردریکوند2؛ علی جهانگیری3؛ مجید زندی* 3 | ||
| 1پژوهشگر، مرکز پژوهشی انرژی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران | ||
| 2استادیار، دانشکدۀ علوم و فنون دانشگاه تهران، تهران، ایران | ||
| 3دانشیار، مرکز پژوهشی انرژی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران | ||
| چکیده | ||
| آب، محیط زیست، غذا و انرژی از عوامل مهم و درهمتنیده حال و آیندۀ بشری برای نیل به توسعۀ پایدار است. با روند رو به رشد جمعیت، حفظ و صیانت این منابع و استفادۀ صحیح از آنها موضوعی مهم خواهد بود. اهمیت این امر موجب میشود تا اقدامهای کلان و راهبردی برای چشمانداز مثبت در آینده در زمینههای مختلف پیشنهاد شود. رویکرد هم‌بست آب، محیط زیست، غذا و انرژی (وِفِن) با نگرش حجمی، یک الگوی توسعه در جوامع بشری است که جهان را به سمت پایداری سوق میدهد. رویکرد هم‌بست یک راهحل برای تجزیهوتحلیل رفتار درهمتنیدۀ پارامترهای حاکم در یک سامانه است. سامانههای مبتنی بر هم‌بست میتوانند اثر پارامترهای متقابل را در یک نگرش بههمپیوسته مورد بررسی قرار دهند. از طرف دیگر، بهکارگیری مدلهای ریاضی در همبستها میتواند اثر پارامترهای دیگر را بر مؤلفههای اصلی و تقابل مؤلفهها را در یک سامانۀ پویا گسترش دهند و آن را قابل درکتر کنند. در این پژوهش، و براساس تعاملهای بین متغیرهای اصلی آب، محیط زیست، غذا و انرژی راهحل مفهومی گلخانۀ تاریک انرژتیک (گُتا) برای ایجاد امنیت پایدار آبی، محیط زیستی، غذایی و انرژی پیشنهاد شده است. تحلیل هر یک از این زیرسامانهها به دلیل اثر متقابلی که بر سایر پارامترها دارد، بسیار مهم خواهد بود. در این پژوهش، مدل‌سازی دینامیکی سامانۀ هوشمند آبیاری در گلخانۀ تاریک انرژتیک (گُتا) و در یک سامانۀ حلقه بسته با استفاده از نرمافزار Ple 10.2.0 ®Vensim انجام شده است. در این مدل‌سازی علاوه بر حفظ ماهیت اصلی گلخانۀ تاریک انرژتیک (گُتا) در کاهش چشمگیر حجم آبیاری، با روش کندانس رطوبت محیط و بازیافت آب خروجی از سامانه، مصرف آب در این سامانه به حداقل میرسد. نتایج نشان میدهد با در نظر گرفتن این روش، ۱۳/۱۴ درصد آب از دوباره مصرف کل شبکه تأمین میشود. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| توسعه پایدار؛ امنیت پایدار آبی؛ وِفِن؛ گل‌خانه تاریک انرژتیک (گُتا)؛ مدل‌سازی دینامیکی | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Dynamic Modeling of Sustainable Water Security Based on Water, Environment, Food, and Energy Nexus (WEFEN) in an Energetic Dark Greenhouse (EDG) | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Yeganeh Ghandriz1؛ Yazdan Alvari1؛ Sara Mahmoodian Yonesi1؛ Abolghasem Mosayyebi1؛ Mohammad Mir Drikvand2؛ Ali Jahangiri3؛ Majid Zandi3 | ||
| 1Researcher, Energy Research Center (ERC), Shahid Beheshti University, Tehran, Iran | ||
| 2Assistant Professor, Faculty of Science and Technology, University of Tehran | ||
| 3Associate Professor, Department of Energy Conversion, Faculty of Mechanical and Energy Engineering, Shahid Beheshti University | ||
| چکیده [English] | ||
| Water, environment, food, and energy security are intertwined challenges to achieve sustainable development. The significance of this matter necessitates strategic and large-scale action for an outlook in various fields. The Water-Environment-Food-Energy nexus (WEFEN) approach, with a volumetric perspective, is a development model that drives the world toward sustainability. This approach is a solution to analyze the behavior of intertwined WEFEN parameters. Employing mathematical models in nexuses unravels the effects of parameters on the main components and their interactions in a dynamic system. In this research, based on the interactions between the main variables of WEFEN, the conceptual solution of the Energetic Dark Greenhouse (EDG) is proposed to achieve sustainable development. The analysis of each subsystem is crucial due to their mutual effects on other parameters. In this study, the dynamic modeling of the smart irrigation system in the EDG was conducted in a closed-loop system using Vensim® PLE 10.2.0 software. This modeling not only preserves the core concept of the EDG by reducing irrigation volume but also minimizes water consumption through environmental moisture condensation and the recycling of system waste. The results show that considering this method, 14.13% of water is supplied from the reuse of the entire network. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| sustainable development, sustainable water security, WEFEN, energetic dark greenhouse (EDG), dynamic modeling | ||
| مراجع | ||
|
[1] M. Gandomzadeh, S. M. Younesi, A. Mosayyebi, and M. Zandi, “Development scenarios for electrical energy storage in Iran with Cross-Impact Balance method,” J. Sustain. Energy Syst., vol. 1, 2022.
[2] United Nations, World Population Prospects 2022: Summary of results.
[3] É. C. Francisco, P. S. de A. Ignácio, A. L. Piolli, and M. E. S. Dal Poz, “Food-energy-water (FEW) nexus: Sustainable food production governance through system dynamics modelling journal of cleaner production,” J. Clean. Prod., vol. 386, no. December 2022, 2023, doi: 10.1016/j.jclepro.2022.135825.
[4] D. C. Moreno Vargas, C. del P. Quiñones Hoyos, and O. L. Hernández Manrique, “The water-energy-food nexus in biodiversity conservation: A systematic review around sustainability transitions of agricultural systems,” Heliyon, vol. 9, no. 7, 2023, doi: 10.1016/j.heliyon.2023.e17016.
[5] M. B. Ledari, Y. Saboohi, and S. Azamian, “Water- food- energy- ecosystem nexus model development: Resource scarcity and regional development,” Energy Nexus, vol. 10, no. May 2022, p. 100207, 2023, doi: 10.1016/j.nexus.2023.100207.
[6] L. Hao, P. Wang, J. Yu, and H. Ruan, “An integrative analytical framework of water-energy-food security for sustainable development at the country scale: A case study of five Central Asian countries,” J. Hydrol., vol. 607, no. June 2021, p. 127530, 2022, doi: 10.1016/j.jhydrol.2022.127530.
[7] International Renewable Energy Agancy (IRENA), “RENEWABLE ENERGY IN THE WATER, ENERGY & FOOD NEXUS,” 2015.
[8] P. Rajput, S. Singh, T. B. Singh, and R. K. Mall, “The nexus between climate change and public health: a global overview with perspectives for Indian cities,” Arab. J. Geosci., vol. 16, no. 1, pp. 1–19, 2023, doi: 10.1007/s12517-022-11099-x.
[9] M. Zandi, M. Allaedini, Y. Alvari, and S. mahmudian yunesi, “Solar energy nexus of water, environment, food and energy (WEFEN),” 2021.
[10] H. Hoff, “Understanding the Nexus. Background paper for the Bonn2011 Nexus Conference: The Water, Energy and Food Security Nexus,” 2011.
[11] R. Ferroukhi et al., “Renewable energy in the water, energy and food nexus,” Int. Renew. Energy Agency, no. January, pp. 1–125, 2015.,” Int. Renew. Energy Agency, pp. 1–125, 2015.
[12] World Economic Forum, “Global Risks 2015: 10th Edition,” p. 69, 2015, doi: http://www3.weforum.org/docs/WEF_Global_Risks_2015_Report15.pdf.
[13] World Economic Forum, “Global Risks 2016: 11th Edition,” 2016.
[14] L. L. B. Lazaro, L. L. Giatti, L. S. V. de Macedo, and J. A. P. de Oliveira, Water-Energy-Food Nexus and Climate Change in Cities. 2022.
[15] S. Pirebabi, A. Mosayebi, and M. Zandi, “Development scenarios for electric vehicles in Iran with Dynamic System method,” J. Sustain. Energy Syst., vol. 2, 2023.
[16] M. Ling, T. Qi, W. Li, L. Yu, and Q. Xia, “Simulating and predicting the development trends of the water–energy–food–ecology system in Henan Province, China,” Ecol. Indic., vol. 158, no. January, 2024, doi: 10.1016/j.ecolind.2023.111513.
[17] H. Gao, X. Liu, L. Wei, X. Li, and J. Li, “Dynamic simulation of the water-energy-food nexus (WEFN) based on a new nexus in arid zone: A case study in Ningxia, China,” Sci. Total Environ., vol. 898, no. March, p. 165593, 2023, doi: 10.1016/j.scitotenv.2023.165593.
[18] X. Wang, Z. Dong, and J. Sušnik, “System dynamics modelling to simulate regional water-energy-food nexus combined with the society-economy-environment system in Hunan Province, China,” Sci. Total Environ., vol. 863, no. December 2022, pp. 1–15, 2023, doi: 10.1016/j.scitotenv.2022.160993.
[19] R. A. Bellezoni, D. Sharma, A. A. Villela, and A. O. Pereira Junior, “Water-energy-food nexus of sugarcane ethanol production in the state of Goiás, Brazil: An analysis with regional input-output matrix,” Biomass and Bioenergy, vol. 115, pp. 108–119, 2018.
[20] T. Shah, “Water-energy-food-environment nexus in action: Global review of precepts and practice,” Cambridge Prism. Water, vol. 1, 2023, doi: 10.1017/wat.2023.6.
[21] Y. Ghandriz, “Control of Irrigation and Injection of CO2 systems to the Energetic Dark Greenhouse (EDG) based on volumetric overview of Water, Environment,Food & Energy Nexus (WEFEN),” 2019.
[22] T. Kozai, “Sustainable plant factory: Closed plant production systems with artificial light for high resource use efficiencies and quality produce,” Acta Hortic., vol. 1004, pp. 27–40, 2013.
[23] V. S. Saji, A. A. Meroufel, and A. A. Sorour, Corrosion and fouling control in desalination industry. 2020. doi: 10.1007/978-3-030-34284-5. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 139 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 116 |
||
سامانه مدیریت نشریات علمی. قدرت گرفته از سیناوب