بررسی عملکرد یک سیستم جدید تولید سه‌گانه با بهره‌گیری از انرژی خورشیدی و زیست‌توده

Abstract

در این پژوهش، یک سیستم تولید سه‌گانه توان، حرارت و برودت که توسط انرژی‌های خورشیدی و زیست‌توده راه اندازی می‌شود، از دیدگاه انرژی، اگزرژی، اقتصادی و محیط زیستی تحلیل و بررسی شده است. از انرژی خورشیدی، برای تولید هیدروژن استفاده می‌شود (از طریق الکترولایزر غشای پروتونی که برق آن از پانل‌های فتوولتائیک حرارتی تامین می‌گردد). هیدرژن و زیست‌توده به عنوان سوخت در محفظه احتراق‌های سیکل توربین گاز مورد استفاده قرار می‌گیرند. سیکل توربین گاز پیشنهادی دارای دو توربین فشار بالا و فشار پائین و دو کمپرسور همراه با خنک کاری میانی می‌باشد. از سیکل ترکیبی رانکین آلی- تبرید تراکمی که با حرارت بازیافتی توربین گاز کار می‌کند برای تولید برودت و خنک کاری هوا در مرحله تراکم میانی استفاده می‌شود. نتایج حاصل از محاسبات نشان می‌دهد که استفاده ترکیبی از انرژی‌های خورشیدی و زیست‌توده منجر به کاهش قابل توجهی در انتشار دی‌اکسیدکربن و مصرف زیست‌توده و همچنین افزایش ظرفیت تولید برق می‌شود. سیستم ترکیبی پیشنهادی دارای بازده انرژی و اگزرژی %21 و %17 و انتشار 00884/0 کیلوگرم بر ثانیه دی اکسید کربن می‌باشد. بیشترین هزینه سرمایه گذاری تجهیزات مربوط به الکترولایزر غشاء پروتونی با مقدار h 15.44 /$ بوده و هزینه کل محصولات تولیدی 0.5627 MJ/$ بدست آمده است. همچنین با خنک‌کاری میانی کمپرسورها، راندمان‌های انرژی و اگزرژی سیستم به ترتیب 6 و 4 درصد افزایش پیدا کرده است.