تحلیل اگزرژواکونومیک و بهینه‌سازی چندهدفه برای چرخه‌های تبخیر آنی یک تا سه‌ مرحله‌ای برای بهره‌برداری از چاه زمین‌گرمایی بوشلی

Abstract

در سال‌‌های اخیر به سبب افزایش تقاضای انرژی و به دنبال جایگزینی برای سوخت‌‌های فسیلی، توجهات بسیاری معطوف انرژی‌های تجدیدپذیر به‌خصوص انرژی زمین‌گرمایی شده است. مناطق دارای پتانسیل زمین‌گرمایی بسیاری در ایران طی مطالعات گذشته معرفی شده است که یکی از این مناطق که دارای بیشترین پتانسیل می‌باشد، منطقه بوشلی در شمال غرب ایران می‌باشد. در مطالعه حاضر سه چرخه تبخیرآنی یک تا سه مرحله‌ای به منظور تولید توان از چاه‌های زمین‌گرمایی منطقه بوشلی در ایران، مطالعه و مدل‌سازی شده و سپس مورد تحلیل انرژی، اگزرژی و اقتصادی قرار گرفته است. هر سه چرخه ابتدا نسبت به بازده انرژی و اگزرژی به‌صورت مستقل بیشینه‌سازی شده و به صورت جداگانه، هزینه تولید توان واحد کمینه‌سازی شد. همچنین با هدف بیشینه‌سازی همزمان بازده انرژی و اگزرژی و کمینه‌سازی هزینه تولید توان واحد، مورد بهینه‌سازی چند هدفه قرار گرفت. بهینه‌سازی با روش الگوریتم ژنتیک و در نرم افزار ای.ای.اس انجام شد. درنهایت نیز یک مطالعه پارامتری به‌ منظور بررسی تاثیر فشارجداسازهای هر سه چرخه بر توابع عملکردی انجام گرفت. در مطالعه حاضر مشاهده شد که چرخه تبخیر آنی سه مرحله‌ای برای منطقه بوشلی از دیگر چرخه‌های مورد بررسی دارای عملکرد بهتری از لحاظ ترمودینامیکی و اقتصادی می‌باشد. برای چرخه تبخیر آنی سه مرحله‌ای در حالت بهینه چند هدفه (به‌ازای فشار جداساز اول 1351 کیلوپاسکال و فشار جداساز دوم 440/9 کیلوپاسکال، فشار جداساز سوم 80/09 کیلوپاسکال)، توان خالص، بازده انرژی، بازده اگزرژی، ضریب اگزرژواکونومیک و هزینه تولید توان واحد به‌ترتیب 8463 کیلووات، 15/24 درصد، 57/01 درصد، 79/7 درصد و 4/853 دلاربرگیگاژول حاصل شده است.