تحلیل ترمودینامیکی (انرژی و اگزرژی) و انتخاب سیال عامل مناسب برای یک سیستم یکپارچه تولید توان و هیدروژن با استفاده از چرخه ارگانیک رانکین اصلاح شده و الکترولایزر مبادله‌کن غشا پروتونی

Abstract

در این تحقیق برای تولید توان یک چرخه ارگانیک رانکین تجهیز شده به مبادله‌کن بازیافت حرارت (ریژنراتور) و گرمکن سیال تغذیه استفاده شده است. همچنین برای تولید هیدروژن از یک غشاء مبادله‌کن پروتونی که توان و گرمای مورد نیاز آن از طریق چرخه رانکین آلی تأمین شده، استفاده شده است. این چرخه توسط انرژی زمین گرمایی راه­اندازی شده است. یک مدلسازی جامع ترمودینامیکی (انرژی و اگزرژی) برای مقایسه عملکرد چهار سیال عامل مختلف بر روی سیستم­های پیشنهادی صورت گرفته است. برای مدلسازی از نرم­افزار EES استفاده شده است. همچنین مطالعه پارامتری نیز برای بررسی تأثیر پارامترهای عملکردی مهم بر روی عملکرد انرژی و اگزرژی سیستم­های مورد بررسی انجام شده است. نتایج نشان دادند که سیال عامل R245fa به ترتیب با 511_/3% و 58_/67% بیشترین بازده انرژی و اگزرژی را دارد. سیال عامل­های R114، R600 و R236fa نیز به لحاظ مشخصه­های عملکردی در رده­های بعدی قرار دارند. با افزایش دمای سیال زمین گرمایی تولید توان و هیدروژن افزایش می­یابد اما بازده انرژی و اگزرژی کاهش می­یابد.