17838

17838

تحليل و بهينه سازي سيستم ذخيره انرژي هواي مايع

كارشناسي ارشد

تبديل انرژي

شهريور ماه 1396

دكتر شهرام درخشان

مكانيك

كاهش سوخت‌هاي فسيلي و همچنين افزايش دماي كره زمين باعث افزايش استفاده از انرژي‌هاي تجديد پذير شده است. يكي از اصلي‌ترين موانع رشد انرژي‌هاي تجديد پذير عدم قطعيت آنها مي‌باشد. اصلي‌ترين راه براي برطرف كردن اين مشكل استفاده از روش‌هاي ذخيره سازي مي‌باشد. روش ذخيره سازي هواي مايع هيچ محدودت جغرافيايي ندارد و همچنين نياز به فضاي ذخيره سازي كمي براي ذخيره مقدار انرژي قابل توجه‌اي نسبت به ديگر روش‌هاي ذخيره سازي دارد. بنابراين در اين پايان نامه يك شبكه كلكتورهاي سهموي خطي تركيب شده با سيكل رنكين با روش ذخيره سازي هواي مايع تركيب شده است. براي بهينه سازي سيستم موردنظر براي دبي‌هاي هواي ورودي متفاوت از الگوريتم ژنتيك استفاده شده است. تابع هدف در اين پايان نامه بازده رفت و برگشتي اگزرژي در نظر گرفته شده است و فشار 6 نقطه از چرخه و همچنين دبي جرمي 5 نقطه از آن به عنوان متغييرهاي بهينه سازي انتخاب شده‌اند. تاثير شدت تشعشع‌هاي متفاوت براي چرخه مورد نظر بررسي شده است و همچنين تاثير فشار خروجي از كمپرسور دوم، دبي جرمي سيال در سيكل كلكتورها و دماي محيط روي بازده بررسي شده است. نتايج بازده اگزرژي 13/15 درصدي را نشان داده‌اند. همچنين نشان داده‌اند كه بازده اگزرژي با افزايش دبي هواي ورودي كاهش پيدا مي‌كند. به عنوان مثال اگر دبي هواي ورودي از 10 كيلوگرم برثانيه به 15 كيلوگرم بر ثانيه افزايش داده شود بازده 1/5 درصد كاهش پيدا مي‌كند.

1396/07/04

1/1/1900 12:00:00 AM

Reduction of fossil fuels and the Global warming caused increasing renewable energy usage. One of the main obstacles to renewable energy usage development is uncertainty. The main solution to obviate the uncertainty obstacle is using storage system. The liquid air storage system doesn’t have any geological limitation and needs a relatively small storage tank. Therefore, in this thesis, a parabolic trough solar collector (PTSC) network coupled with a Rankine cycle is combined with a liquid air energy storage system. The genetic algorithm (GA) is used to optimize the proposed system for different air storage mass flow rates. The roundtrip exergy efficiency is considered as the objective function and pressures of six points and mass flow rates of five points are considered as design parameters. The effect of different radiation intensities is investigated. Moreover, the sensitivities of the optimum system to the output pressure of the second compressor, the mass flow rate of the PTSC cycle and the ambient temperature are examined. The results revealed that a value of 15.13% exergy efficiency is achievable. Furthermore, the exergy efficiency decreased by increasing the air storage mass flow rate (the efficiency is decreased by 5.1% when the air storage mass flow rate increased from 10 to 15 kg/s).