21827

21827

به كارگيري نانوسيال و توليد بيوديزل در سامانه هيبريدي كلكتور خورشيدي- بيوديزل و بررسي فني و اقتصادي سيستم هيبريدي

كارشناسي ارشد

مهندسي سيستم هاي انرژِي - انرژي و محيط زيست

1396

1398/8/20

دكتر عليرضا زاهدي

فناوري هاي نوين

با توجه به كاهش روزافزون منابع فسيلي و آثار مخرب زيست محيطي استفاده از آن، به كارگيري روشي مبتني بر استفاده از منابع تجديدپذير نظير سوخت¬هاي زيستي و مصرف آن¬ها در سيستم هاي تجديدپذير نيروگاهي به عنوان يكي از راهكارهاي توليد انرژي پاك و مقرون به صرفه قابل تعريف است. در اين پژوهش به منظور افزايش راندمان و كاهش هزينه¬هاي توليد بيوديزل پس از ساخت كلكتور خورشيدي سهموي خطي و تشكيل سيستم هيبريدي كلكتور خورشيدي / آب¬شيرين¬كن / راكتور تبديل از طريق استقرار دادن راكتور تبديل زيست¬توده به بيوديزل در امتداد كلكتور خورشيدي، ابتدا اقدام به بهينه¬سازي سيال عامل كلكتور خورشيدي توسط نانوذرات هيبريدي گرديد. بدين منظور پس از طراحي آزمايش بر اساس پارامترهاي درصد جرمي نانوذره در سيال پايه روغن، نسبت وزني نانوذره هيبريدي به تركيب نانوذرات و دبي سيال عامل كلكتور، نانوسيال شامل نانولوله كربني و اكسيد منيزيم (با تركيب وزني 75/25) و درصد جرمي 0/378 نانوذره در سيال پايه و دبي سيال عامل معادل 2/5 ليتر بر دقيقه به عنوان نانوسيال بهينه انتخاب شد. در حالت بهينه فوق-الذكر هزينه عملياتي بهبود كلكتور 165 دلار و 51 سنت در سال و راندمان حرارتي آن 57/78 درصد بود. سپس از طريق حرارت كلكتور خورشيدي سهموي و با استفاده از زيست¬توده¬هاي نسل اول پالم و كلزا و زيست توده كلرلا به عنوان نسل سوم در دماي 60 درجه سانتي¬گراد به روش تبادل استري اقدام به توليد بيوديزل گرديد. درصد تبديل سوخت¬زيستي به بيوديزل براي هريك از گونه هاي پالم، كلزا و كلرلا به ترتيب عبارت بود از:(76/31، 74/54 و 81/4) همچنين هزينه تبديل سوخت زيستي به بيوديزل براي هر يك از روش¬ها براي گونه¬هاي پالم، كلزا و كلرلا برابر با (0/73، 0/54 و 1/27) دلار بود.

1398/12/21

Using of nanofluid and production of biodiesel in the solar collector biodiesel hybrid system as well as technical analysis, and economic study of the hybrid system.

11/10/2020 12:00:00 AM

Given the increasing decline in fossil fuels and the harmful environmental impacts of its use, the use of a renewable energy source such as biofuels and their use in renewable power systems is one of the clean and affordable energy production solutions. In this study, in order to increase efficiency and reduce costs of biodiesel production after the manufacture of parabolic trough solar collector and formation of hybrid solar collector/desalination/ conversion reactor by deploying biomass biodiesel reactor along with the collector Solar first optimized the working fluid of solar collector by hybrid nanoparticles. For this purpose, after designing the experiment based on parameters nanoparticle mass percentage in the base fluid, hybrid nanoparticles and flow rate, the nanofluid consisted of carbon nanotubes and magnesium oxide (with a ratio of 75:25) and mass percentage of 0.378 nanoparticles in the base fluid and the flow rate of 2.5 liters per minute with an operating cost of 165.51$ and a thermal efficiency of 57.78% was selected as the optimum nanofluid. Then, biodiesel was produced by transesterification at 60 ° C using parabolic solar collector and first-generation biomass of palm and rapeseed and chlorella biomass as the third generation. Percentage of biomass conversion to biodiesel for each of Palm, Rapeseed, and Chlorella species were: (76/31, 74/54 and 81/4 respectively) and the cost of biomass conversion to biodiesel for Palm, rapeseed, and chlorella were $ 0.73, 0.54, and 1.27, respectively.

سيستم هاي خورشيدي و نانوسيال