8826

بهينه‌سازي سيستم چندگانه مبتني بر انرژي‌هاي تجديدپذير

كارشناسي

مهندسي مكانيك

1402

آيت قره‌قاني

1402/08/10

مهندسي مكانيك

Optimization of multiple system based on renewable energies

رشد صنايع و افزايش جمعيت جهان به سرعت و به نحوي روي داد كه امروزه از انرژي به عنوان اصلي‌ترين عامل توسعه‌ي اقتصادي-اجتماعي جوامع انساني نام برده مي‌شود. به دليل مشكلات و چالش‌هايي كه امروزه بشر درگير آن مي‌باشد، يكي از مهم‌ترين دغدغه‌هاي دولت‌ها در سراسر جهان، استفاده‌ي صحيح و بهينه از انرژي مي‌باشد. مديريت انرژي و توسعه‌ي پايدار، دو مفهوم اساسي در راستاي بهينه‌سازي مصرف و راهكارهاي نوين صرفه‌جويي مي‌باشند. از اين رو استفاده از انرژي‌هاي تجديدپذير براي كاهش آلاينده‌هاي ناشي از سوخت‌هاي فسيلي و همچنين رويكرد يكپارچه‌سازي به صورت تركيب يا هيبريداسيون منبع انرژي هاي مختلف، كه در اينجا شامل خورشيدي و زمين‌گرمايي مي باشد، توصيه مي‌شود‌. همچنين چندگانه‌سازي و توليد چندين محصول مفيد از سيستم انرژي براي كاهش تلفات و ضايعات و افزايش كارايي سيستم در دستوركار قرار گرفته است. بنابراين با در نظر گرفتن سيستم مناسب، مدل‌سازي يك سيستم توليدچندگانه متشكل از بخش خورشيدي-زمين‌گرمايي، يك چرخه‌ي بخار رانكين و يك چرخه‌ي ارگانيك رانكين و چرخه‌ي تبريد جذبي در نرم‌افزار EES انجام شده و تحليل‌هاي ترموديناميكي شامل تحليل انرژي و اگزرژي صورت گرفته است‌‌. پس از اعتبارسنجي شبيه‌سازي مذكور، به منظور بررسي اثر متغيرهاي گوناگون بر روي پارامترهاي تعيين كننده‌اي نظر ضريب عملكرد و بازده، و همچنين بهينه‌سازي درون سيستمي، تغييرات مربوط به اين عوامل در نرم‌افزار در نظر گرفته شده است. نتايج چنين نشان مي‌دهد كه اثر دماي اواپراتور در اين سيستم به نحوي است كه افزايش آن بر بهبود ضريب عملكرد انرژي اثر مثبت دارد اما سبب كاهش ضريب عملكرد اگزرژي خواهد شد. دبي سيال زمين گرمايي نيز، عامل موثري مي‌باشد كه افزايش آن، به بهبود بازده انرژي و توان سيكل بخار كمك مي‌كند با اين حال به عنوان يك عامل كاهشي در بازده اگزرژي شناخته مي‌شود. علاوه بر اين عوامل، اثر سيالات زمين‌گرمايي و مبردهاي به كار رفته در چرخه‌ي ارگانيك رانكين، بررسي گشته و نتايج نشان مي‌دهد كه Syltherm 800 و مبرد R123 در مجموع اثر بهتري در ‌كارآيي سيستم خواهند داشت. با اين وجود بيشترين بازده‌ي انرژي محاسبه شده با مقدار 68.25٪ مربوط به Therminol VP1 است و بيشترين بازده‌ي اگزرژي با مقدار 65.33٪ با استفاده از Therminol 59 به‌دست مي‌آيد. بهترين ضريب عملكرد انرژي مربوط به R113 و n-pentane و بهترين ضريب عملكرد اگزرژي مربوط به مبرد R123 بوده كه به ترتيب با مقدار 0.9037 و 0.3269 محاسبه شده‌اند.

سيستم هيبريدي خورشيدي-زمين‌گرمايي؛ سيستم توليدچندگانه؛ نرم‌افزارEES؛ مدل‌سازي؛ تحليل ترموديناميكي.