19058

۱۹۰۵۸

بهينه‌سازي اگزرژي – اقتصادي نمك‌زدايي با روش تركيبي اسمز معكوس و تقطير چندمرحله‌اي با استفاده از انرژي خورشيد و باد

كارشناسي ‌ارشد

مهندسي سيستم هاي انرژي

۱۳۹۷

۱۳۹۷/۰۳/۲۹

دكتر ابوالفضل احمدي

دكتر روح اله احمدي

فناوري هاي نوين

در اين پايان‌نامه ضمن تشريح مزاياي نمك‌زدايي تركيبي غشايي- حرارتي، سامانه‌اي مشتمل بر يك واحد نمك‌زدايي تركيبي با بهره‌گيري از منابع انرژي تجديد پذير خورشيد و باد معرفي مي‌شود. در اين سامانه انرژي خورشيد توسط كلكتورهاي سهموي خطي به‌صورت گرما جذب‌شده و از اين انرژي در سيكل رانكين آلي براي توليد برق استفاده مي‌شود. علاوه بر اين، حرارت دفع شده از كندانسور سيكل رانكين آلي براي راه‌اندازي دستگاه تقطير چندمرحله‌اي جهت توليد آب شيرين مورد استفاده مي‌باشد. از سوي ديگر توربين‌هاي بادي موجود در مجموعه به توليد برق پرداخته كه با برق توليدشده توسط سيكل رانكين آلي ادغام‌شده و انرژي موردنياز دستگاه نمك‌زدايي اسمز معكوس را تأمين مي‌كنند. اين سامانه به‌صورت متصل به شبكه و بدون تجهيزات ذخيره‌سازي انرژي طراحي‌شده است بنابراين برق مازاد بر نياز سامانه به شبكه فروخته مي‌شود. در مرحله بعد ضمن معرفي مدل‌هاي ترموديناميكي و اقتصادي اجزاي مختلف مجموعه و انتخاب شهر چابهار براي راه‌اندازي سامانه، به تحليل اگزرژي – اقتصادي مجموعه پرداخته‌شده است. در اين پژوهش براي بهينه‌سازي دو هدفه، از الگوريتم بهينه‌سازي ازدحام ذرات و روش تصميم‌گيري تاپسيس استفاده‌شده و توابع هدف مورد بررسي، بازدهي اگزرژي مجموعه و هزينه توليد آب شيرين مي‌باشند. در نقطه بهينه، بازدهي اگزرژي سامانه برابر ۲۶/۲ درصد و هزينه توليد آب شيرين ۳/۰۸ دلار براي هر مترمكعب آب مي‌باشد. در پايان جهت تخمين دستاوردهاي محيط زيستي سامانه مورد مطالعه، ميزان انرژي دريافتي از خورشيد و باد براي راه‌اندازي مجموعه، با يك نيروگاه سيكل تركيبي معادل‌سازي شده و محاسبات نشان مي‌دهند كه با اين روش مي‌توان از انتشار ساليانه ۵۲۱۶۴ تن دي‌اكسيد كربن به جو جلوگيري كرد.

1397/04/09

Exergoeconomic optimization of RO-MED desalination by using solar and wind energies

6/30/2018 12:00:00 AM

This dissertation studies the advantages of membrane-thermal hybrid desalination, to introduce a system including one hybrid desalination unit using renewable solar and wind energy. In this system, the energy received from the sun is absorbed as heat by parabolic trough collectors and in an organic Rankine cycle produces electricity. The rejected heat received from the condenser is also used to produce desalinated water in a multi-effect distillation unit. Also, the produced electricity by the wind turbines in the system is merged with the electricity produced by the organic Rankine cycle which provides the required energy for the reverse osmosis desalination machine. This system is designed to be connected to the network thus the excess electricity is sold to the network. Then after, while considering the city of Chabahar to set up the system in, an exergy-economic analysis is carried out. In this research, for the dual objective optimization, particle swarm optimization and TOPSIS methods have been used and the objective functions studied are exergy efficiency in addition to desalinated water production cost. As a result, in the optimum point, the system’s exergy efficiency is 26.2% and desalinated water production cost is 3.08 dollars per cubic meter of water. It must be pointed out that, to analyze the positive environmental outcomes of setting up this system, it is suggested to make the amount of the received solar and wind energy for commissioning of the complex equivalent to the combined cycle power plant which results in the reduction of 52164 tons of CO2 emitted to the atmosphere.