21382

21382

آناليز و تحليل اگزرژي اقتصادي و بهينه سازي سيكل تركيبي دي اكسيدكربن فوق بحراني برايتون خورشيدي با سيستم ذخيره و رانكين آلي به همراه نمك زدايي به روش تقطير چند مرحله‌اي

كارشناسي ارشد

سيستم هاي انرژي - محيط زيست

1396

1398/8/27

دكتر ابولفضل احمدي

دكتر دشتي

فناوري هاي نوين

در اين پايان‌نامه به شبيه سازي و بهينه سازي سيكل تركيبي خورشيدي متشكل از برايتون و كلكتور خورشيدي و سيكل رانكين آلي براي توليد توان ونمك زدايي به روش تقطير چند مرحله‌اي براي توليد آب شيرين پرداخته شده‌ است. در اين سيكل به كمك كلكتور خورشيدي، دريافت كننده مركزي گرماي خورشيد جذب شده را وارد سيكل مي‌كند. و ميزان اضافي آن وارد سيستم ذخيره خواهد شد. اين سيستم ذخيره شامل نمك مذاب خواهد بود و سيكل تنها با گرماي خورشيدي كار‌ مي‌كند و دماي هوا را به ميزان مطلوب مي‌رساند. سپس سيال عامل يعني دي اكسيد كربن فوق بحراني ابتدا وارد ركوپراتور يا همان بازياب خواهد شد پس از عبور از دريافت كننده وارد توربين گازي خواهد شد. از طرفي چون گاز هاي خروجي توربين دماي نسبتا بالايي دارد و از طرفي دي اكسيد كربن بايد به دماي پايين برسد، لذا در طي عملي ابتدا وارد اواپراتور و سپس از طريق بازياب وارد مرحله تقطير چند مرحله اي خواهد شد. اواپراتور سيال عامل سيكل رانكين آلي را به بخار تبديل و وارد توربين بخار مي‌كند و چرخه رانكين آلي شكل مي‌گيرد. نوآوري اين پروژه استفاده از دي‌اكسيدكربن فوق بحراني به جاي هوا در سيكل و استفاده از سيستم ذخيره نمك مذاب جهت ذخيره‌سازي گرما و استفاده از آن در مواقعي كه هوا ابري است يا در طول شب كه خورشيد وجود ندارد و همچنين استفاده از آب شيرين‌كن چندمرحله‌اي پس از سيكل رانكين آلي به همراه توليد توان مي‌باشد.براي تحليل بخش هاي مختلف، مدل هاي ترموديناميكي و اقتصادي آن ها بيان شده است و جهت تعيين نتايج از نرم افزار EES و MATLAB استفاده شده است. در اين تحقيق براي بهينه سازي از الگوريتم هاي هوشمند بهينه سازي الگوريتم ژنتيك استفاده شده است. توابع هدف مورد نظر بازدهي اگزرژي مجموعه و هزينه توليد برق مي باشند. در نقطه بهينه، مقادير بازدهي اگزرژي برابر 7/61درصد و هزينه توليد برق 267/0 به ازاي هر كيلووات ساعت مي باشد.بيشترين درصد تخريب اگزرژي نيز براي كلكتور خورشيدي و بيشترين بازدهي اگزرژي مربوط به توربين1 است.

1398/09/12

Analysis of exergy economic and optimization of the combined cycle for Solar CO2 Brayton and Organic rankin cycle with thermal storage system and Multi-Stage Distillation

11/17/2020 12:00:00 AM

In this paper, the simulation and optimization of a combined supercritical carbon dioxide Brayton cycle, an organic Rankine cycle and multi effect distillation system driven by solar energy has been applied for power and fresh water generation. In this cycle, the solar collector, the central receiver reflected the sun's heat by heliostats, enters the storage system and then enters the fluid stream according to the amount of heat required to initiate the cycle. The working fluid of super critical Brayton cycle contains of 60% Na〖NO〗_3 and 40% 〖KNO〗_3 and working fluid for organic Rankine cycle is R600. The simulation of this combined cycle was done by EES software and the energy and exergy efficiency changes in terms of decision variables will be compared with the results. The optimization of the exergy-economic reduce the cost of electricity generation and increase the exergy efficiency. In this research, intelligent algorithms such as genetic algorithms have been used for optimization. The maximum exergy efficiency is 61.78% and the minimum cost of electricity production is 0.2617 $per kWh and The MED process product 530.9 Kg/S fresh water in 15 effects.