شماره ركورد
34000
پديد آورنده
آرمان عدولي
عنوان
شبيهسازي، بهينهسازي، تحليل ديناميك و 4E يك سيستم توليد چندگانه جهت توليد توان، حرارت و متان سبز
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي مكانيك - گرايش تبديل انرژي
سال تحصيل
1401
تاريخ دفاع
1404/06/30
استاد راهنما
آيت قرهقاني
استاد مشاور
فاقد استاد مشاور
دانشكده
مهندسي مكانيك
چكيده
افزايش روزافزون مشكلات زيستمحيطي ناشي از افزايش غلظت گازهاي گلخانهاي در جو زمين، محققان را به سمت مطالعهي سيستمهاي توليد چندگانه بر مبناي انرژيهاي تجديدپذير سوق داده است. در همين راستا، اين پژوهش يك سيستم توليد چندگانه جديد بر پايه زيستتوده و انرژي خورشيدي ارائه ميدهد كه قادر به توليد حرارت، برق و متان سبز ميباشد. اين سيستم اجزاي پيشرفتهاي از جمله يك چرخه دياكسيد كربن فوق بحراني، چرخه قدرت اس-گراز و يك زيرسيستم ذخيرهسازي انرژي ترموشيميايي را با بهرهگيري از واكنش برگشتپذير كربنات كلسيم/اكسيد كلسيم يكپارچه ميكند تا عملكردي مداوم و 24 ساعته داشته باشد. با انجام تحليل جامع انرژي، اگزرژي، اقتصادي و زيستمحيطي (4E) و بررسيهاي پارامتريك و ديناميكي، مشخص شد كه راندمان اگزرژي سيستم در حالتهاي روز و شب به ترتيب به %33/99 و %49/87 ميرسد و اين سيستم داراي نرخ بازگشت داخلي %20/53، هزينه همتراز شده برق 8/01 سنت بر كيلوواتساعت و دوره بازگشت ساده 6/03 ساله ميباشد. همچنين اين سيستم در روز و شب به ترتيب قادر به جلوگيري از انتشار 429/27 و 345/13 كيلوگرم بر ساعت دياكسيد كربن است. نتايج بهينهسازي نيز نشان ميدهد كه در حالت بهينه و به صورت ميانگين، اين سيستم قادر به توليد 3/56 مگاوات الكتريسيته با بازدهي اگزرژي %44/04 و نرخ هزينهي كل 610/16 دلار بر ساعت است. اين سيستم با يكپارچهسازي منابع تجديدپذير و فناوريهاي نوآورانه استفاده مجدد از كربن، راهكاري عملي براي توليد انرژي چندگانه با انتشار كم ارائه ميدهد.
تاريخ ورود اطلاعات
1404/08/24
عنوان به انگليسي
Simulation, Optimization, Dynamic and 4E Analyses of a Multigeneration System producing Power, Heat and Green Methane
تاريخ بهره برداري
9/21/2026 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
ارمان عدولي
چكيده به لاتين
The escalating environmental challenges stemming from the rising concentration of greenhouse gases in the Earthʹs atmosphere have driven researchers toward investigating multi-generation systems based on renewable energy sources. In this context, this study proposes a novel multi-generation system leveraging biomass and solar energy, capable of producing heat, electricity, and green methane. The system integrates advanced components, including a supercritical carbon dioxide cycle, an s-Graz power cycle, and a thermochemical energy storage subsystem utilizing the reversible calcium carbonate/calcium oxide reaction, enabling continuous 24-hour operation. Through comprehensive energy, exergy, economic, and environmental analyses, along with parametric and dynamic evaluations, it was determined that the systemʹs exergy efficiency reaches 33.99% and 49.87% during day and night operations, respectively. The system achieves an internal rate of return of 20.53%, a levelized cost of electricity of 8.01 cents per kilowatt-hour, and a simple payback period of 6.03 years. Additionally, it mitigates carbon dioxide emissions by 429.27 kg/h during the day and 345.13 kg/h at night. Optimization results further indicate that, under optimal conditions, the system can generate an average of 3.56 MW of electricity with an exergy efficiency of 44.04% and a total cost rate of $610.16 per hour. By integrating renewable resources and innovative carbon reuse technologies, this system offers a practical solution for low-emission multi-generation energy production.
كليدواژه هاي فارسي
چرخه اس-گراز , ذخيرهسازي ترموشيميايي انرژي , توليد متان , ميدان هليوستات , تحليل 4E
كليدواژه هاي لاتين
S-Graz cycle , Thermochemical energy storage , Methanation , Heliostat field , 4E analysis
Author
Arman Adouli
SuperVisor
Ayat Gharehghani