مدل سازی و تحلیل ترمو اکونومیکی یک سیستم تولید همزمان برق، حرارت و برودت بر پایه سیکل میکروتوربین گاز و پیل سوختی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، دانشگاه آزاد واحد دماوند

2 عضو هیات علمی / دانشگاه صنعتی مالک اشتر

3 استادیار، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران شمال

doi
10.22034/jfnc.2024.478127.1407
چکیده

هدف از ارائه این مقاله معرفی و تحلیل عملکرد ترمودینامیکی و اقتصادی دو سیستم هیبریدی سه‌گانه جهت تولید انرژی الکتریکی، حرارتی و برودتی است. در این تحقیق سیکل هیبریدی میکروتوربین­گاز و پیل­سوختی به عنوان محرک اولیه و چیلر جذبی به عنوان محرک ثانویه لحاظ شده است. جهت انجام این تحقیق دو سیستم هیبریدی پیشنهادی همراه با تجهیزات جانبی آن از دیدگاه اقتصادی مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته­اند. با توجه به اهمیت پیل­سوختی در این سیستم هیبریدی برای پیل تحلیل ترمودینامیکی، حرارتی و الکتروشیمیایی نیز انجام شده تا نتایج محاسبات دارای دقت بالایی باشد. در ادامه با مطالعه پارامتری سیستم هیبریدی اشاره شده تأثیر نسبت فشار کمپرسور، نسبت هوا به سوخت و دمای ورودی به ژنراتور بر روی بازده انرژی و اگزرژی، نرخ تخریب و اتلاف اگزرژی، هزینه سیستم و گرمایش و سرمایش تولیدی سیستم بررسی شده است. نتایج نشان می­دهد که با افزایش نسبت فشار کمپرسور بازده الکتریکی و اگزرژی سیستم افزایش و نرخ تخریب اگزرژی و قیمت برق تولیدی کاهش می­یابد. همچنین در صورت استفاده از چیلر جذبی دو اثره به جای چیلر جذبی تک اثره، نرخ تخریب اگزرژی 4/5 درصد کاهش و قیمت برق تولیدی ۲۸ درصد افزایش خواهد یافت. نتایج نشان می­دهد کمترین قیمت برق تولیدی و بیشترین بازده اگزرژی در نسبت فشار ۶ کمپرسور اتفاق می­افتد. به طوری که در این نسبت فشار بیشترین بازده اگزرژی ۵۸/۰ و ۵۹/۰ و کمترین قیمت برق تولیدی ۱۹۵/۰ و ۲۶/۰ دلار بر کیلووات ساعت به ترتیب برای سیستم اول و دوم خواهد بود.