بهبود عملکرد نیروگاه گازی در یک سیستم انرژی جزیره‌ای با به‌کارگیری پیل سوختی

نویسندگان

1 استادیار گروه مهندسی سیستم‌های انرژی پایدار، دانشکدۀ مهندسی انرژی و منابع پایدار، دانشکدگان علوم و فناوری‌های میان‌رشته‌ای، دانشگاه تهران، تهران، ایران

2 دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی سیستم‌های انرژی، دانشکدۀ مهندسی انرژی و منابع پایدار، دانشکدگان علوم و فناوری‌های میان‌رشته‌ای، دانشگاه تهران، تهران، ایران

doi
10.22059/ses.2024.382693.1098
چکیده

با توجه به چالش‌های تأمین پایدار انرژی در شبکه‌های جزیره‌ای و اهمیت کاهش تلفات و آلاینده‌های زیست‌محیطی، استفاده از سامانه‌های هیبریدی تأمین انرژی رو به افزایش است. این پژوهش، روشی بهینه و اقتصادی برای طراحی سیستم هیبرید تأمین انرژی ارائه می‌دهد که شامل منابع تولید هم‌زمان برق و حرارت (CHP)، بویلر و پیل سوختی است. هدف اصلی، دستیابی به پایداری شبکه، کاهش هزینه‌های بهره‌برداری و بهبود مدیریت تعمیرات با حداقل‌سازی آلاینده‌های زیست‌محیطی و کاهش استفاده از منابع آب است. طراحی سیستم با استفاده از نرم‌افزار HOMER و در نظر گرفتن هزینه‌های عملیاتی، سوخت، تعمیر و نگهداری و قیود فنی از جمله حفظ تعادل توان و رعایت محدودیت‌های تولید هر منبع انجام شده است. نتایج نشان می‌دهد سناریوی بهینه شامل سه توربین گازی و چهار واحد پیل سوختی، باعث افزایش پایداری شبکه، کاهش نیاز به ظرفیت رزرو، کاهش مصرف سوخت تا 5/6 درصد کاهش انتشار آلاینده‌های اکسیدهای نیتروژن به میزان 15 درصد، دی‌اکسید کربن به میزان 9 درصد، مونوکسید کربن به میزان 6/14 درصد، هیدروکربن‌های نسوخته به میزان 18 درصد و ذرات معلق به میزان 11 درصد می‌شود. این طراحی می‌تواند به عنوان یک راه‌حل پایدار و اقتصادی برای تأمین انرژی در شبکه‌های جزیره‌ای با کارایی بالا و کمترین اثرات زیست‌محیطی به کار رود.