پیشنهاد یک سیستم ترکیبی چند هدفه به منظور تبدیل انرژی زمین گرمایی به هیدروژن مایع

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه بین المللی امام خمینی(ره)، قزوین، ایران

2 کارشناسی، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه بین المللی امام خمینی(ره)، قزوین، ایران

3 دکتری مکانیک، گروه مهندسی مکانیک، واحد تهران غرب، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

4 دانشیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه بین المللی امام خمینی(ره)، قزوین، ایران

doi
10.22034/jmeut.2023.57150.3286
چکیده

هیدروژن مایع راه‌حلی برای ذخیره و انتقال برق است که توسط منابع انرژی تجدیدپذیر مانند انرژی زمین گرمایی تولید می‌شود. در این مقاله، یک چرخه رانکین آلی و الکترولیز غشا پروتونی، چرخه تبرید جذب آبی آمونیاکی و یک چرخه مایع‌سازی هیدروژن برای ذخیره انرژی زمین‌گرمایی به‌عنوان هیدروژن مایع شبیه‌سازی و تحلیل می‌شوند. توان تولید شده توسط چرخه رانکین آلی برای تولید گاز هیدروژن در الکترولایزر استفاده می­شود، علاوه بر این، سرمایش حاصل از چرخه تبرید جذبی برای پیش خنک کردن گاز هیدروژن تا دمای منفی 9/26 درجه سانتیگراد استفاده می­شود که در ادامه هیدروژن در دمای منفی 253 توسط چرخه مبرد ترکیبی مایع می­شود . نوآوری این مطالعه مبتنی بر استفاده از انرژی سرد حاصل از تبرید جذبی در چرخه تولید هیدروژن مایع و ادغام فرآیند تولید  هیدروژن مایع با سیستم انرژی زمین گرمایی است. با استفاده از انرژی، اگزرژی، و تجزیه و تحلیل اقتصادی، بازده چرخه نهایی در مقایسه با سیستم اولیه بهبود یافت. مصرف ویژه انرژی واحد مایع سازی 81/8 کیلووات ساعت برای هر کیلوگرم هیدروژن بود. در سه سال زمان بازپرداخت، با استفاده از آنالیز اقتصادی در سه سال دوره بازپرداخت حداقل قیمت فروش 2 دلار و 11 سنت محاسبه شد که کمتر از چرخه مشابه تولید هیدورژن مایع ارائه شده در گذشته بود.