بهينه‌سازي ترموديناميكي فرآيند شيرين‌سازي چند مرحله‌اي آب (MED) با استفاده از انرژي‌هاي تجديدپذير

كارشناسي ارشد

در پژوهش پيش‌رو به منظور بازيافت گرماي اتلافي توليد شده در واحدهاي ذخيره انرژي الكتريكي به وسيله هواي فشرده، از تركيب اين واحد با يك واحد نمك‌زدايي آب دريا به روش چند مرحله‌اي استفاده شده است. همچنين براي جلوگيري از انتشار بيش از حد گازهاي گلخانه‌اي به جو و نيز مديريت مصرف سوخت‌هاي فسيلي، يك مزرعه خورشيدي سهموي-خطي براي بالا بردن دماي هواي ورودي به توربين در قسمت تخليه واحد ذخيره انرژي الكتريكي به كار گرفته شده است. سيستم ياد شده براي بهره‌برداري در نواحي جنوبي ايران نظير بندرعباس در نظر گرفته شده است كه هم دسترسي خوبي به انرژي خورشيدي و آب دريا وجود دارد و همچنين مخازن ذخيره گاز تخليه شده‌اي در اين نواحي يافت مي‌شود كه موجب كاهش قابل توجه هزينه احداث يك واحد ذخيره انرژي الكتريكي به وسيله هواي فشرده مي‌گردد. در نهايت، در اين پژوهش با استفاده از روابط ترموديناميك كلاسيك و بهره‌گيري از كد نويسي در نرم‌افزار متلب براي مدلسازي سيستم مورد مطالعه، نشان داده شد كه با استفاده از يك واحد تصفيه آب چند مرحله‌اي در كنار يك سيستم ذخيره انرژي الكتريكي به وسيله هواي فشرده كه از انرژي خورشيدي براي بالا بردن سطح انرژي هواي ورودي به توربين استفاده مي‌كند، راندمان رفت و برگشتي از 14/37 به 47/70 درصد افزايش مي‌يابد. علاوه بر آن، مشخص شد كه در مدت زمان بهره‌برداري از سيستم MED كه 69/665 ساعت بود، تقريبا 2068 مترمكعب آب با دبي 56/74 مترمكعب بر روز توليد مي‌شود. همچنين حين فرآيند ذخيره سيستم CAES، 57/23 مگاوات توان مصرف شده در حاليكه حين فرآيند تخليه حدود 46/50 مگاوات توان توليد مي‌گردد. با در نظرگرفتن اينكه يك روز خورشيدي (معادل 10 ساعت) طول بكشد تا مخزن ذخيره روغن داغ انرژي لازم براي بالا بردن دماي هواي ورودي به توربين حين فرآيند تخليه واحد CAES را فراهم كند، 305 رديف كلكتور خورشيدي سهموي-خطي مورد نياز است. با انجام بهينه‌سازي تك هدفه، راندمان رفت و برگشتي بيشينه حدود 19/78 درصد بدست آمد.

204835

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي مكانيك / تبديل انرژي 1

دكتر مجيد سياوشي؛ دكتر ساسان آسيايي