ارزيابي دو هدفه افزايش كارايي و كاهش توليد گاز گلخانه اي سيستم توليد همزمان خورشيدي ( SCCHP) به منظور تامين بار گرمايشي، سرمايشي و توليد برق براي يك فضاي كاربردي

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي مكانيك

كارشناسي ارشد

چكيده با توجه به نياز روز افزون انرژي، بكارگيري منابع تجديد پذير گزينه‌ي بسيار مطلوبي در راستاي جايگزيني سوخت‌هاي فسيلي مي باشد. از جمله منابع تجديد پذير مي توان به منابع پاك و در دسترسي همچون انرژي باد ، انرژيي خورشيد ، هيدروژن و پيل سوختي ، زمين گرمايي و ... اشاره كرد. خوشبختانه در كشور ما ايران، انرژي خورشيدي يكي از بهترين منابع تجديد پذير مي باشد و بكارگيري اين نوع از انرژي به شكل قابل توجهي توجيه پذير است و لذا مي توان از اين پتانسيل به بهترين شيوه استفاده كرد. در نتيجه‌ي تقاضاي مصرف انرژي به صورت روز افزون، سيستم‌ها و روش‌هاي جديدتر و كارامدتري پا به عرصه نوين نهاده تا بيش از پيش بازده مصرف انرژي را بهبود بخشند. از اين ميان مي توان به سيستم‌هاي توليد تركيبي برق ، گرمايش و سرمايش اشاره كرد كه در واقع خود، توسعه يافته‌ي سيستم‌هاي توليد همزمان گرمايش و برق مي باشند. اين پژوهش قصد دارد تا به تحليل سيستم توليد تركيبي با محرك سيستم كلكتور خورشيدي سهموي خطي، انرژي‌هاي گرمايشي و سرمايشي و برق مورد نياز يك مكان را تامين كند. در اين راستا تامين انرژي الكتريكي توسط يك سيكل رانكين انجام گرفته و سيستم كلكتور خورشيدي سهموي خطي جدا از تامين بار گرمايشي و سرمايشي، در تامين بار گرمايي مورد نياز اواپراتور سيكل رانكين نيز نقش ايفا مي كند. به دليل بحث قابل اتكا بودن داده‌هاي مصرفي، كه از اولويت‌هاي پايه‌اي در هر كار تحقيقاتي مي‌باشد، از يك مكان تازه تاسيس استفاده شد. اين مكان مركز پزشكي ، آموزشي ، درماني 540 تختخوابي كوثر سنندج بود كه در غرب كشور و در منطقه كوهستاني زاگرس شهر سنندج واقع بود. از آنجا كه نمي توان از تاثيرات مهم همه‌گيري ويروس كوويد19 بر سبك زندگي (از شيوه و عادت‌هاي زندگي فردي و اجتماعي گرفته تا اولويت بندي و ملزومات و در كل در مقياس بزرگتر ميزان مصرف انرژي بخصوص در مكان‌هاي مرتبط با اين پاندمي مانند مراكز درماني) غافل شد لذا با توجه به ورود پاندمي كرونا به كشور كه به تدريج در اوايل سال 2020 اتفاق افتاد، بازه زماني در سال‌هاي 2020 الي 2021 مد نظر قرار گرفت. از مزيت‌هاي اين انتخاب، وسعت مناسب آن با 54000 متر مربع فضاي مفيد مي‌باشد كه بصورت 2 بلوك شش طبقه و 1 بلوك هفت طبقه است و بلوك هفت طبقه مابين آن دو بلوك‌هاي ديگر واقع شده است. هر بلوك آن داراي دو طبقه زير زمين مي باشند. به دليل نياز بالاي انتخاب مورد نظر به انرژي، استفاده از سيستم‌هاي كلكتور خورشيدي سهموي خطي بسيار مناسب است، چراكه عمدتاً اين سيستم‌ها با توجه به توليد توان بالاي آن‌ها براي وسعت‌هاي بزرگ، مثل مجتمع‌ها و جاهايي از اين قبيل مناسب است. آنچنان كه قبل‌تر گفته شد، از ديگر مزيت‌هاي اين انتخاب كه به نظر مهمترين مزيت آن نيز مي‌باشد، تازه تاسيس بودن آن است كه به تدريج در اوايل سال 2017 به بهره برداري رسيد. در اين پژوهش از كلكتورهاي خورشيدي سهموي خطي در نوع LS-2 براي توليد انرژي كلي ساختمان مورد نظر به شكل گرما استفاده مي‌شود كه بخشي از آن صرف توليد انرژي الكتريكي در يك سيكل رانكين استفاده مي‌شود. بيشترين مقدار طول كلكتورها براي ماه ژانويه بود كه طول كلي آن 8،144 متر بود كه در قالب 17 رديف قرار گرفت. لذا ماه ژانويه به عنوان ماه الگو براي ماه‌هاي ديگر در نظر گرفته شد. در سيستم كلكتور سهموي خطي دماهاي ورودي و خروجي به ترتيب 190 و 397 درجه سانتي گراد ثابت در نظر گرفته شد. همچنين در سيكل رانكين با يك زيركش براي گرمكن آب تغذيه باز، دماهاي ورودي و خروجي بويلر به ترتيب با مقادير 180 و 390 درجه سانتي گراد ثابت شدند. همينطور كيفيت بخار خروجي واقعي از توربين نيز با مقدار ٪93 ثابت در نظر گرفته شد. برنامه نويسي كلكتور خورشيدي و سيكل رانكين با متلب انجام شد و پارامترهاي بازده حرارتي، بازده اگسرژي، توان توليدي مفيد و برگشت ناپذيري از ديدگاه عددي مورد بررسي قرار گرفتند و نشان داده شد كه فشار بويلر سيكل رانكين از بين فشارهاي 2، 3، 4 و 5 مگاپاسكال كمترين مقدار آن يعني فشار 2 مگاپاسكال، نتيجه‌ي مطلوب را حاصل مي‌كند. همچنين از بين فشارهاي زيركش، كمترين مقدار آن يعني فشار زيركش 1/277 كيلو پاسكال داراي بهترين راندمان و توان خروجي مفيد بود كه براساس آن جدا از تامين بارهاي گرمايشي ، سرمايشي و الكتريكي، سالانه مقدار 12/2 گيگا وات ساعت توان الكتريكي اضافي توليد مي‌كند كه تقريبا 2 برابر مقدار بار الكتريكي سالانه خود بيمارستان است.

216374

تبديل انرژي

فني مهندسي گلپايگان

دانشگاه صنعتي اصفهان