امکان سنجی و تحلیل اگزرژی اقتصادی استفاده از سیستم تولید همزمان برای یک بیمارستان بر پایه سیکل رانکین آلی خورشیدی در ایران

نوع مقاله: مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد دانشکده مکانیک دانشگاه صنعتی اراک

2 عضو هیئت علمی دانشکده مکانیک دانشگاه صنعتی اراک

چکیده

در این مقاله یک سیستم تولید همزمان توان، گرمایش و سرمایش جهت تامین نیازهای یک بیمارستان 100 تخت خوابه مورد تحلیل اگزرژی اقتصادی قرار گرفته است. برق مورد نیاز بیمارستان توسط یک نیروگاه رانکین آلی تولید می‌گردد. با استفاده از مبدل حرارتی در سیکل، بار گرمایشی بیمارستان تامین شده است. همچنین از حرارت بخار خروجی از توربین برای راه‌اندازی سیکل تبرید آبشاری و تامین بار سرمایشی بیمارستان استفاده شده است. ترکیب سیکل‌های تبرید جذبی و تراکمی امکان نگه‌داری برخی از اقلام دارویی که باید در دماهای بسیار پایین نگه‌داری شوند را فراهم آورده است. جهت تامین حرارت در بویلر نیروگاه از سه نوع کلکتور حرارتی خورشیدی سهموی خطی (PTC)، خطی فرنل (LFR) و بشقابی (Dish) استفاده شد. عملکرد سیستم در 9 استان مختلف کشور با مقادیر شدت تابش متفاوت بررسی گردید. نتایج نشان داد استان‌های بوشهر و گلستان به ترتیب بیشترین و کمترین پتانسیل را برای احداث سیستم دارند. همچنین تاثیر شدت تابش و سیال عامل بر سیستم بررسی گردید.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


 
[1] Quoilin, S., Orosz, M., Hemond, H., and Lemort, V., “Performance and Design Optimization of a Low-cost Solar Organic Rankine Cycle for Remote Power Generation”, Solar Energy, Vol. 85, pp. 955–966, (2011).
 
[2] Manolakos, D., Kosmadakis, G., Kyritsis, S., and Papadakis, G., “On Site Experimental Evaluation of a Low-temperature Solar Organic Rankine Cycle System for RO Desalination”, Solar Energy, Vol. 83, pp. 646–656, (2009).
 
[3] Wang, X., Zhao, L., Wang, J., Zhang, W., Zhao, X., and Wu, W., “Performance Evaluation of a Low-temperature Solar Rankine Cycle System Utilizing R245fa”, Solar Energy, Vol. 84, pp. 353–364, (2010).
 
[4] Freeman, J., Hellgardt, K., and Markides, C., “Working Fluid Selection and Electrical Performance Optimization of a Domestic Solar-ORC Combined Heat and Power System for Year-round Operation in the UK”, Applied Energy, Vol. 158, pp. 291-303, (2016).
 
[5] Wang, M., Jiangfeng, W., Zhao, Y., Zhao, P., and  Dai, Y., “Thermodynamic Analysis and Optimization of a Solar-driven Regenerative Organic Rankine Cycle (ORC) Based on Flat-plate Solar Collectors”, Applied Thermal Engineering, Vol. 50, pp. 816-825, (2012).
 
[6] Li, J., Pei, G., and Ji, J., “Optimization of Low Temperature Solar Thermal Electric Generation with Organic Rankine Cycle in Different Areas”, Applied Energy, Vol. 87, pp.3355-3365, (2010).
 
[7] Wang, X., and Zhao, L., “Analysis of Zeotropic Mixtures used in Low-temperature Solar Rankine Cycles for Power Generation”, Solar Energy, Vol. 83, pp. 605-613, (2009).
 
[8] Al-Sulaiman F.A., Dincer, I., and Hamdullahpur, F., “Thermoeconomic Optimization of Three Trigeneration Systems using Organic Rankine Cycles: Part I – Formulations”, Energy Conversion and Management, Vol. 69, pp. 199-208, (2013).
 
[9] Al-Sulaiman F.A., Hamdullahpur, F., and Dincer, I., “Performance Assessment of a Novel System using Parabolic Trough Solar Collectors for Combined Cooling, Heating, and Power Production”, Renewable Energy, Vol. 48, pp. 161-172, (2012).
 
[10] Karellas, S., and Braimakis, K., “Energy–exergy Analysis and Economic Investigation of a Cogeneration and Trigeneration ORC–VCC Hybrid System Utilizing Biomass Fuel and Solar Power”, Energy Conversion and Management, Vol. 107, pp. 103-113, (2016).
 
[11] Shariatzadeh, J., Refahi, A., Rahmani, M., and Abdolhassani, S., “Economic Optimization and Thermodynamic Modelling of SOFC Tri-generation System Fed by Biogas”, Energy Conversion and Management, Vol. 105, pp. 772-781, (2015).
 
[12] Alamdari, P., Nematollahi, O., and Alemrajabi, A., “Solar Energy Potentials in Iran: A Review”, Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 21, pp. 778-788, (2013).
 
[13] Eisavi, B., Khalilarya, S., Chitsaz, A., and Rosen, M., “Thermodynamic Analysis of a Novel Combined Cooling, Heating and Power System Driven by Solar Energy”, Applied Thermal Engineering, Vol. 129, pp. 1219-1229, (2017).
 
[14] Bellos, E., and Tzivanidis, Ch., “Parametric Analysis and Optimization of a Solar Driven Trigeneration System Based on ORC and Absorption Heat Pump”, Journal of Cleaner Production, Vol. 161, pp. 493-509, (2017).
 
[15] Zhao, L., Zhang, Y., Deng, S., Ni, J., Xu, W., Ma, M., Lin, S., and Yu, Z., “Solar Driven ORC-based CCHP: Comparative Performance Analysis between Sequential and Parallel System Configurations”, Applied Thermal Engineering, Vol. 131, pp. 696-706, (2018).
 
[16] Akbari, K., and Mahmoudi, S., “Exergeoconomic Analysis and Optimization of a Novel Cogeneration System Producing Power and Refrigeration”, Energy Conversion and Management, Vol. 134, pp. 208-220, (2017).
 
[17] Wu, Ch., Wang, Sh., Feng, X., and Li, J., “Energy, Exergy and Exergoeconomic Analyses of a Combined Supercritical CO2 Recompression Brayton/Absorption Refrigeration Cycle”, Energy Conversion and Management, Vol. 148, pp. 360-377, (2017).
 
[18] Cimsit, C., Ozturk, I., and Kincay, O., “Thermoeconomic Optimization of LiBr/H2O R134a Compression-absorption Cascade Refrigeration Cycle”, Applied Thermal Engineering, Vol. 76, pp. 105-115, (2014).
 
[19] Ahmadi, F., and Heidarnejad, P., “Thermoeconomic Assessment and Multi Objective Optimization of a Solar Micro CCHP Based on Organic Rankine Cycle for Domestic Application”, Energy Conversion and Management, Vol. 97, pp. 224-234, (2015).
 
[20] Shokati, N., Ranjbar, R., and Yari, M., “A Comprehensive Exergoeconomic Analysis of Absorption Power and Cooling Cogeneration Cycles Based on Kalina, Part 1: Simulation”, Energy Conversion and Management, Vol. 158, pp. 437-459, (2018).
 
[21] Schenk, H., Hirsch, T., Fabian, F., and Wittmann, M., "Energetic Comparison of Linear Fresnel and Parabolic Trough Collector Systems”, Solar Energy Engineering, Vol. 136, pp. 333-344, (2014).
 
[22] Bellos, E., and Tzivanidis, Ch., “Parametric Analysis and Optimization of a Solar Driven Trigeneration System Based on ORC and Absorption Heat Pump”, Journal of Cleaner Production, Vol. 161, pp. 493-509, (2017).