شبيهسازي و بررسي پارامتري چرخه تجميعي متمرکز کنندههاي سهموي خورشيدي و چرخه آلي رانکين
براي توليد توان الکتريکي
علي پاکدل
تهران، دانشگاه آزاد اسلامي، واحد علوم و تحقيقات، دانشکده انرژي و محيط زيست محمدرضا جعفري نصر*+ تهران، پژوهشگاه صنعت نفت
چكيده: خورشيد بهعنوان يکي از منبعهاي پايان ناپذير انرژي است که امکان توليد برق و گرما از آن به راحتي وجود دارد. چرخه آلي رانکين همانند چرخه شناخته شده بخار رانکين است با اين تفاوت که در آن از يک سيال آلي بهجاي بخار استفاده ميشود. اين مطالعه به بررسي انتخاب سيال عامل مناسب براي چرخه آلي رانکين ، راهکاري براي بهبود عملکرد و افزايش راندمان، شناسايي پارامترها و متغيرهاي تأثيرگذار بر راندمان چرخه آلي رانکين ،بهرهگيري از مبدل گرمايي مناسب در چرخه تجميعي کلکتورهاي سهموي خورشيدي و چرخه آلي رانکين پرداخته است. توان خروجي سامانه 2140 کيلو وات و منبع گرمايي سامانه، انرژي استحصال شده توسط کلکتورهاي سهموي خورشيدي است. چرخه در دماي 250 درجه سلسيوس که متوسط دماي کلکتورهاي سهموي لولهاي است، مورد بررسي و ارزيابي قرار گرفته است. در اين مطالعه تهران بهعنوان شهر مورد نظر براي محاسبههاي تابش خورشيد و تغييرهاي فصل، انتخاب شده است. بررسي سيالهاي کاري متفاوت به منظور يافتن بيشترين راندمان خالص در چرخه تجميعي متمرکز کنندههاي سهموي خورشيدي و چرخه آلي رانکين صورت پذيرفت و نشان داده شد که سيالهاي 123-R-113 ، R-141B ، R و R-245ca به ترتيب داراي راندمان خالص چرخه 17/15، 83 /15، 21/14 و 87 /11 درصد ميباشند و از آن ميان، سيال R-141B بيشترين راندمان خالص و سيال R-245ca بيشترين توان الکتريکي را دارا مي باشد .تأثير تغييرهاي دماي محيط براي تابستان و زمستان، ارتفاع محل نصب و …
مورد بررسي قرار گرفت.
واژههاي كليدي: سيال کاري، سيال خشک، کلکتور سهموي خورشيدي ،چرخه آلي رانکين ،راندمان خالص چرخه.
KEY WORDS: Working fluids, Dry fluid, Parabolic Through Collector (PTC), Organic Rankine
Cycle (ORC), Net electrical efficiency.

+E-mail: [email protected] عهده دار مکاتبات *

)1( REFPROP V.9 )4( Partial Load
)2( National Institute of Standards and Technology )5( Thermo flex
)3( Thermo Flow 22 )6( Isentropic

جدول 1ـ طبقه بندی سيالهای عامل بر اساس نقطههای بحراني و شيب خط بخار اشباع با استفاده از نرم افزار رفپراپ ويرايش 9.

شکل 2ـ چرخه تجميعي کلکتورهای سهموی خورشيدی و چرخه آلي رانکين.

شکل 3ـ طرح واره کلکتور سهموی لولهای خورشيدی با جاذب لولهای] 11[.

)3( Net electrical efficiency )7( SYLTHERM 800 LIQUID
)4( Gross power
ورودی های محيطي جدول 4ـ اطلاعات ورودی مبدل گرمايي به نرمافزار ترموفلکس

جدول 8 ـ اطلاعات ورودی لوله به نرمافزار ترموفلکس.

(
a
)

(
b
)

kJ/kg

(

a

)

(

b

)

kJ/kg

(a) Assumed pressure drop for TD (Thermodynamic Design) mode (as of exit pressure), (b) Heat loss
جدول 9ـ مقايسه دو فشار کاری سيال 123-R .

شکل 4ـ اثر تغيير فشار سيال کاری نرمافزار ترموفلکس. شکل 5 ـ اثر تغيير فشار سيال کاری نرمافزار ترموفلکس.

جدول 10ـ گزارش خروجي نرمافزار ترموفلکس از چرخه تجميعي.

جدول 11ـ گزارش موازنه حرارتي و جرمي چرخه تجميعي نرمافزار ترموفلکس.

جدول 12ـ توان الکتريکي مصرف شده چرخه.

جدول 13ـ نتيجه شبيهسازی چرخه تجميعي متمرکز کنندههای سهموی خورشيدی و چرخه آلي رانکين در نرمافزار ترموفلکس با سيالهای کاری متفاوت.

جدول 15ـ نتيجههای شبيهسازی چرخه تجميعي بهبود يافته با توليد دوباره متمرکز کنندههای سهموی خورشيدی و چرخه آلي رانکين با سيالهای کاری متفاوت.

شکل 7ـ چرخه تجميعي متمرکز کنندههای سهموی خورشيدی و چرخه آلي رانکين بهبود يافته با مبدل توليد دوباره.

3000

2000

1000

0

3000

2000

1000

0

3000

2000

1000

0

23

22

21

20

19

18

راندمان

(
درصد
)

(

توان
کيلووات
)

توان

کل
توليدی

خالص
توان

مصرف

شده

توان

الکتريکي

راندمان

الکتريکي

کلي

راندمان

خالص
الکتريکي

3000



قیمت: تومان

دسته بندی : شیمی و مهندسی شیمی

دیدگاهتان را بنویسید