تحلیل فنی اقتصادی چرخه ی تولید توان و گرما با منابع انرژی استان اردبیل

در این پژوهش به طراحی ترمودینامیکی و بررسی فنی، اقتصادی و زیست محیطی یک چرخه رانکین آلی با هدف تولید همزمان توان و گرما، با منابع انرژی گوناگون در شرایط استان اردبیل پرداخته شده است. ضمن ارزیابی فنی پارامترهای اثرگذار بر چرخه ی رانکین آلی مورد مطالعه، اهمیت و میزان اثرگذاری هریک از پارامترهای موثر نیزمورد توجه قرار گرفته است. استفاده از منبع های گوناگون انرژی شامل خورشیدی، زیست توده و زمین گرمایی به عنوانمنبع های تجدیدپذیر بر اساس شرایط استان اردبیل، در کنار گاز طبیعی به عنوان سوخت فسیلی مورد بررسی قرار گرفته و قیمت توان تولیدی در حالت های گوناگون مقایسه شده است. همچنین با هدف استفاده از گرمای جریان خروجی از چگالنده، با پیشنهاد به کارگیری یک چگالنده ی دو مرحله ای تلاش برای بالا نگه داشتن دمای این جریان تا جای ممکن شده است تا شرایط جریان خروجی از چگالنده به لحاظ دمایی جریانی قابل انطباق با تولید گرما در کنار تولید توان باشد. با مقایسه راندمان های انرژی و اکسرژی در دو حالت تولید توان و همچنین تولید همزمان توان و گرما دیده شد که با استفاده بهینه از منابع انرژی در حالت تولید همزمان توان و گرما، از دیدگاه انرژی 5.71% و از دیدگاه اکسرژی 5.45%، افزایش بهره وری به دست می آید. همچنین از دیدگاه زیس ت محیطی، می توان برآورد نمود که به طور کلی با تولید هم زمان توان و گرما از انرژی های تجدیدپذیر و پاک، سالانه 10^6×3.297 دلار، از نظر هزینه های خارجی تحمیل نشده صرفه جویی صورت خواهد گرفت.

Thermo Economic Analyses of an Organic Rankine Cycle to Produce Combined Heat and Power Based on Various Energy Resources in Ardebil State

In this research, thermodynamically design and also technical, economic and environmental studies of an organic Rankine cycle have been performed to produce combined heat and power (CHP). Along with the technical evaluation of affecting parameters on the cycle, the importance and effectiveness of each parameter are considered too. Various type of energy sources such as solar, biomass and geothermal as renewable resources based on Ardebil state conditions and natural gas as fossil fuel have been studied and their generated power prices have been compared. Also, it is tried that by using a proposed twostep condenser, in order to use the outlet heat of condenser, its temperature keeps high as much as possible such that the hot flow is useable to produce heat in addition to power. With comparing the thermal and exergy efficiencies for power generation and cogeneration of heat and power (CHP) cases it is observed that because of optimized usage of energy resources in the CHP, the efficiencies increase 5.71% and 5.45% from thermal and exergy standpoints, respectively. As well as from an environmental perspective, it is estimated that annual 3.297×106 dollars saving from not impose external costs will be made by CHP in the renewable energy resource systems.