تحلیل ترمواکونومیک و بهینه‎ سازی چندهدفه یک سیستم راندمان بالا برمبنای چرخه‎ های توربین گاز و رانکین مجهز به ژنراتور ترموالکتریک

افزایش روزافزون مصرف انرژی، باعث به‌کارگیری منابع انرژی تجدید پذیر به‌منظور کاهش آلودگی‎ های زیست‌محیطی و جلوگیری از گرمایش زمین شده است. کار حاضر باهدف ارائه و بررسی یک چرخه ترکیبی جدید بر اساس توربین گازی با سوخت بیوگاز انجام شده و با توجه به دمای بالای خروجی از توربین گاز، یک چرخه رانکین بخار مجهز به آبگرمکن تغذیه باز و ژنراتور ترموالکتریک به‌عنوان چرخه زیرین با آن ترکیب شده است. سیستم موردنظر بر اساس متغیرهای نسبت تراکم کمپرسور هوا و بازده دمای پیش گرمکن موردبررسی قرارگرفته و از دیدگاه ترمودینامیکی و ترمواکونومیک تحلیل شده است. همچنین سیستم موردنظر با استفاده از الگوریتم ژنتیک موجود در نرم‌افزار ees، بهینه ‎سازی تک‌هدفه و چندهدفه شده است. نتایج نشان داد، راندمان‌های حرارتی و اگزرژی در حالت پایه به ترتیب برابر 44.58 و 42.38 درصد و در حالت بهینه ترمواکونومیک به ترتیب 49.45 و 47.01 درصد هستند. علاوه بر این هزینه تراز شده الکتریسیته در حالت بهینه چندهدفه 17.50 دلار بر گیگاژول محاسبه شد که نسبت به حالت پایه 5.10 درصد کاهش می‌یابد.

thermoeconomic analysis and multi-objective optimization of a high-performance system based-on gas turbine and rankine equipped with thermoelectric generator cycles

increasing energy consumption has led to the use of renewable energy sources to reduce environmental pollution and prevent global warming. the present work has been carried out with the aim of presenting and investigating a new combined cycle based on the gas turbine with biogas fuel and due to the high outlet temperature of the gas turbine, a steam rankine cycle equipped with open feed water heater and the thermoelectric generator has been combined with it as the bottom cycle. the system is studied based on the variables of air compressor pressure ratio and air preheater temperature efficiency and analyzed from the viewpoint of the first and second laws of thermodynamics and thermo-economics. also, to find the best-operating conditions, the system is optimized using the genetic algorithm in ees software by employing single and multi-objective optimization. the results showed that the thermal and exergy efficiencies in the base condition are 44.58 and 42.38%, respectively, and in the optimum thermo-economic condition are 49.45 and 47.01%, respectively. in addition, the lcoe in the multi-objective optimization condition was calculated at 17.50 $/gj, which is 5.1% lower than the baseline.