تحلیل ترمودینامیکی سیستم های تولید توان از منبع انرژی زمین گرمایی برمبنای چرخه ی تبخیر آنی دو مرحله‌ای

استفاده از انرژی زمین گرمایی به دلیل دایمی بودن، مزایای محیط زیستی و توان بالا، در حال گسترش در سراسر جهان است. یکی از متداول ترین انواع آرایش های زمین گرمایی چرخه تبخیر آنی دو مرحله ای است. عموما انرژی زیادی از طریق مایع اشباع جداساز دوم این آرایش اتلاف می شود. با رویکرد استفاده از این انرژی، ، چرخه ترکیبی تبخیر آنی دو مرحله ای-رانکین آلی، چرخه جدید ترکیبی تبخیر آنی دو مرحله ای-گذر بحرانی دی اکسیدکربن و چرخه جدید ترکیبی تبخیر آنی دو مرحله ای-رانکین آلی-گذر بحرانی دی اکسیدکربن مورد بررسی و تحلیل انرژی و اگزرژی (حل تحلیلی) قرار گرفت. سپس روی چهار آرایش، بررسی پارامتری جامع و بهینه سازی تک هدفه با معیار بیشینه سازی توان خالص انجام شد. طبق نتایج حاصله هر سه آرایش ترکیبی نتایج بهتری از لحاظ قانون اول و دوم نسبت به چرخه تبخیر آنی دو مرحله ای نشان داد. چرخه جدید تبخیر آنی دو مرحله ای-رانکین آلی-گذر بحرانی دی اکسیدکربن، بهترین عملکرد در میان چرخه های مورد بررسی از خود نشان داد به طوریکه توان خالص 26313 کیلووات، بازده انرژی 20.54 درصد و بازده اگزرژی 64.46 درصد حاصل شد.

thermodynamic analysis of power generation systems from geothermal energy heat source based on double flash cycle

the use of geothermal energy is expanding worldwide due to its durability, environmental benefits and high power production. one of the most common types of geothermal systems is the double flash (df) cycle. typically, a significant amount of energy is lost through the saturated liquid of the second separator in this configuration. with the approach of using this energy, a df–organic rankine cycle (orc), a novel df–co2 transcritical rankine cycle (ctrc) and a novel df–orc–ctrc are investigated from energy and exergy viewpoints. then, for configurations, a comprehensive parameter analysis and single-objective optimization were performed for configurations with the criterion of net output power maximization. the results indicated that all three combined configurations outperformed the double flash cycle in terms of the first and second laws of thermodynamics. among the investigated cycles, the df–orc–ctrc demonstrated the best performance, with net output power, energy efficiency, and exergy efficiency calculated as 26313 kw, 20.54%, and 64.46%, respectively.