تحلیل انرژی، اگزرژی، اقتصادی و زیست محیطی (4e) یک سیستم جدید تولید همزمان توان، هیدروژن و آب شیرین با ترکیب انرژی زمین گرمایی و حرارت بازیافتی

استفاده از سیستم‌های تولید همزمان در سال‌های اخیر با استقبال زیادی همراه بوده است. پژوهش حاضر به تحلیل انرژی، اگزرژی، اقتصادی و زیست محیطی (4e) یک سیکل ارگانیک رانکین با هدف تولید همزمان توان، هیدروژن و آب شیرین با منبع انرژی ترکیبی زمین گرمایی و حرارت بازیافتی می‌پردازد. در سیکل مذکور، سیال عامل ابتدا توسط حرارت بازیافتی پیش‌گرم شده و پس از آن توسط سه مبدل حرارتی اکونومایزر، اواپراتور و سوپرهیتر تا دمای ماکزیمم سیکل، سوپرهیت می‌شود. همچنین کارکرد سیستم در دو حالت با و بدون انرژی زمین گرمایی مقایسه شده است. نتایج نشان می‌دهد که بیشترین درصد تخریب اگزرژی برابر %35 و مربوط به الکترولایزر می‌باشد. همچنین کمترین مقدار فاکتور اگزرژواکونومیک برای الکترولایزر غشاء پروتونی و برابر 8/39 درصد است. میزان هیدروژن تولیدی و آب شیرین به ترتیب 1/64 لیتر بر ثانیه و 4/36 کیلوگرم بر ثانیه می‌باشد و با افزایش دمای منبع زمین گرمایی از 125 تا 155 درجه سانتیگراد، مقدار هیدروژن و آب شیرین تولید شده به ترتیب به میزان 29 و 17 درصد افزایش پیدا می‌کند. در صورت عدم استفاده از انرژی زمین گرمایی و تامین کل انرژی توسط حرارت بازیافتی، مقدار دی‌اکسیدکربن منتشر شده به مقدار 69 درصد افزایش می یابد.

energy, exergy, economic and environmental analysis (4e) of an organic rankine cycle to produce power, hydrogen and desalinated water by combining geothermal energy and heat recovery

the usage of multi-generation systems is quickly developing in recent years. the present study analyzes the energy, exergy, economic and environmental (4e) of a novel rankine organic cycle to produce power, hydrogen and fresh water with a combined energy source of geothermal and heat recovery. also, the cycle performance in both modes with and without geothermal energy is compared. calculations show that the highest percent of exergy destruction is equal to 35% and is related to the pem also, the lowest amount of exergoeconomic factor is calculated for the pem is equal to 8.39 the amount of hydrogen and desalinated water produced is 1.64 lit/s and 4.36 kg/s, respectively. with increasing the temperature of the geothermal source from 125 to 155°c, the amount of hydrogen and desalinated water produced are 29 and 17 percentage increases, respectively. if geothermal energy is not used and all energy is supplied by heat recovery, the amount of carbon dioxide emitted will increase to 69%.