ارزیابی اقتصادی سیستم شیرین‌سازی منابع آب شور در جزیرۀ قشم با استفاده از کلکتورهای خورشیدی صفحه‌تخت و سیستم ذخیره‌سازی مواد تغییر‌فازدهنده

بهبود بازده سیستم‌های حرارتی و بازیافت حرارت در سال‌های اخیر مورد توجه بسیاری از محققان بوده است. با توجه به بحران آب و انرژی، بهبود بازده سیستم‌های حرارتی و بازیافت حرارت به همراه استفاده از فرایند شیرین‌سازی آب، در سال‌های اخیر توجه بسیاری از محققان را به خود جلب کرده است. طراحی هم‌زمان واحدها و یکپارچه‌سازی فرایندها سبب کاهش تعداد تجهیزات مورد نیاز و مصرف انرژی می‌شود. هدف اصلی مقالۀ حاضر، تامین آب شیرین جزیرۀ قشم با انرژی تجدیدپذیر است. در مقالۀ حاضر یک ساختار یکپارچۀ تولید هم‌زمان آب‌ شیرین و تولید توان با استفاده از سیستم آب‌شیرین‌کن حرارتی چند‌مرحله‌ای و سیکل تولید توان کالینا توسعه داده شده است. به منظور تامین حرارت این ساختار یکپارچه، طی شبانه‌روز از کلکتورهای صفحه‌تخت و سیستم ذخیره‌سازی مواد تغییرفاز‌دهنده استفاده شده است. در این ساختار یکپارچه به‌ترتیب بازده نیروگاه تولید توان سیکل کالینا به میزان 6.751 درصد، ضریب عملکرد سیستم آب‌شیرین‌کن حرارتی به میزان 2.874 و بازده اگزرژی کل ساختار یکپارچه به میزان 55.45 درصد است. آنالیز اگزرژی ساختار یکپارچه نشان می‌دهد بیشترین تخریب اگزرژی در ساختار یکپارچه به‌ترتیب در کلکتور‌های خورشیدی به میزان 81.68 درصد و در مبدل‌های حرارتی به مقدار 14.34 درصد رخ می‌دهد. آنالیز اقتصادی ساختار یکپارچه نشان می‌دهد به‌ترتیب مقدار بازگشت سرمایه به میزان 3.883 سال و قیمت محصول آب شیرین تولیدی us$/m^32/131 است.

Economic evaluation of saline water desalination system in Qeshm Island using using flat plate solar collectors and phase change material

Types of research in recent years have turned their attention to improving the efficiency of thermal and heat recovery systems. Regarding the water and energy crisis, improving the efficiency of thermal systems and heat recovery, along with the use of the desalination process, has attracted many researchers in recent years. The simultaneous design of units and the integration of processes reduce the amount of required equipment and energy consumption. The main purpose of this article is to supply fresh water to Qeshm Island with renewable energy. An integrated structure for cogeneration of freshwater and power has been developed using a multistage thermal water desalination system and Kalina cycle. To supply the input heat, an integrated structure of solar flat plate collectors and phase change material have been used. This integrated structure produced 227.8 kgmole/h freshwater and 1107 kW power. In this integrated structure, the efficiency of the Kalina cycle power plant and gain output ratio of the multieffect desalination system are 6.751% and 2.874, respectively. Exergy analysis of the integrated structure shows that the highest exergy destruction occurs in solar collectors of 81.68% and heat exchangers of 14.34%, respectively. The economic analysis of the integrated structure shows that the period of return and the prime cost of the freshwater are 3.883 years and 2.131 US$/m3, respectively.