تحلیل اگزرژی، انرژی و مدلسازی، بهینه‌سازی و بررسی پارامترهای اقتصادی و زیست محیطی یک سیستم تولید چندگانه انرژی با بررسی تاثیر ترموالکتریک برای تولید برق پاک، سرمایش، گرمایش و هیدروژن

در این پژوهش به مدل سازی، بهینه سازی و آنالیز اقتصادی یک سیستم تولید چندگانه بر مبنای استفاده از انرژی خورشیدی با استفاده از ترموالکتریک در سیکل ارگانیک رانکین، پرداخته شد. سیستم مورد بررسی متشکل از زیرسیستم های پنل خورشیدی، سیکل ارگانیک رانکین، چیلر جذبی و الکترولایزر pem است. سیال مورد استفاده در سیکل ارگانیک رانکین شامل مبرد r123 است. جهت مدل سازی سیستم مورد بررسی و همچنین به دست آوردن نتایج حاصل از تحلیل سیستم از نرم افزار ترمودینامیکی حل معادلات مهندسی ees استفاده شده است. در این پژوهش مقایسه ای بین دو سیستم با حضور ترموالکتریک و سیستم بدون حضور ترموالکتریک و استفاده از کندانسور در سیکل ارگانیک رانکین انجام شد و طیق نتایج سیستم با حضور ترموالکتریک دارای عملکرد بهتری است. طبق بررسی های به عمل آمده از پارامترهای تاثیر گذار بر روی خروجی های سیستم می توان از دمای ورودی به توربین و مساحت پنل خورشیدی نام برد. طبق بررسی تخریب اگزرژی سیستم، پنل خورشیدی دارای بیشترین تخریب اگزرژی است و کمترین تخریب اگزرژی مربوط به پمپ است. برای بهینه سازی توابع هدف سیستم طراحی شده از الگوریتم چندهدفه ژنتیک nsga-ii استفاده شده است. دو تابع هدف متضاد مورد بررسی در این پژوهش افزایش بازده اگزرژی و کاهش نرخ هزینه عنوان شد. نمودار پارتو به منظور تعیین بهترین مقادیر برای توابع هدف مسئله که بازده اگزرژی سیستم و نرخ هزینه سیستم است، به دست آورده شد. در نهایت بهینه ترین ارزش بازده اگزرژی 18/25 درصد و نرخ هزینه 1/87 دلار بر ساعت به دست آمد.

Exergy analysis, energy and modeling, optimization and study of economic and environmental parameters of a multiple energy production system by studying the thermoelectric effect for the production of clean electricity, cooling, heating and hydrogen

In this study, modeling, optimization and economic analysis of a multiple generation system based on the use of solar energy using thermoelectric in the Rankin organic cycle. The system under study consists of solar panel subsystems, Rankin organic cycle, absorption chiller and PEM electrolyzer. The fluid used in the Rankin organic cycle contains refrigerant R123. Thermodynamic software for solving EES engineering equations has been used to model the studied system and also to obtain the results of system analysis. In this study, a comparison was made between two systems with the presence of thermoelectric and the system without the presence of thermoelectric and the use of condenser in the Rankin organic cycle and according to the results, the system with thermoelectric presence has better performance. According to the studies performed on the parameters affecting the system outputs, we can name the inlet temperature to the turbine and the area of ​​the solar panel. According to the system exergy degradation study, the solar panel has the most exergy degradation and the least exergy degradation is related to the pump. The NSGA-II genetic multi-objective algorithm is used to optimize the objective functions of the designed system. The two opposite objective functions studied in this study were to increase exergy efficiency and reduce cost rate. The Pareto diagram was obtained in order to determine the best values ​​for the objective functions of the problem, which are the system exergy efficiency and the system cost rate. Finally, the optimum value of the exergy efficiency was 18.25% and the cost rate was $ 1.87 per hour. Also for case study in this study, Khuzestan province and Dezful, Ahvaz and Abadan cities were selected. The results of a case study showed that this system has a high performance in Khuzestan province and the best results were obtained in Abadan.