آنالیز منطقه‌ای یک سیستم تولید چندگانه انرژی مبتنی بر انرژی زمین‌گرمایی برای تولید برق، هیدروژن و سرمایش

در پژوهش حاضر به آنالیز ترمودینامیکی، آنالیز اقتصادی سیستم تولید چندگانه انرژی مبتنی بر استفاده از انرژی تجدید پذیر زمین‌گرمایی با استفاده از سیکل ارگانیک رانکین، چیلر جذبی و الکترولایزر غشای تبادل پروتون پرداخته شد و یک تحلیل منطقه‌ای برای راه‌اندازی سیستم در شهرهای مختلف انجام شد. در این مطالعه یک آنالیز حساسیت نسبت به تغییرات چهار پارامتر تاثیرگذار بر روی عملکرد سیستم شامل دمای ورودی به توربین 1، دمای ورودی به اواپراتور، نرخ دبی جرمی ورودی به اواپراتور و بازده توربین انجام شد و نتایج نشان داد که دمای ورودی به اواپراتور، دمای ورودی به توربین و نرخ دبی جرمی از تاثیرگذارترین پارامترها هستند. یک مطالعه موردی برای بررسی و امکان‌سنجی راه‌اندازی سیستم پیشنهادی در سه شهر مختلف کشور ایران شامل تبریز، اصفهان و دزفول انجام شد. شهرهای انتخابی از پتانسیل بالای انرژی زمین‌گرمایی برخوردار هستند. در نهایت شهر تبریز به‌عنوان بهترین منطقه برای راه‌اندازی سیستم به دلیل پتانسیل بالای تولید انرژی انتخاب شد. نتایج بررسی عملکرد سیستم در شهر تبریز نشان داد که بازده اگزرژی میانگین سالیانه سیستم 83.8 درصد، نرخ هزینه میانگین سالیانه سیستم 22.5 دلار بر ساعت، میزان سرمایش تولیدی سالیانه 1950828 کیلووات ساعت، میزان هیدروژن تولیدی سالیانه 18243.06 کیلوگرم بر ساعت و میزان توان تولیدی سالیانه 7721934 کیلووات ساعت است. نتایج زیست‌محیطی نشان داد که با تولید برق به میزان 7217.7 مگاوات سالیانه در شهر تبریز می‌توان به گسترش 7 هکتاری فضای سبز در سال کمک کرد.

regional analysis of a multiple energy production system based on geothermal energy for the production of electricity, hydrogen and cooling

in the current research, the thermodynamic analysis, and the economic analysis of the multiple energy production system based on the use of geothermal renewable energy using the organic rankine cycle, absorption chiller, and proton exchange membrane electrolyzer were discussed, and a regional analysis was carried out to set up the system in different cities. in this study, a sensitivity analysis was performed on the changes of four parameters affecting the system performance, including the inlet temperature to turbine 1, inlet temperature to the evaporator, mass flow rate of the inlet to the evaporator, and turbine efficiency. the results showed that the inlet temperature to the evaporator, the inlet temperature to the turbine, and the mass flow rate are the most influential parameters. a case study was conducted to investigate the feasibility of launching the proposed system in three different cities of iran including tabriz, isfahan, and dezful. selected cities have high geothermal energy potential. finally, the city of tabriz was chosen as the best region for setting up the system due to its high energy production potential. the results of the system performance review in tabriz city showed that the annual average exergy efficiency of the system is 83.8% and the average annual cost rate of the system is 22.5 dollars per hour. also, the total annual production of cooling is 1950828 kwh, the annual production of hydrogen is 18243.06 kg/h and the annual production power is 7721934 kwh. the environmental results showed that by producing 7217.7 mw of electricity annually in tabriz city, it is possible to help expand 7 hectares of green space per year.