تحلیل ترمودینامیکی، اقتصادی و بهینه‌سازی سیستم تولید چندگانه جدید مبتنی بر انرژی زمین‌گرمایی برای تولید آب گرم، سرمایش، توان و هیدروژن مایع

در این مطالعه یک سیستم تولید چندگانه جدید مبتنی بر انرژی زمین‌گرمایی موردبررسی قرار گرفته است. این سیستم شامل یک چرخه رانکین آلی اصلاح‌شده، یک چیلر جذبی تک اثره و یک چرخه مایع سازی هیدروژن است که توان، حرارت، سرما و هیدروژن مایع را تولید می‌کند. در سیستم پیشنهادی با به‌کارگیری انرژی زمین‌گرمایی به‌عنوان منبع تامین انرژی اولیه موردنیاز برای تولید هیدروژن مایع باعث می‌شود که آلایندگی زیست‌محیطی به کمترین مقدار خود برسد. گاز هیدروژن تولیدشده با الکترولایزر در سیستم پیشنهادی توسط ترنسفورمر گرمای جذبی پیش سرمایش شده و توان مصرفی چرخه مایع سازی هیدروژن کاهش . در مطالعه حاضر تاثیر تغییرات پارامترهای عملکردی مهم روی کارکرد سیستم ارزیابی‌شده‌است. به علاوه عملکرد بهینه سیستم با استفاده از الگوریتم دو هدفه ژنتیک موردبررسی قرار گرفته است و با استفاده از معیار تصمیم‌گیری تاپسیس نقطه بهینه سیستم به دست می‌آید. تحلیل ترمودینامیکی کاملی در مطالعه حاضر صورت می‌گیرد و نتایج حاصل نشان می‌دهد که بازده انرژی 42 درصد و بازده اگزرژی 51 درصد برای سیستم پیشنهادی به دست می‌آید. ارزیابی اقتصادی صورت‌گرفته در مطالعه حاضر با استفاده از توابع هزینه به‌روز نشان می‌دهد که هزینه کل سیستم تولید چندگانه  37.16 دلار بر گیگا ژول به‌دست می‌آید که توجیه اقتصادی بالای سیستم پیشنهادی را بیان می‌کند.

thermodynamic, economic and optimization analysis of a new geothermal energy-based multiple generation system for hot water, cooling, power and liquid hydrogen production

in this study, a new geothermal energy-based multiple generation system is investigated. this system consists of a modified organic rankine cycle, a single-effect absorption chiller, and a hydrogen liquefaction cycle that produces power, heat, cold, and liquid hydrogen. in the proposed system, by using geothermal energy as the primary energy source required for liquid hydrogen production, environmental pollution is minimized. the hydrogen gas produced by the electrolyzer in the proposed system is pre-cooled by an absorption heat transformer, and the power consumption of the hydrogen liquefaction cycle is reduced. in the present study, the effect of changes in important performance parameters on the system performance is evaluated. in addition, the optimal performance of the system is investigated using a two-objective genetic algorithm, and the optimal point of the system is obtained using the topsis decision criterion. a complete thermodynamic analysis is performed in the present study, and the results show that an energy efficiency of 42% and an exergy efficiency of 51% are obtained for the proposed system. the economic evaluation conducted in the present study using updated cost functions shows that the total cost of the multiple generation system is $16.37/gj, which demonstrates the high economic justification of the proposed system.