بهبود عملکرد نیروگاه گازی در یک سیستم انرژی جزیره‌ای با به‌کارگیری پیل سوختی

با توجه به چالش‌های تامین پایدار انرژی در شبکه‌های جزیره‌ای و اهمیت کاهش تلفات و آلاینده‌های زیست‌محیطی، استفاده از سامانه‌های هیبریدی تامین انرژی رو به افزایش است. این پژوهش، روشی بهینه و اقتصادی برای طراحی سیستم هیبرید تامین انرژی ارائه می‌دهد که شامل منابع تولید هم‌زمان برق و حرارت (chp)، بویلر و پیل سوختی است. هدف اصلی، دستیابی به پایداری شبکه، کاهش هزینه‌های بهره‌برداری و بهبود مدیریت تعمیرات با حداقل‌سازی آلاینده‌های زیست‌محیطی و کاهش استفاده از منابع آب است. طراحی سیستم با استفاده از نرم‌افزار homer و در نظر گرفتن هزینه‌های عملیاتی، سوخت، تعمیر و نگهداری و قیود فنی از جمله حفظ تعادل توان و رعایت محدودیت‌های تولید هر منبع انجام شده است. نتایج نشان می‌دهد سناریوی بهینه شامل سه توربین گازی و چهار واحد پیل سوختی، باعث افزایش پایداری شبکه، کاهش نیاز به ظرفیت رزرو، کاهش مصرف سوخت تا 6.5 درصد کاهش انتشار آلاینده‌های اکسیدهای نیتروژن به میزان 15 درصد، دی‌اکسید کربن به میزان 9 درصد، مونوکسید کربن به میزان 14.6 درصد، هیدروکربن‌های نسوخته به میزان 18 درصد و ذرات معلق به میزان 11 درصد می‌شود. این طراحی می‌تواند به عنوان یک راه‌حل پایدار و اقتصادی برای تامین انرژی در شبکه‌های جزیره‌ای با کارایی بالا و کمترین اثرات زیست‌محیطی به کار رود.

improving gas turbine performance in an island energy system using fuel cells

given the challenges of sustainable energy supply in islanded networks and the importance of reducing losses and environmental pollutants, the use of hybrid energy supply systems is on the rise. this research presents an optimal and economical method for designing a hybrid energy supply system comprising combined heat and power (chp) sources, boilers, and fuel cells. the primary aim is to achieve network stability, reduce operational costs, and improve maintenance management by minimizing environmental pollutants and reducing water resource usage. the system design is conducted using homer software, considering operational, fuel, and maintenance costs as well as technical constraints, including power balance maintenance and production limits for each source. the results indicate that the optimal scenario, consisting of three gas turbines and four fuel cell units, leads to increased network stability, reduced reserve capacity needs, a 6.5% reduction in fuel consumption, and a reduction in emissions: nitrogen oxides by 15%, carbon dioxide by 9%, carbon monoxide by 14.6%, unburned hydrocarbons by 18%, and particulate matter by 11%. this design can serve as a sustainable and economical solution for energy supply in islanded networks, offering high efficiency with minimal environmental impact.