تحليل ترمواكونوميك سيكل رانكين تركيبي با برج خورشيدي

Thermoeconomic analysis of integrated Rankin cycle and solar power tower plants

از آنجا كه انرژي خورشيدي منبع انرژي تجديد پذير و بي پايان مي‌باشد، توجه زيادي را به عنوان جايگزين سوخت‏هاي معمول براي تأمين برق جلب كرده است. در اين راستا، نيروگاه‏هاي متمركز خورشيدي به طور معمول طراحي و بررسي مي‌شوند. در اين مقاله، تجزيه و تحليل انرژي و اگزرژي كل سيستم نيروگاه خورشيدي با تركيب سيكل رانكين براي دست يابي به بهترين عملكرد اقتصادي و بازده انرژي كل سيستم انجام شده است. همچنين از دو روش كنترلي دماي خروجي جمع كننده ثابت و ديگري دبي جرمي نمك مذاب ثابت استفاده شده است و تأثير تغيير پارامترهاي متعددي ازجمله: سرعت باد، دماي محيط در تابش‌هاي خورشيدي مستقيم‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ مختلف، دماي ورودي جمع كننده، دبي‌ جرمي نمك مذاب، دماي ورودي توربين و فشارهاي نقاط مختلف در سيكل رانكين بر پارامترهاي عملكردي مانند كارخالص خروجي، بازده انرژي و اگزرژي كل سيستم، نرخ هزينه سرمايه گذاري و قيمت كل محصولات بررسي شده‌اند. نتايج نشان مي‌دهد كه حداكثر تلفات اگزرژي در سيستم جمع كننده اتفاق مي‌افتد كه مقدار آن MW 19/168 مي‌باشد. بازده انرژي و اگزرژي جمع كننده و كل سيستم را مي‌توان با افزايش تابش خورشيدي مستقيم و پارامتر‌هاي ذكر شده افزايش داد اما افزايش بهره وري‌ها با مقادير تابش خورشيدي مستقيم و ساير پارامترها متفاوت است. بيشترين بازده انرژي و اگزرژي براي شرايط اوليه در تابش خورشيدي W/m2 900 به ترتيب % 25/7 و % 64/7 بدست آمده است.

Since solar energy is unsustainable, clean and secure, it has received much attention as one of the most promising alternatives to conventional fuels for power generation.In this study, a theoretical model for analyzing the energy and exergy of the entire solar power plant system with a fabrication of the Rankin cycle was performed to achieve the best economic performance and total system energy efficiency. In this dissertation, two methods of control – a fixed receiver flow rate of the molten salt (FF) and fixed receiver outlet temperature (FT) – have been used and variation of performance parameters with several parameters including wind speed, ambient temperature in different direct normal irradiation (DNI), the receiver inlet temperature, mass flow rates of molten salt, turbine input temperature and different pressure pressures in the Rankin cycle. The results show that the maximum exergy losses occur in the receiver system, which is 168.19 MW. The energy and exergy efficiency of the receiver and the overall system can be increased by increasing direct normal irradiation and the parameters mentioned but the increase in efficiency is different with direct normal irradiation (DNI) values and other parameters with the highest energy and exergy efficiency for the initial conditions in 900 W/m 2 direct normal irradiation is shown to be 25.7% and 64.6%.