تحليل فني- اقتصادي و زيست محيطي يك سامانه توليد چندگانه بر پايه موتور احتراق داخلي

Techno-economic and environmental analysis of multigeneration systems based on internal combustion engine

بسياري از شركت هاي صنعتي علاوه بر توليد موتور هاي درون سوز براي وسايل نقليه اقدام به توليد موتور هاي درون سوز به قصد توليد الكتريسيته كرده اند . اين موتور ها با استفاده از گاز طبيعي و يا ديگر سوخت هاي در دسترس و بر اساس سيكل اتو كار كرده و به جاي نيروي محركه متداول در وسايل نقليه انرژي الكتريسته و گرمايش را توليد مي كنند. اين نگرش مي تواند باعث توسعه شركت هاي توليد كننده موتور هاي درون سوز در ايران شود. با توجه به پايين بودن راندمان حرارتي موتور هاي درون سوز توليد توان ، براي افزايش بهره وري آن ها، بازيابي حرارتي گاز خروجي نقش به سزايي در بهبود عملكرد دارد. در مناطق دور افتاده تامين آب شيرين يكي از مشكلات اصلي ساكنان مي باشد. با استفاده از انتگراسيون حرارتي گاز خروجي از موتور درون سوز مي توان بخشي از توان توليدي را براي توليد آب شيرين در آب شيرين كن اسمز معكوس اختصاص داد. از يك سيكل تبريد جذبي براي خنك كاري موتور درون سوز بهره برده شده است كه انرژي مورد نياز آن از طريق حرارت اتلافي موتور تامين مي گردد. در ادامه براي تامين سوخت مورد نياز به صورت مستقل از شبكه گاز استفاده از الكترولايزر پم براي توليد هيدروژن به عنوان سوخت پاك جايگزين گاز طبيعي پيشنهاد گرديده است. براي كاهش آلايندگي ناشي از سوزاندن سوخت هاي فسيلي همچون گاز طبيعي از يك واحد جذب كربن دي اكسيد استفاده شده است. نتايج تحليل ترموديناميكي، اكسرژي، اقتصادي و زيست محيطي سيستم نشان مي دهد راندمان توليد چندگانه، راندمان اكسرژي كل سيستم همچنين هزينه توليد توان و اثرات زيست محيطي ناشي از آن به ترتيب 84.8%، 41.12%،0.111 $/kWh و kWh/Pts 0.031 مي باشد. در انتها نيز تحليل حساسيت بر روي بعضي پارامتر هاي سيستم انجام شده است.

Many of industrial companies in addition of manufacturing internal combustion engines for vehicle are manufacturing engines in order to produce electrical power. This engine burns fuels such as natural gas and Hydrogen to generate electrical power instead of power for driving vehicles. That strategy can help Iranian engine manufactures to develop their company. Due to the low thermal efficiency of internal combustion engines and increasing their efficiency, exhaust gas s thermal recovery plays an important role in improving performance. In remote areas, freshwater supply is one of the main problems of residents. By using portion of electrical power generated to produce fresh water in a reverse osmosis desalination plant can be very helpful. An absorption refrigeration cycle is used to cool the internal combustion engine the required energy is supplied through the dissipated heat of the engine. Hydrogen has been proposed as a clean alternative to natural gas. A carbon dioxide absorption unit has been used to reduce pollution from burning fossil fuels. The results of the system s thermodynamic, exergy, economic and environmental analysis show that polygeneration efficiency, exergy efficiency, power generation cost, and environmental effects are 84.8%, 41.12%, 0.111$/kWh, 0.031 Pts /kWh, respectively. Finally, sensitivity analysis is performed on some system parameters.