بهينه سازي و تحليل اگزرژي پيشرفته سيكل كلاسيوس-رانكين با پيش گرم كن آب تغذيه براي استفاده در نيروگاه هاي خورشيدي

Optimization and advanced exergy evaluation of a Clausius-Rankine cycle to be used in solar power systems

با توجه به قيمت رو به رشد انرژي، كمبود منابع و مسايل محيط زيستي، اهميت كاهش مصرف انرژي و بهينه سازي صنايع مرتبط با انرژي بيش از پيش اشكار شده است. انرژي خورشيدي نيز از جمله راه حل هاي مناسب براي بدست اوردن انرژي پاك و ارزان هستند. در مرحله ي اول از Aspen HYSYS براي شبيه سازي سيكل مورد نظر استفاده شد ه است. در ادامه آناليز اگزرژي روي سيكل انجام گرفته است كه براساس نتايج، سه جزء LPT2،LPT3 و HEX2 بيشترين ميزان تخريب اگزرژي سيستم را شامل مي شوند و از اين منظر در اولويت بازنگري قرار دارند. سپس با انجام آناليز اگزرژي پيشرفته سعي در تحليل دقيق تر نتايج آناليز اگزرژي شده است. در اين بخش با جداسازي تخريب اگزرژي اجزاي سيستم به چهار بخش درونزا/برونزا و قابل اجتناب/غير قابل اجتناب، به بررسي عامل اصلي بروز تخريب اگزرژي در اجزا پرداخته شده است. بر طبق نتايج، سه جزئي كه داراي بيشترين ميزان تخريب اگزرژي هستند، عامل اكثر تخريب اگزرژي برون زاي سيستم نيز مي باشند كه در واقع مي توان با بهبود عملكرد اين اجزاء، تخريب اگزرژي در اجزاي ديگر را نيز كاهش داد. در نهايت با انتخاب متغيرها و توان خروجي سيكل به عنوان تابع هدف و به كارگيري نرم افزار Aspen HYSYS براي بهينه سازي، سيستم بهينه سازي و پارامترهاي بهبود يافته ي ان با حالت پايه مقايسه شده است كه بر اساس ان توان استحصالي سيستم افزايش و تخريب اگزرژي و هزينه محصولات كاهش يافته است

Regarding the growing cost of energy, shortage of resources, and environmental issues, the importance of reducing energy consumption and optimization of related industries is more evident than ever before. Solar energy is one of the suitable solutions to acquire clean and cheap energy. The first step is to design the cycle using Aspen HYSYS simulator. After that exergy analysis is carried out on the proposed system. Results show that LPT2, LPT3 and HEX2 have the highest exergy destruction and should be considered for revision. Results of exergy analysis are then examined more deeply with the help of advanced exergy analysis. In this section exergy destruction is divided into four parts, endogenous/exogenous and avoidable/unavoidable to investigate the precise reason of the components’ exergy destruction. Results show that the three components which had the most exergy destruction are the real reason behind exogenous exergy destruction of the system, so by optimizing these components we can also decrease the total exergy destruction of the system too. At last, by choosing the right variables and total produced work as the primary function, the optimization is done using the Aspen HYSYS optimizer and the optimized parameters are compared to the basic parameters which resulted in more power production and less exergy destruction and production cost.