تحليل پارامتري و بهينه‌سازي سيكل رانكين آلي بازياب با محرك انرژي خورشيدي

Parametric Analysis and Optimization of Regenerative Organic Rankine Cycle with Solar Energy Source

با توجه به افزايش روزافزون مصرف و هزينه انرژي‌هاي تجديدناپذير مانند گاز طبيعي و الكتريسيته، استفاده از انرژي‌هاي تجديدپذير مانند انرژي گرمايي خورشيد، موجب كاهش مصرف انرژي‌هاي تجديدناپذير مي‌شود. در اين تحقيق، ابتدا سيكل رانكين آلي بازياب با محرك كلكتور خورشيدي صفحه‌تخت شبيه‌سازي شده و سپس تاثير موارد مختلف از جمله دما و فشار ورودي به توربين و دماي كندانسور سيكل رانكين آلي، مساحت كلكتور صفحه تخت، دماي محيط و شدت تابش خورشيدي بر روي بازده انرژي و بازده اگزرژي كلي سيستم سيكل رانكين آلي و كلكتور صفحه‌تخت با استفاده از هفت سيال آلي مختلف بررسي شده است. در انتها بهينه‌سازي سيستم با استفاده از پارامترهاي طراحي مذكور و يك بار نسبت به تابع هدف بازده انرژي و يك بار هم نسبت به تابع هدف بازده اگزرژي انجام مي‌شود. نتايج بهينه‌سازي نشان مي‌دهد كه در بين سيالات انتخابي كه عبارت‌اند از: R290, R717, R12, R134a, R32, R113, R141b، بهترين و بدترين عملكرد را به‌ترتيب R113و R32 دارند.

Regarding to the increase of cost and consumption of the nonrenewable energies such as natural gas and electricity, using renewable energies such as solar energy reduces the consumption of nonrenewable energies. In this research, at first, a regenerative organic Rankine cycle with flat plate solar collector as energy source is simulated and the effects of different parameters such as turbine inlet temperature, turbine inlet pressure, condenser temperature, solar collector area, environment temperature and solar radiation intensity on energy and exergy efficiency of system under seven organic fluids are investigated. Finally, system optimization with mentioned parameters is taken related to objective function of energy efficiency and objective function of exergy efficiency. The results of optimization illustrate that among the chosen fluids: R141b, R113, R32, R134a, R12, R717, R290, the highest and lowest performances belong to R113 and R32 respectively.