Thermoeconomic Analysis and Parametric Study of Geothermal and Biomass Source ORC, Dual Fluid and Hybrid Power Plants

تحليل ترمواكونوميكي و مطالعه پارامتريك نيروگاه‌هاي رانكين سيال آلي، تك‌سيالي هيبريدي و دوسيالي هيبريدي با منابع انرژي ژيوترمال و بايومس

در اين مقاله، در ادامه پژوهشي كه پيش‌تر انجام شده بود، سه نيروگاه شامل يك چرخه رانكين سيال آلي، يك چرخه تركيبي دوسياله و يك چرخه تركيبي تك‌سياله مجدد مدل شده‌اند. پس از صحه‌گذاري مدل، مطالعات ترموديناميكي و اگزرژي مدل‌ها بسط داده شده و سپس مطالعات ترمواكونوميكي با سه مدل اقتصادي مختلف براي انتخاب بهترين مدل انجام شده است. همان‌گونه كه پيش‌تر نيز مشاهده شده بود، از ديدگاه ترموديناميكي چرخه تركيبي تك‌سياله با سيال سيكلوهگزان بهترين انتخاب است؛ اما از ديدگاه اقتصادي سيستم‌هاي تركيبي دوسياله با R245fa و R236fa انتخاب‌هاي مناسبي هستند. ازآنجاكه سيستم‌هاي تركيبي دوسياله نتايج قابل‌قبولي داشتند، مطالعات بيشتري درخصوص سيال عامل‌هاي مختلف براي استفاده در چرخه فشار پايين آن‌ها انجام شد. مشاهده شد كه از ديدگاه ترموديناميكي، تولوين بهترين انتخاب و از ديدگاه اقتصادي دو سيال R236fa و تولوين گزينه‌هاي مناسبي براي چرخه فشار پايين سيستم تركيبي دوسياله هستند. همچنين با يك مطالعه همه‌جانبه (فني‌اقتصادي) مي‌توان اظهار كرد كه به اين منظور R717 انتخاب مناسبي است.

In this paper, we have continued doing a research project which had done previously. Three types of power plants include an Organic Rankine Cycle (ORC), a Dual-Fluid-Hybrid (DFH) and a single-fluid hybrid-fueled (HYB); were re-modeled. After model validation, thermodynamic studies and exergy analysis were extended for the defined cases using the first and second laws of thermodynamics. Then thermoeconomic analysis by three various parametric capital cost functions was conducted to select the best model accurate. Based on new results, from thermodynamics viewpoint, the HYB plant with cyclohexane is the best option, as it had been concluded already, but the new results show that from the economical view, the DFH plant with R245fa and R236fa are suitable choices. Based on the results of the first step, the DFH plant has better overall performance; thus, in the next step, more and variant organic fluids were evaluated as an operating fluid for its low pressure cycle. It is observed that, in the thermodynamic view, toluene is the best option, and,in the economical view,R236faand toluene are suitable for DFH plants. Through a comprehensive survey, R717 is selected as the best operating fluid for DFH plants.