تحلیل 6E یک سامانه تولید چندگانه محرک هیبرید خورشیدی-گازی به منظور تولید همزمان توان، گرمایش، سرمایش، هیدروژن، آب شیرین و دی اکسید کربن
Title Proper
6E analysis of a solar-gas hybrid polygeneration system for the simultaneous production of power, heating, cooling, hydrogen, freshwater and carbon dioxide
PHYSICAL DESCRIPTION
Other Physical Details
۶۹۱ ص.
NOTES PERTAINING TO TITLE AND STATEMENT OF RESPONSIBILITY
Text of Note
مجید عمیدپور
DISSERTATION (THESIS) NOTE
Dissertation or thesis details and type of degree
کارشناسی ارشد
Body granting the degree
صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
Date of degree
۱۴۰۱
Discipline of degree
سیستمهای انرژی
SUMMARY OR ABSTRACT
Text of Note
ایران با داشتن منابع عظیم نفتی از تولید کننده های اصلی سوخت ها سنگین پالایشگاهی است. به دلیل وجود تحریم ها و ناترازی در تولید و مصرف گاز بسیاری از صنایع این سوخت ارزان را جایگزین گاز طبیعی می کنند. این پژوهش با گازی سازی این سوخت به تولید محصولات متنوع به واسطه حرارت گاز سنتز با انتشار آلودگی بسیار کمتر می پردازد. در پژوهش انجام شده سه سوخت سنگین پالایشگاهی و مورد ارزیابی قرار گرفتند. در سامانه پیشنهادی با استفاده از پیل سوختی اکسید جامد با مصرف پایین گاز طبیعی انعطاف پذیری خوبی در بهره برداری ایجاد شد. استفاده از ترموالکتریک ژنراتور و آب شیرین کن جذبی برای تولید توان، آب گرم، سرمایش و آب شیرین با منبع حرارتی با درجه پایین صورت گرفت. آب شیرین کن جذبی در طول روز هم افزایی بسیار خوبی با کلکتور فتوولتائیک حرارتی متمرکز ایجاد می کند تا الکتریسته با راندمان بالاتر و آب شیرین ارزان تر تولید شود. در پژوهش حاضر واحد سرمایش عمیق جدا ساز هوا شبیه سازی شد و برای ساده سازی مدلسازی و کاهش زمان محاسبات به ویژه در بخش بهینه سازی با بهره گیری از تکنیک یادگیری ماشین معادلات بیانگر رفتار ترمودینامیکی این واحد استخراج گردید .سامانه تولید چند گانه پیشنهادی از نقطه نظر های، انرژی، اگزرژی، اگزرژواقتصادی، اگزرژوزیست محیطی، امرژواقتصادی و امرژوزیست محیطی (6E) مورد بحث و تحلیل قرار گرفت. در پایان با استفاده از تکنیک هوش مصنوعی معادلات بیانگر توابع هدف ایجاد شده و این توابع هدف به واسطه الگوریتم ازدحام سالپ مورد پنج بهینه سازی قرار گرفتند. نتایج نشان می دهد که در طول روز آب شیرین با قیمت$/11.1-4 3
Text of Note
Iran, having huge oil resources, is one of the main producers of heavy refinery fuels. Due to the existence of sanctions and inconsistency in the production and consumption of gas, many industries replace this cheap fuel with natural gas. This research deals with the gasification of this fuel to produce various products by the heat of synthesis gas with much less emission of pollution. In the research conducted, three heavy refinery fuels were evaluated. In the proposed system, using a solid oxide fuel cell with low consumption of natural gas, good flexibility in operation was created. Thermoelectric generator and adsorption desalination were used to produce power, hot water, cooling and fresh water with a low-grade heat source. During the day, adsorption desalination creates a very good synergy with concentrated thermal photovoltaic collector to produce electricity with higher efficiency and cheaper fresh water. In the current research, the deep cooling unit of the air separator was simulated, and to simplify the modeling and reduce the calculation time, especially in the optimization section, the equations expressing the thermodynamic behavior of this unit were extracted using the machine learning technique. The proposed multiple production system was discussed and analyzed from the points of view of energy, exergy, exerzoeconomics, environmental exerzoism, emerzoeconomics and environmental emerzozism )6E(. In the end, by using artificial intelligence technique, the equations representing the objective functions were created and these objective functions were optimized by Salp swarm algorithm. The results show that during the day, fresh water is produced at a price of 1.11x10-4 $/m3 and pollutants at a rate of 8.32x10-6 Pts/m3, while the cooling created in fresh water Ken improves the electrical efficiency of photovoltaic cells by 3.75%. After optimization, in the best case, the equivalent cost of electricity production and its environmental effects were calculated as 140.65$/MWh and 327.20 Pts/MWh, respectively, which improved by 8.32% and 6.65% compared to the base case. On the other hand, with the reduction of 1.09 kg/s of fuel consumption, 21.49 MW, there has been an increase in production, of which 2.2 MW is due to the reduction of compressor work due to ejector refrigeration. In this system, hydrogen is produced at a price of 0.98$/GJ and the emission of 93.50kg/s of carbon dioxide is prevented.