عنوان

تحلیل ترمواکونومیکی سیستم های جدید تولید همزمان توان و تبرید با سیال کارکن‮‭CO۲‬ ، کوپل شده با مواد تغییر فاز دهنده با استفاده از انرژی خورشیدی,‮‭Thermoeconomic analysis of a novel power/refrigeration cogeneration systems with CO۲ as working fluid combined with PCM, utilizing solar energy‬

Number

‭۲۲۳۱۶پ‬

.Language of Text, Soundtrack etc

per

Title Proper

تحلیل ترمواکونومیکی سیستم های جدید تولید همزمان توان و تبرید با سیال کارکن‮‭CO۲‬ ، کوپل شده با مواد تغییر فاز دهنده با استفاده از انرژی خورشیدی

Parallel Title Proper

‮‭Thermoeconomic analysis of a novel power/refrigeration cogeneration systems with CO۲ as working fluid combined with PCM, utilizing solar energy‬

First Statement of Responsibility

/عطا دلخواه اکبری

Name of Publisher, Distributor, etc.

: فنی مهندسی مکانیک

Date of Publication, Distribution, etc.

، ‮‭۱۳۹۸‬

Name of Manufacturer

، افشار

Specific Material Designation and Extent of Item

‮‭۱۲۴‬ص‬

Text of Note

چاپی - الکترونیکی

Dissertation or thesis details and type of degree

دکتری

Discipline of degree

مهندسی مکانیک- تبدیل انرژی

Date of degree

‮‭۱۳۹۸/۰۸/۱۸‬

Body granting the degree

تبریز

Text of Note

با افزایش تقاضا برای تولید برق و نگرانی های ناشی از استفاده از منابع سوخت های فسیلی و آلایندگی محیط زیست ناشی از استفاده از آنها استفاده از منابع انرژی تجدید پذیر و بهینه سازی سیستمهای تبدیل انرژی مورد توجه بیشتر محققین قرار گرفته است .اکثر کشور های توسعه یافته در جهت عدم استفاده از سوخت های فسیلی و استفاده از انرژی های تجدید پذیر تا سال ‮‭۲۰۵۰‬ برنامه ریزی کرده اند .در این حوزه استفاده از انرژی خورشیدی به دلیل دسترس آسان، فراوانی و ارزانی بسیار مورد توجه قرار گرفته و سرمایه گذاری بسیاری شده است .از بین سیستم های خورشیدی متمرکز کننده، برج های خورشیدی به دلیلی توانایی رسیدن به دمای بالاتر و کارایی بیشتر مورد توجه بیشتری قرار گرفته اند .یکی از معایب این سیستم ها عدم تطابق عرضه و تقاضای انرژی خورشیدی می باشد .که برای غلبه بر این مسئله از سیستم های ذخیره ساز انرژی استفاده می گردد .استفاده از مواد تغییر فاز دهنده ‮‭(PCM)‬ به منظور ذخیره انرژی خورشیدی در روز و منتشر کردن آن در زمان شب یا زمانهایی که انرژی خورشیدی در دسترس نیست، یکی از روش های بهینه در این مسائل می باشد .مواد تغییر فاز دهنده به سبب برخی ویژگی ها مانند گرمای نهان بالاتر، حجم مورد نیاز کوچکتر و تغییر دمای کوچکتر هنگام تبادل انرژی کارایی بالاتری دارند .استفاده از مواد تغییر فاز دهنده فقط محدود به سیستم های انرژی خورشیدی نمی شود و در سیستم های سرمایشی، گرمایشی و تهویه مطبوع با موفقیت استفاده می شوند .اگرچه یکی از معایب مدل سازی عملکرد ‮‭PCM‬ ها، مواجهه با حل معادلات غیر خطی انتقال گرمای آنها می باشد .یکی از راههای بهینه استفاده از انرژی در سیستم های تبدیل انرژی، استفاده از چرخه های تولید همزمان مانند تولید همزمان توان و تبرید می باشد که سیال عامل نقش مهمی در عملکرد این سیستم ها دارد .استفاده از سیال عامل کربن دی اکسید ‮‭(CO۲)‬ در چرخه های تولید توان و تبرید به دلیل سادگی، فراوانی و ارزانی در کنار عدم تخریب لایه ازن و تغییر ناگهانی خواص آن نزدیک نقطه بحرانی بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد .همچنین این سیستم ها در نیروگاه های هسته ای و خورشیدی با موفقیت مورد استفاده قرار می گیرد

Text of Note

Increasing attention is being paid on using renewable energies and enhancing energy conversion systems in recent years, because of the growth in the electricity demand and concerns on using fossil fuel resources as well as the environmental pollution associated with this usage. Most of the developed countries are planning to phase out fossil fuels and use only renewable energies by 2050. Solar energy is the focus of attention in this regard and a lot of investment is being made on it because of its availability, abundance and cheapness. Solar towers, among other solar energy systems show more promising features because of their potential to achieve higher temperature and efficiency. A major shortcoming for these systems however, is the fluctuations in supplied solar energy. To overcome this deficiency, energy storage systems can be used. Using phase change materials (PCM) to store solar energy at day time and release it at night time or when it is not available, is an effective way of doing the job. The promising features of PCMs are their higher latent heat, small required volume and temperature change energy exchange process. The application of PCM is not limited to the solar energy systems and they are successfully used in cooling, heating and air conditioning systems. However, the solution of non-linear heat transfer equations faced in modelling the PCM performance is a challenge. Cogeneration systems, e.g. those producing power and cooling is an effective way of using energy and the working fluid in these systems has a great role on their performance. The use of carbon dioxide in energy conversion systems attracts the attention of researchers because of its simplicity, abundance and cheapness as well as its property change near the critical point and being ozone friendly. These systems are successfully utilized in solar and nuclear power plants. The objective in present work is to propose two novel CO2 cogeneration cycles and combine it with an energy storage system using PCM. The focus of attention is solution of the 2-D Stefan problem encountered in modelling the energy storage system in order to obtain the relations supplementary to those achieved by thermodynamic modelling. The Stefan problem is then solved numerically and comparison is made with the proposed semi-analytical methods for validation purposes. Once the validation is done, two cogeneration systems are proposed. The first one consisted of a recompression S-CO2 Brayton cycle and transcritical CO2 compression refrigeration cycle coupled with a solar tower system using PCM for energy storage. In the second one an additional compressor is utilized to reduce the compression work. The two systems are modelled thermodynamically and economically using the conservations of mass and energy along with the exergy and cost balances. Parametric studies are performed to disclose the influence of each decision variable on the system performance prior to the optimization process which reveals the best working condition with respect to the criteria chosen

Parallel Title

‮‭Thermoeconomic analysis of a novel power/refrigeration cogeneration systems with CO۲ as working fluid combined with PCM, utilizing solar energy‬

دلخواه اکبری، عطا

Delkhah Akbar, Name

طلعتی، فرامرز، استادراهنما

سید محمودی، سید محمد، استادراهنما

یاری، مرتضی، استادمشاور

مصفا، امیرحسین، استادمشاور

Public note

سیاه و سفید

نمایه‌سازی قبلی