تحلیل ترمو اکونومیکی سیستم هیبرید فتوولتائیک حرارتی- پیل سوختی با تعیین شرایط بهینه کارکرد
عنوان اصلي به زبان ديگر
Fuel Cell System by Determining Optimal Operating Conditions-Thermoeconomic Analysis of Hybrid PVT
نام نخستين پديدآور
/داود ارمغان
وضعیت نشر و پخش و غیره
نام ناشر، پخش کننده و غيره
: فنی مهندسی مکانیک
تاریخ نشرو بخش و غیره
، ۱۳۹۸
نام توليد کننده
، افشار
مشخصات ظاهری
نام خاص و کميت اثر
۱۰۳ص
یادداشتهای مربوط به نشر، بخش و غیره
متن يادداشت
چاپی - الکترونیکی
یادداشتهای مربوط به پایان نامه ها
جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن
دکتری
نظم درجات
مهندسی مکانیک- تبدیل انرژی
زمان اعطا مدرک
۱۳۹۸/۱۱/۱۶
کسي که مدرک را اعطا کرده
تبریز
یادداشتهای مربوط به خلاصه یا چکیده
متن يادداشت
در این تحقیق، تحلیل جامع ترمواکونومیکی یک سیستم هیبرید خورشیدی یکپارچه مستقل از شبکه برای تامین تقاضای توان یک منطقه با الگوی مصرف خانگی در طولانی مدت انجام میشود .این سیستم شامل پنلهای خورشیدی فتوولتائیک حرارتی، پیل سوختی، الکترولایزر، بانک باتری، مخزن آب گرم و کنترلر بار است .پنلهای فتوولتائیک حرارتی بعنوان منبع انرژی اصلی، انرژی خورشیدی را به برق و حرارت تبدیل میکنند .انرژی الکتریکی اضافی تولید شده توسط فتوولتائیک حرارتی برای تولید هیدروژن مصرف میشود .هنگامی که تابش خورشید کافی نیست، هیدروژن ذخیره شده پیل سوختی را تغذیه میکند تا بتواند برق را برای برآوردن تقاضای مورد نظر تولید کند .تأثیر موقعیت جغرافیایی و شرایط طولانی مدت آب و هوا) ماهانه، سالانه (در طراحی سیستم در نظر گرفته میشود .همچنین سیستم پیشنهادی برای تمام فصول مختلف سال مناسب است زیرا قدرت تولید شده تقاضا را در همه زمانها برآورده میکند .قانون اول و دوم ترمودینامیک برای ارزیابی عملکرد هر مؤلفه و کل سیستم استفاده میشود .ارزیابی اقتصادی شامل هزینه تراز شده انرژی، هزینه فعلی خالص و دوره بازگشت سرمایه است .نرم افزارهای EES و HOMER برای تحلیل و بهینهسازی اندازه مولفهها برای پوشش تقاضای برق در چهار مکان انتخاب شده استفاده میشود .نتایج نشان میدهد که بازده انرژی و اگزرژی سیستم با الگوی تابش خورشیدی و عرض جغرافیایی منطقه و الگوی تقاضای انرژی در ارتباط است .بازده انرژی الکتریکی کل سیستم ۹ و بازده انرژی کل سیستم ۸/۴۱ است .بازده اگزرژی کل سیستم نیز ۹/۱۰ و بیشترین تخریب اگزرژی مربوط به پنلهای PVT است .در این سیستم بیش از ۲۹۱ کیلوگرم گاز هیدروژن در سال تولید میشود و میزان تولید سالانه برق حدود ۲۵۵۵۰ کیلووات ساعت است .همچنین میزان انرژی حرارتی و اکسیژن خالص به عنوان محصولات فرعی در فرایند تولید به ترتیب با ۹۳۸۸۸ کیلووات ساعت و ۱۷۴۱ متر مکعب به دست میآید .تحلیلهای اقتصادی نیز نشان میدهد که سیستم هیبرید خورشیدی با ۷ روز استقلال انرژی بهترین گزینه از نظر اقتصادی است .با در نظر گرفتن تولید انرژی حرارتی و اکسیژن خالص به عنوان فرآوردههای جانبی، هزینه تراز شده انرژی برای سیستم یکپارچه به ۲۶/۰ دلار در کیلووات ساعت کاهش مییابد .بازگشت سرمایه سیستم در شرایط آب و هوایی تبریز ۰۴/۱۰ سال محاسبه شده است
متن يادداشت
products, the levelized cost of energy for the integrated system is reduced to 0.26$/kWh. The payback period for the integrated system is 10.04 years -products in the production process are obtained as 93888 kWh and 1741 Nm3, respetevely. Economic analyses show that the solar hybrid system with 7 days of energy independence is the best economically viable option. Cosidering the production of thermal energy and pure oxygen as by-term weather conditions (monthly, annually) on the design of system is taken into account. The proposed system is also convenient for different seasons of the year because produced power satisfy the demand in all time. The first and second laws of thermodynamics are used to evaluate the performance of each component and the overall system. The economic evaluation includes the levelized cost of energy (LCOE), net present cost (NPC) and the payback time. The engineering equation solver (EES) and HOMER software are used to optimize the size of the components for covering the power demands at four selected locations. The results show that the energy and exergy efficiency of the system is associated with the solar radiation pattern and latitude of the region, and the power demand pattern. The overall electrical energy efficiency of the hybrid system is 9 and the total energy efficiency of the system is 41.8 . The total exergy efficiency of the system is also 10.9 and the highest exergy destruction is associated with PVT panels. The system produces over 291kg of hydrogen gas in a year and the amount of electricity produced annually is about 25550 kWh. Also the amount of thermal energy and pure oxygen as by-A comprehensive thermoeconomic analysis is presented in an integrated solar hybrid power system for standalone operation and production of power and hot water for a household area. The system includes solar PVT panels (photovoltaic thermal), a FC (Fuel cell), a battery storage bank, a water tank, and a load controller. The PVT components work as a primary energy source converting solar energy into electricity and heat. The excess electrical energy produced by PVT are consumed for producing hydrogen. When the sun's radiation is insufficient, the produced hydrogen is fed to the fuel cell to generate electricity to satisfy the demand. The impact of geographical location and long
عنوان اصلی به زبان دیگر
عنوان اصلي به زبان ديگر
Fuel Cell System by Determining Optimal Operating Conditions-Thermoeconomic Analysis of Hybrid PVT
نام شخص به منزله سر شناسه - (مسئولیت معنوی درجه اول )