تحلیل اگزرژی و اقتصادی و بهینه سازی یک سیستم تولید چندگانه انرژی بر مبنای انرژی خورشیدی، باد و انرژی حرارتی اقیانوسی برای تولید برق پاک

در پژوهش حاضر به بررسی یک سیستم تولید انرژی با استفاده از سه نوع انرژی تجدپذیر خورشیدی، بادی و انرژی حرارتی اقیانوسی با شرایط اقلیمی و نزدیک به مناطقی با پتانسیل بالا برای سیستم OTEC، دارای شرایط مناسب از نظر سرعت باد و تابش خورشیدی به عنوان منابع تامین انرژی، اقدام کردیم. سیستم پیشنهادی بر اساس کل مصرف روزانه برق مورد نیاز یک مجتمع خدمات رفاهی ساحلی طراحی و بررسی می­شود. اجزا اصلی سیستم متشکل از یک سیکل ارگانیک رانکین، توربین، ترموالکتریک، پمپ، مبدل حرارتی، توربین بادی و یک کلکتور خورشیدی صفحه تخت است. برای مدلسازی سیستم و به­ دست آوردن نتایج ترمودینامیکی از نرم­ افزار EES به عنوان یک ابزار مهندسی بهره برده شده است. سیستم طراحی شده برای  یک منطقه که دارای انرژی حرارتی اقیانوسی، انرژی باد و خورشید مناسبی بوده مورد استفاده قرار گرفته است. از مهم­ ترین پارامترهای تاثیر­گذار و کاربردی در این بررسی­ ها، باید به میزان سرعت باد، مقدار تابش خورشید و مساحت کلکتور اشاره کرد. در نهایت به­منظور بهینه­ سازی سیستم طراحی شده از الگوریتم چندهدفه ژنتیک با مرتبسازی نامغلوب یا همان الگوریتمNSGA-II ، برای یافتن بهترین توابع هدف و رسم نمودار پارتو استفاده شده است. متغییرهای طراحی که برای ­بهینه­سازی استفاده­ شدند، شامل مساحت سیستم خورشیدی )Ap(، دمای خروجی از سیستم خورشیدی­ )T۱(، دمای ورودی به توربین )T۳(، پینچ پوینت اواپراتور )PPeva(، پارامتر ترموالکتریک( Z_T_M)، بازده پمپ و بازده توربین بودند. دو تابع هدف این بهینه ­سازی اگزرژی و نرخ هزینه سیستم عنوان شد. در نهایت بهینه­ ترین مقدار بازده اگزرژی ۱۴.۴۷ درصد  و نرخ هزینه ($/h) ۷۴.۹۷ به ­دست آمد. سیستم­های معرفی شده با توجه به نتایج حاصل شده برای کاربردهای مورد نیاز مناسب می باشند..

کلیدواژه ها:

Solar energy ، Wind energy ، Ocean heat energy ، Exergy ، Cost rate ، انرژی خورشیدی ، انرژی باد ، انرژی حرارتی اقیانوسی ، اگزرژی ، نرخ هزینه