روناک دقیق

در سال های اخیر، طراحی سیستم تولید توان با بازدهی بالا و آلایندگی کم، مورد توجه محققان قرار گرفته است. در این تحقیق، یک سیستم ترکیبی شامل پیل سوختی غشاء پلیمری، چرخه کالینا و کالکتورهای لوله خلاء حرارتی به منظور تولید توان طراحی شده است. سیستم پیشنهادی از دیدگاه ترمودینامیکی، زیست محیطی و اگزرژی –اقتصادی، با استفاده از نرم افزارهای متلب و EES مورد ارزیابی قرار گرفته است و تاثیر پارامترهای کلیدی سیستم شامل چگالی جریان، دما و فشار کاری پیل سوختی، فشار ورودی توربین و دمای سیال خروجی از کالکتور بر عملکرد سیستم بررسی شده اند. نتایج نشان داد که بازدهی انرژی و اگزرژی سیستم پیشنهادی در شرایط داده شده، نسبت به یک پیل سوختی مستقل به ترتیب 12/13 و 35/10 درصد بهبود یافته است. هزینه واحد محصول سیستم و توان تولیدی سیستم در این حالت 1/136 دلار بر گیگاژول و 1/145 کیلووات به دست آمد. بازده انرژی و اگرژی سیستم در شرایط داده شده به ترتیب، 79/51 و 87/46 درصد به دست آمد. همچنین سیستم در این شرایط، از تولید 1/116 کیلوگرم کربن دی اکسید بر ساعت جلوگیری می کند. مطالعه پارامترهای سیستم نشان داد که رابطه مستقیمی بین افزایش چگالی جریان، دما و فشار کاری پیل سوختی و کاهش بازدهی انرژی و اگزرژی سیستم وجود دارد. از طرفی هزینه واحد محصول سیستم با افزایش این پارامترها بالا می رود. همچنین ارزیابی سیستم نشان داد که یک فشار ورودی توربین بهینه برای دستیابی به بهترین بازدهی و کمترین هزینه واحد محصول سیستم و بیشترین میزان کاهش آلایندگی وجود دارد. کالکتورهای خورشیدی اگرچه بازدهی انرژی سیستم را کاهش می دهند ولی باعث افزایش بازدهی اگزرژی و کاهش هزینه واحد محصول سیستم می شوند. ارزیابی سیستم نشان داد که بیشترین نرخ هزینه های مربوط به تخریب اگزرژی و هزینه اولیه مربوط به پیل سوختی است. تغییرات نرخ کاهش آلایندگی سیستم نسبت به چگالی جریان، فشار و دمای کاری پیل سوختی، رفتاری مشابه با تغییرات توان خروجی پیل سوختی نسبت به این پارامترها دارد. از