عنوان پایان‌نامه
طراحی و بهینه سازی یک نیروگاه هیبریدی گازی- تجدید پذیر به منظور استفاده از انرژی تولیدی در یک منطقه مسکونی
- رشته تحصیلی
- مهندسی شیمی-کاتالیست
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1647.;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 70755
- تاریخ دفاع
- ۱۱ شهریور ۱۳۹۴
- دانشجو
- فرشاد امیری
- استاد راهنما
- نسیم طاهونی
- چکیده
- امروزه یکی از مهم‌ترین موضوعاتی که توجه صنایع تولید توان را به خود معطوف کرده است، تولید انرژی با بازدهی بالا با در نظر گرفتن ملاحظات زیست‌محیطی است. جهت پاسخ‌گویی مناسب به نگرانی‌های زیست‌محیطی و همچنین پایان‌پذیری سوخت‌های فسیلی، یک طرح اصلاحی برای نیروگاه حرارتی فارس، پیشنهاد گردیده تا پیش از احتراق سوخت یک مرحله پیش‌گرمایش خورشیدی جهت استفاده از منبع پاک و پایان‌ناپذیر انرژی و نیز کاهش انتشار گاز دی‌اکسید کربن صورت پذیرد. برای این منظور، از یک برج خورشیدی و آینه‌های متمرکز کننده تابش در یک مزرعه خورشیدی بهره گرفته شده‌است. تمام بخش‌های نیروگاه پیشنهادی توسط نرم‌افزار MATLAB در حالت پایدار مدل شده‌است و در پایان بهینه‌سازی چندهدفه با استفاده از الگوریتم‌های تکاملی PSO و GA، میزان تولید دی‌اکسید کربن به ازای واحد برق تولیدشده، نسبت به شرایط اولیه، در حدود 400 کیلوگرم کاسته شده‌است و با سهم انرژی خورشیدی حدود 62 درصد، بازدهی مصرف سوخت افزایش پیدا کرده است. در قسمت پایانی تحقیق، جهت بازیابی حرارت جریان خروجی از توربین گازی، سامانه تولید هم‌زمان سرمایش، گرمایش و الکتریسیته‌‌ای طراحی شده‌است که توانایی تامین بار سرمایشی و گرمایشی و الکتریکی بیش از 15000 خانوار را، با در نظر گرفتن الگوی مصرف انرژی مردم شهر شیراز و اقلیم آن ناحیه از کشور داراست. بنابراین ضمن بهره‌برداری مناسب از حرارت خروجی از توربین گازی، در حدود 4000 مگاوات ساعت در سال در مصرف برق و در حدود 31 میلیون مترمکعب در مصرف گاز طبیعی، صرفه‌جویی به عمل آمده‌است.
- Abstract
- Recently, power generation with high efficiency and low carbon dioxide emission is one of the most crucial issues to be more considered by power production industry. In this research, a retrofit design for Fars power plant was proposed to use of solar irradiation before combustion section of gas turbine cycle. To do so, a solar tower with heliostat field was employed for compressed air preheating. A steady-state modeling of all parts of the proposed hybrid power plant was performed by MATLAB software. Then, a combined method of Particle Swarm Optimization and Genetic Algorithm method was applied to perform a multi-objective optimization on Fars power plant performance. Based on the results, with 62 percent solar share factor, fuel efficiency was increased and about 400 kg reductions in CO2 emissions were occurred. Finally, for heat recovery of exhaust gases of solar gas turbine, a CCHP system was designed to supply cooling, heating and power for more than 15,000 households in a very large residential area near the Fars power plant. Therefore, along with effective utilization of thermal content of turbine discharging gases and according to local energy consumption pattern in Shiraz, 4000 MWh per year of electricity and 31 million cubic meters saving in natural gas consumption were approximately obtained as a result of solar-heat integration.
