دانلود پایان نامه بهینه سازی ترمو اکونومیک، مدل دینامیکی نیروگاه خورشیدی هیبریدی

عنوان پایان نامه:بهینه سازی ترمو اکونومیک، مدل دینامیکی نیروگاه خورشیدی هیبریدی
مقطع کارشناسی ارشد مهندسی سیستمهای انرژی


بیان مسأله اساسی تحقیق به طور کلی (شامل تشریح مسأله و معرفی آن، بیان جنبه‏های مجهول و مبهم، بیان متغیرهای مربوطه و منظور از تحقیق) :
نیروگاه­های خورشیدی دارای این محدودیت می­باشند که در زمان های کاهش یا قطع تابش خورشید، تولیدشان کاهش می یابد یا متوقف می شود،یکی از راه حل های این مشکل استفاده از روش هیبرید کردن نیروگاه خورشیدی با سوخت فسیلی می باشد،که سوخت فسیلی به عنوان کمک در نیروگاه خورشیدی اضافه می گرددو در زمان کاهش تابش برای تامین نیاز مورد نظر به کارگرفته می شود.
در این نیروگاه ها مصرف سوخت با توجه به متغیر بودن شدت تابش خورشید متغییر است برای محاسبه این تغییرات احتیاج به یک مدل دینامیکی است که نمودار تغییرات مصرف سوخت را در طی سال بدهد و هزینه مصرف سوخت را می توان از انتگرال این نمودار به صورت دقیق محاسبه نمود و با بهینه سازی ترمواکونومیک و انتخاب تابع هدف به صورت مجموع هزینه مصرف سوخت و هزینه سرمایه گذاری به بهترین شرایط عملکرد نیروگاه مذکور دست یافت.

• جنبه جدید بودن و نوآوری در تحقیق:

استفاده از یک مدل دینامیکی برای محاسبه تغییرات مصرف سوخت در طول سال و استفاده از انتگرال سالانه مصرف سوخت در تابع هدف ترمو اکونومیک به منظور بهینه سازی

• اهداف مشخص تحقیق (شامل اهداف آرمانی، کلی، اهداف ویژه و کاربردی):

1. تعیین پارمترهای بهینه
2. محاسبه دقیق مصرف سالانه سوخت در نیروگاه هیبریدی

• فرضیه‏های تحقیق:

1. معلوم بودن شدت تابش خورشید
2. معلوم بودن قیمت تجهیزات برای تحلیل اقتصادی

• شرح کامل روش تحقیق بر حسب هدف، نوع داده ها و نحوه اجراء

در ابتدا با مطالعه کتب و مقالات و تحقیقات علمی انجام شده بر روی نیروگاهای خورشیدی هیبریدی به کلی خواص ، ویژگیها ، معایب آن دست پیدا کرده و سپس با بررسی خواص آن به پارامترهای مهم و مورد نیاز جهت مدلسازی این نوع نیروگاهها دست پیدا میکنیم.
با بدست آوردن خواص ترمودینامیکی و محاسبات آن از جمله دما ، فشار ،…. به مدلسازی این نیروگاه و هیبرید آن برای بدست آوردن مدل دینامیکی شدت مصرف سوخت نسبت به تغییرات شدت تابش خورشید پرداخته که نمودار تغییرات مصرف سوخت را در طی سال می دهد و هزینه مصرف سوخت را می توان از انتگرال این نمودار به صورت دقیق محاسبه نمود و در نهایت با بهینه سازی ترمواکونومیک و انتخاب تابع هدف به صورت مجموع هزینه مصرف سوخت و هزینه سرمایه گذاری به بهترین شرایط عملکرد نیروگاه برای کمترین هزینه کل سالیانه می رسیم

فهرست مطالب:

فصل اول مروری بر فناوری های متمرکزکننده توان خورشیدی………………………….. ۴
۱-۱ مقدمه…………………………………. ………………………………………….. …… ۴
۱-۲- نیروگاه های حرارتی خورشیدی در جهان…………………………………… ……… ۶
۱-۲-۱ سیستم های تولید توان حرارتی خورشیدی……………………………… ………. ۸
۱-۲-۲ سیستم های برج های توان…………………………………… ……………………. ۱۰
۱-۳ انواع نیروگاه های دریافت کننده مرکزی بر اساس سیال عامل…………………….. ۱۳
۱-۳-۱- سیستم نیروگاه دریافت کننده مرکزی با سیال آب و بخار……………………… ۱۳
۱-۳-۲- سیستم نیروگاه دریافت کننده مرکزی باسیال عامل نمک مذاب………………. ۱۴
۱-۳-۳- سیستم نیروگاه دریافت کننده مرکزی با سیال عامل سدیم مایع……………… ۱۵
۱-۳-۴- شرح سیستم نیروگاه دریافت کننده مرکزی با سیال عامل هوا …………………۱۷
۱-۳-۵- سیستم نیروگاه دریافت کننده مرکزی ترکیبی سدیم و نمک مذاب……………. ۱۸
۱-۴- نیروگاه های ترکیبی خورشیدی – فسیلی…………………………………. ………. ۱۹
۱-۴-۱- مقایسه انواع نیروگاه دریافت کننده مرکزی از نظر سیال عامل………………….. ۲۰
فصل دوم: برج خورشیدی……………………………… ……………………………………… ۲۴
۲-۱ تجهیزات عمده نیروگاه های دریافت کننده مرکزی…………………………………. …. ۲۴
۲-۲ انواع دریافت کننده مرکزی…………………………………. ……………………………. ۲۵
۲-۲-۱ شکل ها وطرح های مختلف دریافت کننده…………………………………. ………. ۲۶
۲-۲-۲ اصول کلی دریافت کننده ها………………………………………. ………………….. ۳۰
۲-۳ کلکتورهای متمرکز کنندۀ تعقیب کنندۀ خورشید……………………………….. ……. ۳۲
۲-۴ هلیوستات ها………………………………………. ……………………………………. ۳۶
۲-۴-۱ شکل میدان…………………………………. …………………………………………. ۴۰
۲-۴-۲ عملکرد میدان…………………………………. ……………………………………….. ۴۱
۲-۴-۳ نحوه قرار گیری هلیوستات ها………………………………………. ………………… ۴۳
۲-۵ بررسی عملکرد و راندمان کلکتورهای متمرکزکننده………………………. …………… ۴۴
۲-۵-۱ آنالیز نوری…………………………………… ………………………………………….. . ۴۴
۲-۵-۲ آنالیز حرارتی……………………………….. ………………………………………….. . ۵۱
۲-۶ مدل کردن سیستم های خورشیدی و مروری بر تحقیقات انجام شده……………….. ۵۴
۲-۶-۱- برنامه TRNSYS.
۲-۶-۲ مروری بر اجزای CRS موجود در ترنسیس……………………………….. …………… ۵۸
۲-۶-۳ برنامه و نحوه کار F-Chart ………………………………………….. ………………..
فصل سوم: بخش تولید توان…………………………………… ……………………………… ۶۹
۳-۱ مقدمه سیکلهای توربین گازی…………………………………… …………………….. .۶۹
۳-۲ چرخه ایدهآل برایتون……………………………… ………………………………………. ۷۱
۳-۳ انحراف سیکلهای واقعی گازی از سیکلهای ایده­آلی……………………………. …… ۷۶
۳-۴ سیکل برایتون با بازیابی……………………………… ………………………………….. ۷۷
۳-۵ سیکل برایتون با سرمایش میانی، بازگرمایش، و بازیابی……………………………. ۸۰
۳-۵ شبیه­سازی سیکل برایتون……………………………… ………………………………. ۸۳
۳-۵-۱کمپرسور…………………………….. ………………………………………….. …….. ۸۳
۳-۵-۲ توربین گاز…………………………………….. ………………………………………… ۸۵
۳-۵-۳ مبدل حرارتی.. ………………………………………….. ……………………………..۸۶
۳-۵-۴ تحلیل مبدلهای حرارتی……………………………….. …………………………….. ۹۰
۳-۵-۵ اصلی­ترین و مهم ترین نوع رسوب­ها در مبدلهای حرارتی فرآیندی.. ………………..۹۴
۳-۵-۶ طبقه­بندی تکنولوژیهای افزایش کارایی در مبدلهای حرارتی.. ……………………۹۴
فهرست منابع

ادامه مطلب