بررسی انرژتیک چرخه رانکین آلی برای تولید توان از حرارت های باز یافتی دما پایین کلکتور سهموی خطی خورشیدی با در نظر گرفتن ملاحظات زیست محیطی

سیستم های تولید توان از انرژی های تجدید پذیر باعث کاهش مصرف انرژی اولیه و انتشار آلاینده ها می شوند. چرخه رانکین آلی با استفاده از انرژی خورشیدی می تواند راه حلی مناسب برای تولید توان باشد. در این چرخه ها، سیالات عامل آلی جایگزین آب می شود. مطالعه فوق با استفاده از شبیه سازی ترمودینامیکی به تحلیل عملکرد چرخه رانکین آلی، انتخاب سیال عامل مناسب برای این چرخه ها می پردازد. در این مطالعه، منبع گرما کلکتور سهموی خطی خورشیدی با دمای °C۲۶۰ در نظر گرفته شده است و سیستم ۱۰ کیلو وات توان الکتریکی تولید می کند. تاثیر خواص دوازده سیال عامل مختلف بر بازده کلی چرخه بررسی شده است. خواص ترمودینامیکی و فیزیکی، اثرات زیست محیطی، ایمنی، در دسترس بودن و هزینه همگی ملاحظاتی هستند که برای انتخاب سیال عامل مهم می باشند. سیال نرمال دکین بالاترین بازده در چرخه ارائه می دهد و در نتیجه، باعث کمینه شدن سطح کلکتور می شود، ولی این سیال بالاترین حجم مخصوص بخار اشباع (چگالنده در مقیاس بزرگ) و پایین ترین فشار اشباع را در چگالنده (نفوذ گازهای غیر قابل چگالش) دارد. مناسب ترین سیالات برای این سیستم با توجه به تمام جنبه ها به ترتیب عبارتند از: R۱۱۳ ،R۱۲۳و ایزوپنتان. در مقایسه سه سیال، R۱۱۳ بالاترین بازده و بیشترین اثرات مخرب را بر محیط زیست دارد، ولی سیال مناسبی از نظر ایمنی می باشد. ایزوپنتان کمترین بازده را دارد و بالاترین حجم مخصوص بخار، اما سیالی با فشار اشباع بالاتر از فشار جو و اشتعال پذیری بالا می باشد. R۱۲۳ سیالی با بازده گرمایی بالا و اثرات مخرب زیست محیطی پایین می باشد.

Keywords:

Organic Rankine Cycle , Organic Working Fluid , Parabolic Trough Collector , Environmental Impacts , اثرات زیست محیطی , چرخه رانکین آلی , سیال عامل آلی , کلکتور سهموی خطی