شبیه سازی و بهینه سازی یک سیستم تولید همزمان برق، حرارت و سرما همراه با ذخیره سازی حرارتی به منظور استفاده در یک مجتمع مسکونی

استفاده از سیستم های تولید همزمان برق، حرارت و سرما یکی از راه های صرفه جویی در مصرف انرژی است که علاوه بر افزایش راندمان، موجب کاهش انتشار آلاینده های زیست محیطی می گردد. در این پژوهش به بررسی یک سیستم تولید همزمان برق، حرارت و سرما (CCHP) با محرک اصلی موتور احتراق داخلی گازسوز می پردازیم. یک مخزن ذخیره ی حرارتی برای مواقعی که نیاز حرارتی کم تر از مقدار حرارت تولید شده است استفاده می شود. برای مورد مطالعاتی به طراحی و بهینه سازی یک سیستم CCHP با ذخیره سازی حرارتی به منظور استفاده در یک مجتمع مسکونی به مساحت 147هزار متر مربع پرداخته شده است. ابتدا بارهای حرارتی، برودتی و الکتریکی مورد نیاز مجموعه محاسبه گردیده و سپس طراحی سیستم تولید همزمان براساس کمینه سازی هزینه ی سالانه صورت گرفته است. بهینه سازی سیستم در دو حالت استفاده و عدم استفاده از مخزن ذخیره ی حرارتی و به روش جستجوی مستقیم انجام شده است. به منظور ارزیابی سیستم، سه معیار ارزیابی صرفه جویی در مصرف انرژی اولیه، کاهش انتشار آلاینده ی دی اکسید کربن و کاهش هزینه ی عملکرد سیستم برای هر دو سیستم و در حالت های فروش و عدم فروش برق مازاد تولیدی به شبکه سراسری برق در نظر گرفته شده است. بهترین حالت کارکرد سیستم، استفاده از مخزن ذخیره ی حرارتی و فروش برق مازاد به شبکه است. در این حالت، هزینه ی سالیانه در 10.7 درصد افزایش می یابد اما نرخ بازگشت سرمایه رشد 3.1 درصدی را نشان می دهد. مدت زمان بازگشت سرمایه در حالت استفاده و عدم استفاده از مخزن ذخیره ی حرارتی به ترتیب 6.5 و 8.2 سال بدست آمده است؛ همچنین آنالیز حساسیت نرخ بازگشت سرمایه بر مبنای تغییرات قیمت برق و گاز انجام شده است.

Keywords:

سیستم تولید همزمان برق حرارت سرما , ذخیره سازی حرارتی , بهینه سازی , بازگشت سرمایه