|
عنوان
|
شبیه سازی و بهینه سازی چرخه ذخیره سازی انرژی ترموشیمیایی مبتنی بر آمونیاک
|
|
نوع پژوهش
|
مقالات در همایش ها
|
|
کلیدواژهها
|
آمونیاک، انرژی خورشیدی، تولید هیدروژن، ذخیره سازی انرژی ترموشیمیایی
|
|
چکیده
|
تقاضا برای منابع انرژی پاک و پایدار به سرعت در حال افزایش است. در نتیجه، ذخیره سازی انرژی خورشیدی با بهره گیری از واکنش های شیمیایی برگشت پذیر، به گزینه ای به روز و قابل اعتماد تبدیل شده است. هدف این پژوهش، بررسی چرخه های ترموشیمیایی مبتنی بر آمونیاک در ذخیره سازی و بازیابی انرژی خورشیدی است. در این پژوهش، یک چرخه ترموشیمیایی برای ذخیره سازی انرژی حرارتی، بر پایه ی آمونیاک به عنوان حامل شیمیایی هیدروژن مورد بررسی قرار گرفته شد. در این چرخه ، واکنش گرماگیر تجزیه آمونیاک در یک راکتور بستر ثابت با جداره فلزی تحت گرمای خورشید قرار میگیرد و آمونیاک به هیدروژن و نیترون تبدیل میشود. محصول گازی گرم این راکتور در یک مبدل حرارتی با آمونیاک مایع تبادل حرارت میدهد و سبب کاهش دما میشود. درواقع انرژی خورشیدی به صورت انرژی شیمیایی در مخزن ذخیرهسازی آمونیاک ذخیره میشود. محصول گازی شامل هیدروژن و نیتروژن در راکتور سنتز با انجام واکنش معکوس گرمازا، مجدد آمونیاک و گرمای زیادی تولید کرده است که از آن میتوان جهت تولید برق استفاده کرد. در این پژوهش، مدل های عددی و شبه همگن توسعه داده شد که عملکرد حرارتی و سینتیکی راکتورهای بستر ثابت تجزیه و سنتز را برای ماده حمل کننده هیدروژن آمونیاک، شبیه سازی می کند. سپس شرایط عملیاتی راکتور به منظور افزایش تولید انرژی حرارتی بهینه سازی میشود. نتایج نشان داد که چرخه ترموشیمیایی مبتنی بر آمونیاک قادر است در فرآیند سنتز، نرخ انرژی گرمایی واکنش معادل 61/10 وات بر سانتیمتر را با بازده حرارتی 15/26 % ذخیره کند. هدف بهینه سازی برای حداکثر بازده انرژِی گرمایی با 61/15 برای آمونیاک تعیین شد و و دبی بخار 054/0 کیلوگرم بر ثانیه و و برق تولیدی 12/0 بدست آمد. در مجموع، این پژوهش می تواند به توسعه سامانه های ذخیره سازی انرژی ترموشیمیایی کمک کند و افزایش بهره وری در نیروگاه های خورشیدی متمرکز را فراهم سازد.
|
|
پژوهشگران
|
حسین نظارات (نفر اول)، آزاده میروکیلی (نفر دوم)
|
|
تاریخ انجام
|
1405-02-01
|