مشخصات پژوهش

عنوان	شبیه سازی و بهینه سازی چرخه ذخیره سازی انرژی ترموشیمیایی مبتنی بر آمونیاک و دکالین
نوع پژوهش	پایان‌نامه
کلیدواژه‌ها	آمونیاک، دکالین، انرژی خورشیدی، تولید هیدروژن، انرژی ترموشیمیایی، واکنش برگشت پذیر
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، مقایسه، چرخه های ترموشیمیایی مبتنی بر آمونیاک با دکالین در ذخیره سازی و بازیابی انرژی خورشیدی است. در این پژوهش، یک چرخه ترموشیمیایی برای ذخیره سازی انرژی حرارتی، بر پایه ی آمونیاک و دکالین به عنوان دو حامل شیمیایی مجزا 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 چرخه ترموشیمیایی دکالین، به جای آمونیاک از دکالین استفاده شده است و همان فرایند گرماگیر و گرمازا انجام می‏شود. این ویژگی باعث می شود که چنین چرخه هایی برای ذخیره سازی بلندمدت انرژی حرارتی و کاربرد در سامانه های حرارتی خورشیدی بسیار مناسب باشند. 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 هر دو ماده حمل کننده هیدروژن (آمونیاک و دکالین)، شبیه سازی می کند. سپس شرایط عملیاتی راکتور به منظور افزایش تولید انرژی حرارتی بهینه سازی می‏شوند. همچنین این پژوهش در پی آن است که به کارگیری این چرخه ها در نیروگاه های خورشیدی متمرکز را بررسی کرده و مسیر توسعه سامانه های نوین ذخیره سازی انرژی حرارتی را هموار سازد. 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. در چرخه دکالین، نرخ تولید انرژی گرمایی واکنش 92/26 وات بر سانتی‏متر و با بازده حرارتی 30/89 % به دست آمد. هدف بهینه سازی برای حداکثر بازده انرژِی گرمایی با 61/15 برای آمونیاک و 25/31 وات برسانتی
پژوهشگران	حسین نظارات (دانشجو)، آزاده میروکیلی (استاد راهنما اول)
تاریخ انجام	1404-12-25