|
Title
|
شبيه سازي و بهينه سازي چرخه ذخيره سازي انرژي ترموشيميايي مبتني بر آمونياك و دكالين
|
|
Type
|
Thesis
|
|
Keywords
|
آمونياك، دكالين، انرژي خورشيدي، توليد هيدروژن، انرژي ترموشيميايي، واكنش برگشت پذير
|
|
Abstract
|
تقاضا براي منابع انرژي پاك و پايدار به سرعت در حال افزايش است. در نتيجه، ذخيره سازي انرژي خورشيدي با بهره گيري از واكنش هاي شيميايي برگشت پذير، به گزينه اي به روز و قابل اعتماد تبديل شده است. هدف اين پژوهش، مقايسه، چرخه هاي ترموشيميايي مبتني بر آمونياك با دكالين در ذخيره سازي و بازيابي انرژي خورشيدي است. در اين پژوهش، يك چرخه ترموشيميايي براي ذخيره سازي انرژي حرارتي، بر پايه ي آمونياك و دكالين به عنوان دو حامل شيميايي مجزا مورد بررسي قرار گرفته شد. در اين چرخه ، واكنش گرماگير تجزيه آمونياك در يك راكتور بستر ثابت با جداره فلزي تحت گرماي خورشيد قرار ميگيرد و آمونياك به هيدروژن و نيترون تبديل ميشود. محصول گازي گرم اين راكتور در يك مبدل حرارتي با آمونياك مايع تبادل حرارت ميدهد و سبب كاهش دما ميشود. درواقع انرژي خورشيدي به صورت انرژي شيميايي در مخزن ذخيرهسازي آمونياك ذخيره ميشود. محصول گازي شامل هيدروژن و نيتروژن در راكتور سنتز با انجام واكنش معكوس گرمازا، مجدد آمونياك و گرماي زيادي توليد كرده است كه از آن ميتوان جهت توليد برق استفاده كرد. در چرخه ترموشيميايي دكالين، به جاي آمونياك از دكالين استفاده شده است و همان فرايند گرماگير و گرمازا انجام ميشود. اين ويژگي باعث مي شود كه چنين چرخه هايي براي ذخيره سازي بلندمدت انرژي حرارتي و كاربرد در سامانه هاي حرارتي خورشيدي بسيار مناسب باشند. در اين پژوهش، مدل هاي عددي و شبه همگن توسعه داده شد كه عملكرد حرارتي و سينتيكي راكتورهاي بستر ثابت تجزيه و سنتز را براي هر دو ماده حمل كننده هيدروژن (آمونياك و دكالين)، شبيه سازي مي كند. سپس شرايط عملياتي راكتور به منظور افزايش توليد انرژي حرارتي بهينه سازي ميشوند. همچنين اين پژوهش در پي آن است كه به كارگيري اين چرخه ها در نيروگاه هاي خورشيدي متمركز را بررسي كرده و مسير توسعه سامانه هاي نوين ذخيره سازي انرژي حرارتي را هموار سازد. نتايج نشان داد كه چرخه ترموشيميايي مبتني بر آمونياك قادر است در فرآيند سنتز، نرخ انرژي گرمايي واكنش معادل 61/10 وات بر سانتيمتر را با بازده حرارتي 15/26 % ذخيره كند. در چرخه دكالين، نرخ توليد انرژي گرمايي واكنش 92/26 وات بر سانتيمتر و با بازده حرارتي 30/89 % به دست آمد. هدف بهينه سازي براي حداكثر بازده انرژِي گرمايي با 61/15 براي آمونياك و 25/31 وات برسانتي
|
|
Researchers
|
hosein nezarat (Student) , Azadeh Mirvakili (First primary advisor)
|