|
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، بررسي چرخه هاي ترموشيميايي مبتني بر آمونياك در ذخيره سازي و بازيابي انرژي خورشيدي است. در اين پژوهش، يك چرخه ترموشيميايي براي ذخيره سازي انرژي حرارتي، بر پايه ي آمونياك به عنوان حامل شيميايي هيدروژن 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 اين پژوهش، مدل هاي عددي و شبه همگن توسعه داده شد كه عملكرد حرارتي و سينتيكي راكتورهاي بستر ثابت تجزيه و سنتز را براي ماده حمل كننده هيدروژن آمونياك، شبيه سازي مي كند. سپس شرايط عملياتي راكتور به منظور افزايش توليد انرژي حرارتي بهينه سازي ميشود. 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. هدف بهينه سازي براي حداكثر بازده انرژِي گرمايي با 61/15 براي آمونياك تعيين شد و و دبي بخار 054/0 كيلوگرم بر ثانيه و و برق توليدي 12/0 بدست آمد. در مجموع، اين پژوهش مي تواند به توسعه سامانه هاي ذخيره سازي انرژي ترموشيميايي كمك كند و افزايش بهره وري در نيروگاه هاي خورشيدي متمركز را فراهم سازد.
|