بنية حرارية فريدة تدمج حقول الطاقة الشمسية مع دورة توليد طاقة ثنائية الحلقة باستخدام دراسة حرارية/مالية وتحسين التحليلات الجينية
25 آذار 2025
93 مشاهدة
توضح هذه الدراسة تطوير نظام طاقة شمسية يستفيد من تقنية الطاقة الشمسية المركزة (CSP) لتوفير كل من الكهرباء ومياه الشرب للتطبيقات السكنية.
يدمج الهيكل الحراري المقترح بشكل فريد حقول الطاقة الشمسية الهليوستات مع دورة توليد طاقة ثنائية الحلقة، معززة بنظام تحلية مياه البحر الذي يستخدم أغشية التناضح العكسي (RO). لتعزيز إنتاج الكهرباء، تم دمج مولد حراري كهربائي (TEG) في إطار تصميم النظام. تم إجراء تحليل شامل للنظام، يشمل التقييمات الديناميكية الحرارية والاقتصادية. علاوة على ذلك، تم إجراء تحليل بارامتري للتحقيق في آثار المعلمات الحرجة على الكفاءة التشغيلية للنظام تم تقييم فعالية النظام بدقة من خلال دراسة حالة فحصت قدراته على مخرجات الإنتاج اليومية. يستكشف هذا البحث، الذي يستند إلى التوقعات التحليلية من المملكة العربية السعودية والظروف البيئية المواتية المميزة للمنطقة، الأداء التشغيلي للنظام ضمن هذا السياق الجغرافي المحدد. الهدف الأساسي من هذا البحث هو تحديد المعلمات التشغيلية المثالية من خلال استخدام أساليب تحسين متعددة المعايير مصممة خصيصًا للنظام القائم. وُجد أن الاختلافات في نسب ضغط الضاغط تؤثر بشكل كبير على أداء دورة برايتون والكفاءة الحرارية للنظام، مع تحقيق الكفاءة الاقتصادية المثلى عند نسبة ضغط محددة. علاوة على ذلك، فإن زيادة درجات حرارة المدخل في دورة رانكين العضوية قد ثبت أنها تعمل على تحسين كفاءة النظام حتى حد معين، والذي يمكن أن تنشأ بعده مشكلات محتملة في الموثوقية. أظهرت دراسة الحالة أن توليد الكهرباء يبلغ ذروته خلال أشهر الصيف، وخاصة في يونيو، بما يتماشى مع حجم كبير من إنتاج المياه العذبة يبلغ إجماليه 264,530 مترًا مكعبًا. حققت جهود التحسين كفاءة حرارية بنسبة 17.69% وتكلفة إجمالية قدرها 359.58 دولارًا في الساعة. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2214157X24015946