ارائه‌کننده: اکبر حسنپور
استاد راهنما: دکتر محمدرضا انصاری
استاد ناظر داخلی: دکتر مهدی معرفت
استاد ناظر خارج از دانشگاه: دکتر بهرنگ سجادی
تاریخ: 1403/07/24
ساعت: 12 
مکان: دانشکده فنی مهندسی،بلوک6 ،طبقه اول، کلاس 216

چکیده:
تولید توان با بهره وری حداکثری و به کارگیری انرژی های تجدیدپذیر به منظور کاهش انتشار آلاینده های زیستی از اساسی ترین مولفه های مورد توجه مهندسان انرژی است. در این زمینه، در پژوهش حاضر نیروگاه سیکل ترکیبی نکا با آرایش 1+2 مورد بررسی قرار گرفته است. در ابتدا شبیه سازی حرارتی در نرم افزار تجاری ترموفلکس صورت گرفته و پس از آن میدان خورشیدی به همراه ذخیره سازی انرژی به آن افزوده شده است.
در کنار ترموفلکس، از محیط متلب برای توسعه تحلیل 3E (انرژی، اگزرژی و اگزرژواقتصادی) از ترموفلکس و ترنسیس به منظور طراحی بخش ذخیره ساز استفاده شده است. تحلیل ماهانه برای پوشش مناسب دینامیک مسئله صورت گرفته است. مولدهای بخار فشار بالا و پایین به ترتیب 75/80% و 25/19% از بخار مورد نیاز توربین بخار را تامین می کنند. طراحی میدان خورشیدی نشان می دهد به 43/228 کلکتور ET100 نیاز است. بیشینه و کمینه کسر خورشیدی به ترتیب در ماه های ژوئن و دسامبر با مقادیر 00/40% و 17/20% دیده می شود. به علاوه، میانگین ساعات ذخیره سازی انرژی خورشیدی در جولای بیشترین مقدار (6 ساعت) و در فبریه کمترین مقدار خود (5 ساعت) را دارد. متناسب با مشخصات میدان خورشیدی و آب تغذیه خروجی از مبدل حرارتی خورشیدی، بیشینه دمای آب تغذیه خروجی از این مبدل حرارتی در مد ذخیره سازی در ماه جولای با مقدار 245 درجه سلسیوس محاسبه شده است. بازدهی انرژی و اگزرژی دو کمیت بسیار تعیین کننده در ارزیابی رفتار سیستم هستند.
بهترین راندمان انرژی و اگزرژی در ماه ژانویه با مقادیر 84/50% و 20/49% به دست می آید. زیرا اگرچه عملکرد خورشیدی در این ماه ضعیف است، اما بخش قابل توجهی از توان نیروگاه به واسطه توربین های گاز تولید شده و با کاهش دما، راندمان و ظرفیت تولید توربین ها بالا می رود. به گونه ای که حدودا 71% از تخریب اگزرژی کل متعلق به توربین های گاز بوده، در حالی که تنها 62% از سهم تولید توان مربوط به آن هاست. این دستاورد نشان می دهد که به کارگیری سیکل بخار، بخش خورشیدی و ذخیره سازی نسبت به افزایش تولید توان، تاثیر قوی تری در کیفیت تبدیل انرژی داشته است. این موضوع جذابیت به کارگیری این بخش ها را دوچندان می کند. به طور نسبی، اختلاف هزینه نسبی توربین بخار نسبت به توربین های گاز 15% کمتر بوده که از دیدگاه اقتصادی نیز کاربرد توربین بخار یکپارچه با بخش خورشیدی را توجیه می کند. بیشترین هزینه اگزرژی محصول بر واحد اگزرژی متعلق به مبدل حرارتی خورشیدی است، چرا که اگزرژی سوخت خود را از میدان خورشیدی گرفته که علی رغم صفر بودن هزینه اگزرژی سوخت، هزینه سرمایه گذاری بالایی دارد.