توسعه یک ژنراتور هیدروژن هیبریدی (قسمت پنجم)

5 . نتیجه گیری

این تحقیق یک سیستم هیبریدی جدید تولید کرده است که از انرژی خورشیدی برای به حداکثر رساندن تولید انرژی و بهره وری استفاده می کند. این سیستم یکپارچه تحت یک مطالعه ترمودینامیکی و محاسبات جامع قرار گرفت. محققان از نرم افزار SAM برای ساخت مدل و انجام محاسبات حیاتی استفاده کردند. علاوه بر این، آنها از نرم افزار EES برای اعمال معادلات تعادلی بازده و ترمودینامیکی استفاده کردند. این به آنها اجازه داد تا پارامترهای مورد نیاز برای هر جریان را تعیین کرده و عملیات کارخانه را تجزیه و تحلیل کنند. مطالعات پارامتری امکان ارزیابی بازده کلی انرژی و اکسرژی را فراهم کرد.

سیستم هیبریدی تنها بر روی منابع انرژی تجدیدپذیر کار می کند و برق، آب شیرین و هیدروژن و همچنین قابلیت گرمایش و سرمایش تولید می کند. برخی از یافته های قابل توجه این مطالعه عبارتند از:

•
سیستم تولید هیدروژن دارای ظرفیت تولید 1242.28 کیلوگرم در ساعت، ظرفیت تولید آب شیرین 46 تن در سال و ظرفیت تولید برق 53.52 مگاوات ساعت است.
•
این سیستم می تواند گرما را از یک منبع خارجی با ظرفیت گرمایش 174 کیلووات خود استخراج و توزیع کند. این چرخه با استفاده از ظرفیت خنک کننده 167 کیلوواتی خود، گرما را از فضای مطبوع به طور موثر استخراج می کند.
•
بخش بزرگی از برگشت ناپذیری‌ها و ناکارآمدی‌های سیستم به برج انرژی خورشیدی منجر می‌شود، زیرا بالاترین نرخ تخریب اکسرژی (4361.3 کیلووات) را دارد که قابل توجه است. مبدل‌های حرارتی HEX1، HEX2 و HEX3 به ترتیب 165.2 کیلووات، 480.4 کیلووات و 121.3 کیلووات نرخ تخریب اکسرژی کاهش یافته را نشان می‌دهند.
•
بازده انرژی MED 48.1٪ و بازده اگزرژی آن 41.4٪ است در حالی که مقادیر ACS به ترتیب 24٪ و 18.4٪ است. نتایج نشان می دهد که به ترتیب 33.4 و 31.2 درصد سیکل ترکیبی هستند. در نهایت، راکتور هیدروژنی جدید بازده اگزرژی 46.7 درصد و بازده انرژی 53.4 درصد تعیین شده است. سیستم پیشنهادی بازده انرژی کلی 49 درصد و راندمان اگزرژی 46.2 درصد را به دست می آورد.

علاوه بر این، تحلیل‌ها و شبیه‌سازی‌های پارامتریک بر تأثیر انرژی خورشیدی و سیستم ذخیره‌سازی محیط گرمایی بر نتایج سودمند و اثربخشی کلی سیستم تأکید می‌کنند. این شبیه سازی ها امکان بهبود عملکرد و اثربخشی سیستم هیبریدی را برجسته می کند.

بیانیه مشارکت نویسنده CRediT

مهمت گورسوی: نوشتن – پیش‌نویس اصلی، اعتبارسنجی، نرم‌افزار، روش‌شناسی، تحقیق، تحلیل رسمی، مدیریت داده، مفهوم‌سازی. ابراهیم دینسر: نگارش – بررسی و ویرایش، نظارت، منابع، مدیریت پروژه، جذب سرمایه، مفهوم سازی.

ضمیمه

جدول A1 . برخی از مشخصات سیستم و پارامترها و شرایط عملیاتی.

پارامترها	نرخ ها
عرض جغرافیایی	38.89 [DD]
طول جغرافیایی	−77.02 [DD]
GHI	4.30 [کیلووات ساعت بر متر مربع ^در روز]
DHI	1.67 [کیلووات ساعت بر متر مربع ^در روز]
DNI	4.62 [کیلووات ساعت بر متر مربع ^در روز]
یک میانگین دما	12.7 [درجه سانتی گراد]
میانگین سرعت باد	7.6 [m/s]

مراجع

[1]

آر. توماس ، ام. بالاچاندران

ساختارهای گرافن متخلخل با نیتروژن و فسفر مشتق از کک سوخت برای ابرخازن‌های با کارایی بالا: مسیری به سوی گذار قهوه‌ای به سبز

J. Energy Storage , 72 ( Nov. 2023 ) , Article 108799 , 10.1016/j.est.2023.108799

PDF را مشاهده کنید مشاهده مقاله در Scopus Google Scholar
[2]

İ. دینچر

ترمودینامیک: یک رویکرد هوشمند

وایلی ، هوبوکن، نیوجرسی، ایالات متحده آمریکا ( 2021 )

Google Scholar
[3]

KK Jaiswal ، و همکاران.

توسعه انرژی پاک تجدیدپذیر و پایدار و تأثیر آن بر سلامت اجتماعی، اقتصادی و زیست محیطی

Energy Nexus , 7 ( سپتامبر 2022 ) , Article 100118 , 10.1016/j.nexus.2022.100118

PDF را مشاهده کنید مشاهده مقاله در Scopus Google Scholar
[4]
دفتر کارایی انرژی و انرژی های تجدیدپذیر، “نقشه راه به سوی اقتصاد هیدروژنی ایالات متحده: سال مالی 2021 تا سال مالی 2025″، وزارت انرژی ایالات متحده، 2021. [آنلاین]. موجود: https://www.energy.gov/sites/prod/files/2021/04/f82/Hydrogen%20Program%20Plan%20%282%29.pdf.

Google Scholar
[5]

A. Pareek ، R. Dom ، J. Gupta ، J. Chandran ، V. Adepu ، PH Borse

بینش در مورد انرژی هیدروژن تجدید پذیر: پیشرفت ها و چشم اندازهای اخیر

ماتر علمی فناوری انرژی , 3 ( 2020 ) , pp. 319 – 327 , 10.1016/j.mset.2019.12.002

PDF را مشاهده کنید مشاهده مقاله در Scopus Google Scholar
[6]
P. Arunachalam و AM Al Mayouf، “شکاف آب فوتوالکتروشیمیایی”، در نانوذرات هیبریدی اکسید فلز-فلز نجیب ، الزویر، 2019، صفحات 585-606. doi: 10.1016/B978-0-12-814134-2.00028-0.

Google Scholar
[7]

ی. بیسر ، آی. دینسر

ارزیابی عملکرد یک راکتور تولید هیدروژن فوتوالکتروشیمیایی تحت شرایط نور خورشید متمرکز و غیر متمرکز

بین المللی جی. هیدروگ. انرژی , 43 ( 22 ) ( مه 2018 ) , صفحات 10258 – 10267 , 10.1016/j.ijhydene.2017.08.122

PDF را مشاهده کنید مشاهده مقاله در Scopus Google Scholar
[8]
K. Voss، I. Kalpkirmaz Rizaoglu، A. Balcerzak، و H. Hansen، “مهندسی انرژی خورشیدی و یکپارچه سازی سیستم خورشیدی – تجربیات مسابقات دانشجویی Decathlon اروپا 21/22 خورشیدی”، Energy Build. ، جلد 285، ص. 112891، آوریل 2023، doi: 10.1016/j.enbuild.2023.112891.

Google Scholar
[9]

X. Zhang ، Y. Zhou

زباله به انرژی (W2E) برای سیستم‌های چند انرژی با باتری‌های تجدیدپذیر-FCEV با ترکیب حرارتی/قدرت، چیلر جذبی و انعطاف‌پذیری سمت تقاضا در آب و هوای نیمه گرمسیری

انرژی ساختمانها , 307 ( مارس 2024 ) , ماده 113949 , 10.1016/j.enbuild.2024.113949

PDF را مشاهده کنید مشاهده مقاله در Scopus Google Scholar
[10]

R. Lacko ، B. Drobnič ، M. Sekavčnik ، M. Mori

سیستم انرژی هیدروژن با انرژی های تجدید پذیر برای خانوارهای ایزوله: طراحی سیستم بهینه، تحلیل عددی و ارزیابی تجربی

انرژی ساختمانها , 80 ( سپتامبر 2014 ) , صفحات 106 – 113 , 10.1016/j.enbuild.2014.04.009

PDF را مشاهده کنید مشاهده مقاله در Scopus Google Scholar

پایدار، سبز یا هوشمند؟ مسیرهایی...

ژوئن 9, 2026