Green Hydrogen Production and Combustion in a Solar-Enhanced Brayton-Rankine Cycle: A Case Study in Bandar Abbas, Iran
سال انتشار: 1403
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: انگلیسی
مشاهده: 171
فایل این مقاله در 12 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد
- صدور گواهی نمایه سازی
- من نویسنده این مقاله هستم
استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:
شناسه ملی سند علمی:
JR_JREE-11-3_010
تاریخ نمایه سازی: 14 مهر 1403
چکیده مقاله:
A study on a real steam power plant in Iran is conducted to explore a novel approach to sustainable hydrogen production by integrating a combined Brayton-Rankine cycle with concentrated photovoltaics. Through the efficient utilization of concentrated sunlight, the system provides the electricity demand of the proton exchange membrane (PEM) electrolyzer, while the input thermal energy required for hydrogen production is supplied by the Rankine cycle. Furthermore, the hydrogen produced is burned in the combustion chamber of the Brayton cycle. The analysis of the first and second laws of thermodynamics is performed. The effects of changes in various parameters, such as the combustion temperature, compressor pressure ratio, boiler outlet temperature, and condenser pressure, on performance are evaluated. The results indicate that energy and exergy efficiency increase with higher outlet steam boiler or combustion chamber temperatures. However, an increase in condenser pressure decreases both efficiencies, despite increasing the net power of the total cycle. Enhancing the current electrical density of the PEM improves hydrogen production by a factor of four, while it elevates the PEM efficiency by only about ۹%. The efficiency of the total and Brayton cycles increases by approximately ۴۳% and ۵۰%, respectively, with an increase in the inlet gas turbine temperature from ۱۲۰۰ to ۱۶۰۰K. The exergy efficiency reaches ۶۶% and ۵۷%, respectively, for the Rankine and total cycles, with an increase in boiler temperature from around ۶۰۰ to ۱۲۰۰K.
کلیدواژه ها:
نویسندگان
AmirMahdi Ijadi
Department of Mechanical Engineering, University of Kashan, Kashan, Iran.
Abolfazl Fattahi
Department of Mechanical Engineering, University of Kashan, Kashan, Iran.
مراجع و منابع این مقاله:
لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :