تامین هیدروژن و الکتریسیته موردنیاز یک واحد تولید الفین با استفاده از انرژی های تجدیدپذیر

در این پژوهش استفاده از انرژی های خورشیدی و بادی برای تولید هیدروژن سبز مورد بررسی قرار گرفت. هیدروژن تولیدی برای هیدروژناسیون دی اکسیدکربن و تولید الفین های سبک مصرف خواهد شد. دی اکسیدکربن موردنیاز از یک کارخانه سیمان واقع در جنوب شرقی کشور تامین می شود. واحد تولید الفین مدنظر به kg/h ۱۴۲۰ هیدروژن برای هیدروژناسیون دی اکسیدکربن و MW ۳۲ الکتریسیته برای گرمایش، سرمایش و پشتیبانی دستگاه های برقی نیاز دارد. برای تامین این نیازها یک ابرساختار جامع شامل صفحات خورشیدی، توربین های بادی، الکترولایزرها، باتری های لیتیومی و وانادیومی، مبدل های الکتریکی، مخازن ذخیره سازی هیدروژن، مولدهای برق و ... طراحی و توسط نرم افزار هومر شبیه سازی شد. نتایج بهینه سازی واحد نشان داد که بهترین ترکیب استفاده از انرژی های خورشیدی، بادی و مولدهای برق در تولید برق به ترتیب برابر ۴/۷۳، ۲۶ و ۶/۰ درصد خواهد بود. همچنین برای ذخیره سازی این انرژی الکتریکی در سامانه ی بهینه، باتری های اکسایش-کاهش وانادیومی باصرفه تر از باتری های لیتیومی هستند. تحلیل اقتصادی مشخص نمود که هزینه ی خالص فعلی تولید هیدروژن و الکتریسیته ی مذکور ۳۸/۱ میلیارد دلار و قیمت ترازشده ی آن ها ۵۶/۳ دلار بر کیلوگرم و ۱۲/۰دلار بر کیلووات ساعت است. در پایان اثر تغییر قیمت دستگاه های مختلف سامانه بر اقتصاد و افق آینده ی آن مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بیانگر آن است که قیمت پایه ی صفحات خورشیدی و الکترولایزرها بیشترین تاثیر را بر متغیرهای اقتصادی دارند.

کلیدواژه ها:

انرژی خورشیدی ، انرژی بادی ، تولید هیدروژن سبز ، تولید الکتریسیته ، شبیه سازی ، نرم افزار هومر