مدلسازی یک سیستم ترکیبی فتوولتائیک متمرکز حرارتی و آب شیرین کن برای رفع نیازهای الکتریکی، گرمایشی و سرمایشی یک گلخانه

با توجه به نیاز روزافزون به انرژی های پایدار و اهمیت بهره برداری بهینه از منابع تجدیدپذیر، این پژوهش به مدلسازی و تحلیل ترمودینامیکی یک سیستم ترکیبی فتوولتائیک متمرکز حرارتی، آب شیرین کن اسمز معکوس، سیستم های سرمایشی و گرمایشی برای تامین نیازهای الکتریکی، گرمایشی و سرمایشی گلخانه پرداخته است. در این سیستم، فتوولتائیک متمرکز حرارتی به عنوان منبع اصلی انرژی عمل می کند. گرمای اضافی تولید شده از سلول های فتوولتائیک با استفاده از یک مبدل حرارتی، دمای آب سرد ورودی را افزایش داده و این آب یا به سیستم سرمایشی منتقل شده یا مستقیما به سیستم آب شیرین کن وارد می شود. آب شیرین کن با بهره گیری از انرژی الکتریکی تولیدی سیستم خورشیدی، فرآیند اسمز معکوس را انجام داده و آب شیرین مورد نیاز گلخانه را تامین می کند. همچنین، سیستم سرمایشی با استفاده از انرژی حرارتی و الکتریکی تولید شده و یک چیلر جذبی تک اثره، شرایط دمایی مطلوب را فراهم می نماید. در صورت نیاز به گرمایش، هیترهای هوایی با توان تولیدی سیستم، دمای مساعد را ایجاد می کنند. مدلسازی ترمودینامیکی با نرم افزارهای ترنسیس و حل گر معادلات مهندسی انجام و اعتبارسنجی شده است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد حداکثر توان نیروگاه خورشیدی ۱۲۹.۱ کیلووات، توان الکتریکی ۱۸.۸۵ کیلووات با راندمان ۱۴.۶% و توان حرارتی ۶۷.۵۲ کیلووات با راندمان ۵۲.۳% است. همچنین، مصرف انرژی سیستم آب شیرین کن با استفاده از حرارت جذب شده ۳.۷% کاهش یافته است. این سیستم با توجه به منابع محلی انرژی و شرایط آب وهوایی مختلف، قابل تنظیم و بهینه سازی است.

کلیدواژه ها:

فتوولتائیک متمرکز حرارتی ، آب شیرین کن اسمز معکوس ، چیلرجذبی ، هیتر الکتریکی هوایی ، گلخانه