بهینه سازی چندهدفه چرخه ترموشیمیایی وانادیوم کلرید یکپارچه با نیروگاه خورشیدی برای تولید هیدروژن

گرمایش جهانی و تغییرات اقلیمی که عمدتا ناشی از انتشار گازهای گلخانه ای هستند، چالش های جهانی قابل توجهی را به وجود آورده اند. مقابله با این مسائل نیازمند کاهش چشمگیر در میزان انتشار این گازها است. این مطالعه به ارزیابی فنی و اقتصادی تولید هیدروژن از انرژی خورشیدی می پردازد که در آن از الکترولایزر غشای تبادل پروتون (PEM) و چرخه ترموشیمیایی وانادیوم کلرید (V-Cl) استفاده شده است. واحد برج خورشیدی انرژی لازم را برای راه اندازی چرخه رانکین آلی آبشاری (CORC) به منظور تولید برق و نیز یک واحد ترموشیمیایی برای تولید هیدروژن فراهم می کند، که امکان هم زمانی تولید برق و هیدروژن را فراهم می سازد. تمام برق تولیدشده توسط CORC به الکترولایزر PEM برای تولید هیدروژن اختصاص می یابد و در نتیجه، سیستم دارای قابلیت دوگانه تولید هیدروژن است. ارزیابی های امکان سنجی بر اساس اصول ترمودینامیکی و تحلیل های اگزرژی محور انجام می شوند، در حالی که ارزیابی های اقتصادی عملکرد سیستم را اندازه گیری می کنند. همچنین، از بهینه سازی چندهدفه برای تعیین شرایط عملیاتی بهینه سیستم استفاده شده است. در نقطه بهینه، سیستم به نرخ تولید هیدروژن ۱۲۵.۰۲۹ کیلوگرم در ساعت، بازده انرژی ۳۹.۶۶ درصد، و نرخ هزینه کلی چرخه برابر با ۱۲۰.۹۳۷ دلار در ساعت دست می یابد.

کلیدواژه ها:

تولید هیدروژن ، سیکل وانادیوم کلراید ، سیکل آلی رانکین آبشاری ، اقتصادی ، الکترولیز غشای تبادل پروتون