طراحی،شبیه‌سازی و مقایسه دو سیستم تجدیدپذیر به کمک انرژی‌های خورشیدی، سوخت زیستی و زباله سوز جهت تولید توان و آب شیرین در جزیره ابوموسی

الموضوعات :

محسن رستمی ¹ , مسعود بهزادی نیا ² , امیرحمزه فرج الهی ³

1 - استادیار، مهندسی هوافضا، دانشکده مهندسی، دانشگاه امام علی (ع).
2 - دانشجوی کارشناسی ارشد، مهندسی سیستم‌های انرژی، دانشکده محیط زیست و منابع طبیعی، دانشگاه آزاد واحد علم تحقیقات.
3 - استادیار، مهندسی هوافضا، دانشکده مهندسی، دانشگاه امام علی (ع).*( مسوول مکاتبات)

تاريخ الإرسال : 27 الجمعة , شوال, 1441 تاريخ التأكيد : 12 الأربعاء , ذو القعدة, 1431 تاريخ الإصدار : 18 الأربعاء , جمادى الأولى, 1443

الکلمات المفتاحية: سوخت زیستی, شبیه سازی, انرژی تجدیدپذیر, نیروگاه زباله سوز,

ملخص المقالة :

زمینه و هدف: با رشد جمعیتو تغییر الگوی جوامع به سمت مصرف انرژی و منابع بیشتر، کمبود ذخایر سوخت های فسیلی، کاهش دسترسی به منابع آب تازه، و افزایش آلاینده های زیست محیطی، بشر نیاز استفاده از روش های نوین تولید انرژی و پاک جهت رفع نیاز خود را بیشتر احساس کند که سیستم های انرژی تجدیدپذیر یکی از مهمترین راه حل های موجود برای این مشکلات می باشد. روش بررسی: پژوهش پیش رو به روش توصیفی-تحلیلی و با رویکرد کاربردی بوده که برای بهره گیری از انرژی های تجدیدپذیر در دو طراحی شامل انرژی های خورشیدی، سوخت زیستی و زباله سوز جهت رفع بخشی از نیاز برق و آب شیرین جزیره ابوموسی در استان هرمزگان می باشد. شبیه سازی طراحی ها بوسیله نرم افزارهای مهندسی MATLAB, TRNSYS, AspenTech انجام و بررسی فنی-اقتصادی توان و آب شیرین تولیدی به همراه اثرات زیست محیطی ناشی از هر دو طراحی نیز گزارش و تحلیل شد. یافته ها: با توجه به نتایج شبیه سازی دو طراحی که در سال 1399 انجام شد، مشخص شد که طراحی دو شامل نیروگاه زباله سوز-سوخت زیستی، توان، آب شیرین بیشتری نسبت به طراحی اول تولید می کند و می تواند مدیریت زباله در منطقه را نیز تسهیل بخشد، در حالی که طراحی اول شامل کلکتور خورشیدی-سوخت زیستی با وجود توان تولیدی کمتر، انرژی پاک تر و با نتایج اقتصادی بهنری را تولید می کند. بحث و نتیجه گیری: بر اساس نتایج به دست آمده هر دو طراحی پتانسیل رفع بخش عمده ای از نیازهای منطقه را دارا می باشند و بر اساس سیاست های راهبردی و توسعه پایدار می توان هر یک از طراحی های پیشنهادی را طبق اولویت های حال حاضر منطقه انتخاب نمود.

المصادر:

1. Sansaniwal SK, Sharma V, Mathur J. Energy and exergy analyses of various typical solar energy applications: A comprehensive review. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2018;82:1576-601.


2. Alirahmi SM, Rostami M and Farajollahi AH, Multi-criteria design optimization and thermodynamic analysis of a novel multi-gener-ation energy system for hydrogen, cooling, heating, power, and freshwater, International Journal of Hydrogen Energy, https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2020.03.235


3. Hadadian A. Design and construction of steam producing byparabolic trough collector Materials and Energy Research Center; 1391.


4. Minea AA, El-Maghlany WM. Influence of hybrid nanofluids on the performance of parabolic trough collectors in solar thermal systems: recent findings and numerical comparison. Renewable Energy. 2018;120:350-64.


5. Kalogirou SA. Solar thermal collectors and applications. Progress in energy and combustion science. 2004;30(3):231-95.


6. Chong K, Wong C. General formula for on-axis sun-tracking system and its application in improving tracking accuracy of solar collector. Solar Energy. 2009;83(3):298-305.


7. Szabados G, Bereczky Á. Experimental investigation of physicochemical properties of diesel, biodiesel and TBK-biodiesel fuels and combustion and emission analysis in CI internal combustion engine. Renewable energy. 2018;121:568-78.


8. Srinivasnaik M, Sudhakar T, Naik BB. Bio Diesel as an Alternative Green Fuel to Internal Combustion Diesel Engine. Bonfring International Journal of Industrial Engineering and Management Science. 2015;5(2):63.


9. Li Y, Homburg V, De Jong M, Koppenjan J. Government responses to environmental conflicts in urban China: the case of the Panyu waste incineration power plant in Guangzhou. Journal of Cleaner Production. 2016;134:354-61.


10. Hulgaard TaJuV. Incineration: Process and Technology. . Solid Waste Technology & Management. 2011.


11. Xin-gang Z, Gui-wu J, Ang L, Yun L. Technology, cost, a performance of waste-to-energy incineration industry in China. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2016;55:115


12. Zahedi A, Timasi H, Kasaeian A, Mirnezami SA. Design and construction of a new dual CHP-type renewable energy power plant based on an improved parabolic trough solar collector and a biofuel generator. Renewable energy. 2019;135:485-95.


13. Nejad AS, Zahedi AR. Optimization of biodiesel production as a clean fuel for thermal power plants using renewable energy source. Renewable energy. 2018;119:365-74.


14. Lou Z, Bilitewski B, Zhu N, Chai X, Li B, Zhao Y. Environmental impacts of a large-scale incinerator with mixed MSW of high water content from a LCA perspective. Journal of Environmental Sciences. 2015;30:173-9.


15. Palash S, Kalam M, Masjuki H, Masum B, Fattah IR, Mofijur M. Impacts of biodiesel combustion on NOx emissions and their reduction approaches. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2013;23:473-90.