view in publisher's site

Multi-objective optimization and exergo-economic assessment of a solar-biomass multi-generation system based on externally-fired gas turbine, steam and organic Rankine cycle, absorption chiller and multi-effect desalination

Highlights•A novel multi-generation system based on solar energy and biomass direct-firing technology is proposed.•The system benefits from natural gas utilization in the case of biomass unavailability.•Energy, exergy, and exergo-economic assessment are conducted.•Multi-objective optimization is performed by coupling ANN with GA.AbstractIn the present work, a novel multi-generation scheme based on solar energy and biomass direct-firing technology for simultaneous production of power, cooling, heating, and freshwater is proposed. The system comprises externally fired gas turbine, steam and organic Rankine cycle, single-effect absorption chiller, and multi-effect desalination. The proposed scheme also has the potential to burn natural gas as secondary fuel when biomass is not available. In further, a comprehensive study of the thermodynamic and economic behavior of the proposed system with consideration of both fuels (bagasse and natural gas) is performed. Based on energy and exergy analysis for the base case condition (Pratio=4.84, TIT=875°c), the system with bagasse can achieve an exergy efficiency of 21.48% while total product cost rate is 77.31 $/h. Moreover, a parametric study is performed to achieve a better understanding of the system performance with respect to different cycle parameters. Finally, two different multi-objective optimization problems that maximize second law efficiency and net power output while minimizing total product cost rate are solved, and the Pareto fronts are illustrated. T.O.P.S.I.S. implementation reveals that the optimum solution has 0.2% higher exergy efficiency while total cost rate is lowered by 10% compared to the base case results.

بهینه‌سازی چند هدفه و ارزیابی اقتصادی فعالیت یک سیستم چند نسلی زیست توده خورشیدی براساس توربین گازی خارجی، سیکل رانکین آلی و بخار، چیلر جذبی و نمک‌زدایی چند اثره

نکات برجسته * یک سیستم چند نسل جدید مبتنی بر انرژی خورشیدی و فن‌آوری شلیک مستقیم زیست‌توده پیشنهاد شده‌است. * سیستم از استفاده از گاز طبیعی در مورد در دسترس نبودن زیست توده بهره می‌برد. * ارزیابی انرژی، اگزرژی و انرژی - اقتصادی انجام شده‌است. بهینه‌سازی چند منظوره با جفت کردن ANN با واکنش گر GA.Abst انجام می‌شود. در کار حاضر، یک طرح چند نسل جدید مبتنی بر انرژی خورشیدی و فن‌آوری شلیک مستقیم زیست‌توده برای تولید همزمان توان، سرمایش، گرمایش و آب شیرین پیشنهاد شده‌است. این سیستم شامل توربین گاز خروجی خارجی، چرخه رانکین آلی و بخار، چیلر جذبی تک اثره و آب‌شیرین‌کن چند اثره است. طرح پیشنهادی همچنین پتانسیل سوزاندن گاز طبیعی به عنوان سوخت ثانویه در زمانی که زیست توده در دسترس نیست را دارد. در ادامه، مطالعه جامعی از رفتار ترمودینامیکی و اقتصادی سیستم پیشنهادی با در نظر گرفتن هر دو سوخت (باگاس و گاز طبیعی)انجام شده‌است. براساس تحلیل انرژی و اگزرژی برای حالت پایه (Pratio = ۴.۸۴، TIT = ۸۷۵ ° c)، سیستم با باگاس می‌تواند به بازده اگزرژی ۲۱.۴۸ % دست یابد در حالی که نرخ هزینه کل محصول ۷۷.۳۱ $ / h است. علاوه بر این، یک مطالعه پارامتری برای دستیابی به درک بهتر عملکرد سیستم با توجه به پارامترهای چرخه مختلف انجام شده‌است. در نهایت، دو مساله بهینه‌سازی چند منظوره مختلف که کارایی قانون دوم و خروجی توان خالص را به حداکثر می‌رسانند و در عین حال نرخ هزینه کل محصول را به حداقل می‌رسانند، حل می‌شوند و جبهه‌های پارتو نشان داده می‌شوند. پیاده‌سازی نشان می‌دهد که راه‌حل بهینه دارای ۰.۲ % بازده اکسرژی بالاتر است در حالی که نرخ هزینه کل در مقایسه با نتایج حالت پایه ۱۰ % کاهش می‌یابد.
ترجمه شده با


پر ارجاع‌ترین مقالات مرتبط:

  • مقاله Energy Engineering and Power Technology
  • ترجمه مقاله Energy Engineering and Power Technology
  • مقاله مهندسی انرژی و فن‌آوری قدرت
  • ترجمه مقاله مهندسی انرژی و فن‌آوری قدرت
  • مقاله Industrial and Manufacturing Engineering
  • ترجمه مقاله Industrial and Manufacturing Engineering
  • مقاله مهندسی صنایع و ساخت
  • ترجمه مقاله مهندسی صنایع و ساخت
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.