تحلیل اگزرژی اقتصادی یک سیستم تولید توان و گرمایش خورشیدی برای استفاده در دانشکده فنی و مهندسی دانشگاه ارومیه

در این مقاله، مطالعه اگزرژی و هزینه در چهارچوب تحلیل اگزرژی اقتصادی استفاده از یک سیستم تولید توان و گرمایش با محرکه اولیه کلکتورهای خورشیدی سهموی برای استفاده در دانشکده فنی و مهندسی دانشگاه ارومیه به عنوان یک مطالعه موردی بررسی شده است. این سیستم ترکیبی از زیرسیستم خورشیدی و سیکل ارگانیک رانکین است. این مطالعه براساس سه حالت تابش خورشیدی کم تابش، پرتابش و بدون تابش در طول یک شبانه روز شکل گرفته است. در حالت اول شار دریافتی خورشیدی در سطح پایین بوده و ذخیره سازی انرژی وجود ندارد. در حالت دوم علاوه بر راه اندازی سیکل ارگانیک رانکین توسط کلکتورها، ذخیره سازی انرژی نیز صورت می گیرد. در حالت سوم فقط از قسمت ذخیره ساز انرژی استفاده می شود. نکته مهم این مطالعه توجه به نیاز واقعی انرژی یک مکان و تحلیل مطابق با شار تابش متغیر خورشیدی است. با توجه به شرایط اقلیمی حاکم بر ساختمان مورد نظر، مقدار بار گرمایی آن 1253. 2kW محاسبه شده است. همچنین مقدار توان الکتریکی مورد نیاز آن 1500kW است. تحلیل اگزرژی اقتصادی براساس سه پارامتر مهم طراحی که عبارتند از طول روزهای یک سال میلادی، دمای ورودی پمپ ارگانیک رانکین و فشار ورودی توربین ارگانیک رانکین انجام شده است. مطابق با نتایج، در یک روز سرد مقدار هزینه بر واحد اگزرژی در سه حالت تابش خورشیدی ذکرشده به ترتیب در حدود GJ/$19، GJ/$16 و GJ/$20 به دست آمده است. همچنین بیشترین نرخ نابودی اگزرژی در کلکتورهای خورشیدی سهموی و اواپراتورهای سیکل ارگانیک رانکین اتفاق می افتد.