مدل سازی سیستم تولید همزمان گرمایش و برق با محرک اولیه موتور استرلینگ از دیدگاه مصرف سوخت و انتشار آلایندگی

در این مقاله به مدل سازی سیستم تولید همزمان گرمایش و برق با محرک اولیه موتور استرلینگ پرداخته شده است. سیستم مورد بررسی متشکل از یک موتور استرلینگ نوع بتا به عنوان محرک اولیه، سیستم یازیافت حرارت، ژنراتور برق و بویلر کمکی می باشد. تحلیل بکار برده شده در مورد موتور استرلینگ، تحلیل آدیاباتیک غیرایده آل می-باشد. برای افزایش دقت مدل سازی، تلفات اصطکاکی و حرارتی موتور استرلینگ نسبت به تحقیقات گذشته مورد بررسی قرار گرفته و تحلیل آدیاباتیک غیرایده آل با استفاده از کد عددی توسعه داده شده در نرم افزار متلب، انجام شده است. برای اعتبار سنجی مدل، از مشخصات هندسی و عملکردی موتور استرلینگ جی پی یو 3 استفاده شده و نتایج با نتایج آزمایشگاهی و سایر مدل های گذشته مورد مقایسه قرار گرفته است. سپس یک موتور استرلینگ نوع بتا به عنوان محرک اولیه سیستم تولید همزمان جهت کاربرد های ساختمانی پیشنهاد شده است. استفاده از سیستم های تولید همزمان در کاربردهای ساختمانی وقتی متداول تر می شود که سیستم از لحاظ میزان مصرف سوخت و انتشار آلایندگی در مقایسه با سیستم های تولید انرژی سنتی، مزیت قابل توجهی داشته یاشد. بدین منظور تاثیر فرکانس موتور، طول بازیاب و دمای منبع گرم روی درصد کاهش مصرف سوخت و انتشار آلایندگی سیستم مورد بررسی قرار گرفته و مقادیر مناسب برای پارامترهای طراحی موتور، انتخاب شده است. در نهایت توان الکتریکی و حرارتی به ترتیب برابر با 11263 W و 21653 W و درصد کاهش مصرف سوخت و انتشار آلایندگی به ترتیب برابر با 37% و 42% نسبت به سیستم های متداول تولید انرژی حاصل شدند.