طراحی یک سیستم تولید همزمان حرارت، سرما و برق (cchp) مسکونی با موتور رفت و برگشتی گاز سوز و سیستم گرمایش خورشیدی

رشد بی رویه مصرف انرژی در کشور، الگوی نادرست مصرف و راندمان پایین نیروگاه ها و واحدهای حرارتی، موجب تبدیل ایران از یک صادرکننده انرژی به کشوری واردکننده خواهد شد. برای مقابله با این تهدید، اجرای طرح های بهینه سازی بخش عرضه انرژی ضروری می باشد. راهکارهای بهینه سازی متعددی در این بخش مطرح است که از جمله آنها می توان به اجرای طرح های تولید همزمان برق، گرما و سرما اشاره نمود. به طور کلی، بهره وری بسیار خوب از انرژی سوخت اولیه، جنبه های مثبت زیست محیطی، بازگشت سریع سرمایه، کاهش هزینه های تامین انرژی اولیه، هزینه های پایین تر تعمیرات و نگهداری و تامین انرژی الکتریسیته با کیفیت بالاتر و توسعه پدافند غیرعامل از امتیازات درخشان اینگونه سیستم ها می باشد. تعیین اندازه محرک اصلی مهمترین شاخص طراحی سیستم های تولید همزمان می باشد. اندازه محرک اصلی، میزان صرفه جویی در مصرف سوخت، بازده کلی، میزان کاهش انتشار آلاینده های زیست محیطی، متغیرهای اقتصادی و استراتژی بهینه به کار رفته به منظور تأمین بارهای الکتریکی یا حرارتی را تغییر می دهد. در مطالعه حاضر تابع چند ضابطه ای تعیین اندازه، به منظور طراحی بهینه سیستم تولید همزمان مسکونی با محرک اصلی موتور رفت و برگشتی گاز سوز و سیستم گرمایش خورشیدی (جمع کننده سهمی شکل مرکب) مورد استفاده قرار گرفته است. در تابع چند ضابطه ای تعیین اندازه (mcsf)، نسبت ذخیره انرژی سوخت و بازده انرژی به عنوان پارامترهای ترمودینامیکی، ارزش خالص کنونی، نرخ داخلی بازگشت و دوره بازگشت سرمایه برای زیرمعیارهای اقتصادی و نسبت کاهش co2 ، coو nox به منظور ارزیابی های زیست محیطی مد نظر قرار گرفته است. در نهایت با استفاده از این تابع، اندازه محرک اصلی چرخه cchp مسکونی پیشنهادی تعیین و تاثیر استفاده از جمع کننده سهمی شکل مرکب تحلیل گردیده است. نتایج بدست آمده نشان می دهد که علاوه بر کاهش انتشار آلاینـده های co2،co و nox، استفاده از سیستم گرمایش خورشیدی موجب کاهش مصرف سوخت و افزایش بازده اگزرژی نیز میگردد. اما در حوزه اقتصادی ، به علت هزینه اولیه بسیار بالای سیستم گرمایش خورشیدی، سوددهی، مخاطره پذیری و دوره بازگشت سرمایه اولیه پروژه با محدودیت های بیشتری مواجه می شود.