طراحی یک سیستم تولید همزمان حرارت، سرما و برق مسکونی (cchp) بر پایه پیل سوختی و ترکیب شده با سیستم گرمایش خورشیدی

سیستم های cchp علاوه بر تولید توان، با استفاده از حرارت اتلافی خروجی، نیازهای گرمایشی و سرمایشی واحد مصرفی را تامین می نمایند. اجزای اصلی سیستم های cchp شامل محرک اصلی، مبدل های حرارتی، واحد تولید سرمایش و سیستم کنترل می باشد. محرک اصلی واحد cchp می تواند از نوع موتور، توربین و یا پیل سوختی باشد. در این پژوهش، پیل سوختی اکسید جامد به عنوان محرک اصلی انتخاب شده است. از چیلر جذبی، سرمایش مورد نیاز و هم-چنین، از یک بویلر اضطراری در کنار حرارت خروجی از محرک اصلی و سیستم گرمایش خورشیدی نصب شده، نیازهای حرارتی ساختمان را تامین می کنند. بعد از انتخاب نوع محرک اصلی، تعیین ظرفیت محرک در بالاترین درجه اهمیت قرار دارد. ظرفیت پیل سوختی بر مقدار مصرف سوخت، بازدهی کلی سیستم، مقدار تولید آلاینده های زیست محیطی، پارامترهای اقتصادی و حتی بر استراتژی بهینه تامین نیازهای ساختمان تاثیر دارد. در تحقیق حاضر، از یک روش جدید، برای مشخص نمودن اندازه و استراتژی تعیین محرک اصلی واحد cchp استفاده شده است. با ترکیب خطی معیارها و با ارزش گذاری آن ها تابعی با نام mcsf حاصل شده است. این تابع سایز بهینه محرک اصلی را به صورت تک معیار و یا چند معیار معین می کند. معیارهای ترمودینامیکی، اقتصادی و زیست محیطی برای تعیین سایز محرک استفاده شده است. اگزرژی و انرژی در تحلیل ترمودینامیکی ارزیابی شده است. مقادیر npv، irr و pb در تحلیل اقتصادی اندازه گیری شده و مقادیر آلاینده های co2، nox و co نیز در تحلیل زیست محیطی مورد ارزیابی قرار گرفته است. پس از محاسبات انجام شده این نتایج حاصل شد که سیستم از نظر ترمودینامیکی و زیست محیطی مزایای بسیاری دارد. اما با شرایط اقتصادی حال حاضر کشور استفاده از سیستم cchp توصیه نمی شود.