تولید همزمان آب و برق که یکی از روشهای تولید همزمان برق و حرارت است، در این پژوهش مورد بررسی قرار گرفته است. ابتدا اجزای اصلی سیکل شامل توربین گاز، بویلر بازیاب و آب شیرینکن معرفی شده و روابط حاکم بر آن ها آورده شده و ارتباط این اجزا شرح داده شده است. برای مدلسازی ترمودینامیکی چرخه، یک نرم افزار تهیه شده است که در آن محاسبات ترمودینامیکی اجزای اصلی و محاسبات کل چرخه انجام می شود. سنجش اعتبار نرم افزار به صورت مرحله به مرحله انجام شده است. یعنی در مرحله اول اعتبار مدل سازی توربین گاز و سپس اعتبار محاسبات بخش طراحی بویلر بازیاب حرارت در مقایسه با مقادیر ارائه شده در کتاب ها و کاتالوگ های شرکت های سازنده ارزیابی شده است و از صحت محاسبات نرم افزار در این بخش ها اطمینان حاصل شده-است. در مرحله ی بعد نتایج مدل سازی نرم افزار برای آب شیرین کن medtvc با نتایج چهار پلنت موجود مورد مقایسه واقع شده-است. اثر تغییر پارامترهای مهم بر عملکرد آب شیرینکن بررسی شدهاست. نتایج نشان میدهد که برای افزایش ضریب عملکرد آب شیرینکن و در تیجه راندمان کلی چرخه، می توان پارامترهایی نظیر فشار بخار، تعداد افکت ها و محل مکش بخار از داخل افکتها به سوی ترموکمپرسور را بهینه کرد. همچنین با استفاده از نرم افزار تولید شده، نتایج مدل سازی کل سیکل برای سیکل تولید همزمان آب و برق جزیره ی قشم با مقادیر واقعی این پلنت که توسط سازندگان تجهیزات مختلف گزارش شده، مقایسه شده است و پیشنهاداتی برای عملکرد بهتر چرخه ارائه شده است.

در این مطالعه، به طراحی و بررسی فنی و اقتصادی سیستم بازیافت حرارت اتلافی و سیستم موتورگازسوز به منظور تولید توان الکتریکی در واحد 8 کارخانه سیمان تهران پرداخته شده است. روش کار به این صورت است که ابتدا با انجام آنالیزهای انرژی و اگزرژی بر روی فرآیند تولید سیمان و محاسبه بازده قانون اول و دوم ترمودینامیک، میزان اتلافات انرژی در نقاط مختلف پروسه تولید سیمان برآورد شده است و پتانسیل های بازیافت انرژی از نقاط مختلف محاسبه گردیده است. در این پژوهش دو نوع سیستم بازیافت حرارت اتلافی، طراحی شده است. در طرح اول تنها از یک بویلر بازیاب حرارت استفاده شده است و مجموع گازهای خروجی از پیش گرمکن وگریت کولر بعد از مخلوط شدن در محفظه اختلاط وارد آن می شود. در طرح دوم گازهای خروجی از پیش گرمکن وارد بویلر بازیاب شماره 1 و هوای خروجی کولر وارد بویلر بازیاب شماره 2 شده و نهایتا بخار تولیدی توسط هر بویلر بازیاب در محفظه اختلاط با یکدیگر مخلوط شده و وارد توربین بخار می شود. محاسبات سیستم بازیافت حرارت در هر دو طرح به زبان برنامه نویسی فرترن کدنویسی شده است و در قالب یک محیط گرافیکی در اختیار کاربران قرار گرفته است و در انتها با مقایسه-های فنی، طرح برتر سیستم بازیافت حرارت انتخاب شده است. در این پژوهش به بررسی و طراحی سیستم موتورگازسوز نیز پرداخته شده است. محاسبات طراحی سیستم موتورگازسوز به زبان برنامه نویسی فرترن کدنویسی شده است و در قالب نرم افزار در اختیار کاربران قرار گرفته است. شایان ذکر است که محاسبات موتور گازسوز شامل محاسبات تامین گرمایش محیطی مجموعه نیز بوده که همگی در کد برنامه نویسی شده، لحاظ گردیده است. بخش سوم مورد تحلیل، سیستم موتورگازسوز+ سیستم بازیافت حرارت آن می باشد ،که بطور کامل در کد برنامه نویسی به آن پرداخته شده است. در این مطالعه، میزان کاهش تولید کربن دی اکسید بر اساس پیاده سازی سناریوهای سیستم بازیافت حرارت، موتورگازسوز و موتورگازسوز+ سیستم بازیافت حرارت محاسبه شده است و در نهایت عایدی پروژه با توجه به مقررات مکانیسم توسعه پاک محاسبه شده است. در قسمت آخر پژوهش، برای تحلیل اقتصادی هر 3 سناریو مطرح شده، دو حالت با در نظر گرفتن در آمد حاصل از مکانیزم توسعه پاک و بدون در نظر گرفتن آن انجام شده است. با مقایسه پارامترهای حاصل شده از تحلیل اقتصادی، سناریو برتر جهت انجام پروژه در واحد 8 کارخانه سیمان انتخاب شده است.

در این پژوهش به امکان سنجی و طراحی سیستم بازیافت انرژی از دود خروجی زباله سوزهای بیمارستانی پرداخته شده است.به عنوان اولین گام برای تولید انرژی از زباله های بیمارستانی، با دانستن ترکیب اجزای پسماندها، برخی از خصوصیات مهم مانند درصد رطوبت، ارزش حرارتی، فرمول بسته شیمیایی و دانسیته تخمین زده شده است. در ادامه، اجزای یک نیروگاه زباله سوز معرفی شده و با تعیین معادلات احتراق برای زباله به عنوان سوخت، نسبت هوا به سوخت، دبی هوای ورودی برای احتراق و راندمان بویلر به عنوان یکی از اصلی ترین اجزای نیروگاه زباله سوز مورد بررسی قرار گرفته است. در مرحله ی بعد، با محاسبه ی راندمان کل نیروگاه زباله سوز، مقدار انرژی خروجی از سوختن زباله های بیمارستانی برای یک بیمارستان نمونه، محاسبه شده است. در این پژوهش در ابتدا تمام مراحل ذکر شده برای بیمارستان 60 تختخوابی پارسا انجام شده و میزان قدرت تولیدی از زباله های بیمارستان پارسا با فرض اجرای نیروگاه زباله سوز برای این بیمارستان محاسبه شده و با مقدار واقعی برق مصرفی بیمارستان مقایسه شده است. به عنوان مقایسه ای دیگر در زمینه ی تاثیر میزان دبی ورودی زباله بر قدرت خروجی از نیروگاه، تمام مراحل ذکر شده برای بیمارستان 600 تختخوابی بعثت و در نهایت برای کل زباله های بیمارستانی شهر تهران نیز انجام شده است. در انتها، میزان کاهش تولید کربن دیوکسید با بکارگیری سیستم بازیافت حرارت با در نظر گرفتن مکانیزم توسعه پاک محاسبه شده است .

امروزه با توجه به رو به اتمام بودن سوخت های فسیلی و آلودگی های ناشی از آن ها، کاربرد انرژی های خورشیدی در صنایع مختلف و مخصوصاً در نیروگاه ها بیش از پیش مورد توجه قرار گرفته است. یکی از این کاربردها، نیروگاه خورشیدی است. از میان نیروگاه های خورشیدی، سیکل ترکیبی خورشیدی یکپارچه یکی از پربازده ترین نیروگاه ها می باشد. در این سیکل تلفیقی، ممکن است بخش خورشیدی در طول روز چندین بار خاموش و روشن شود؛ چراکه شدت تابش خورشیدی در طول شبانه روز و در فصل های مختلف سال تغییر می کند. لذا مولد بخار خورشیدی که ارتباط بین بخش خورشیدی و بویلر بازیاب سیکل ترکیبی را برقرار می کند، مدام تحت شرایط گذرا قرار می گیرد. از این رو زمان شروع به کار واحد، یک عامل حیاتی در طراحی مولد بخار خورشیدی بوده و مستقیماً روی بازدهی و عملکرد کل نیروگاه خورشیدی تأثیرگذار می باشد. همچنین، اطلاعات حالت گذرا علاوه بر حصول اطمینان و بازدهی بیش تر عملیات، برای کنترل فرآیند و یا تأثیر تنش های حرارتی در اجزای مختلف مولد بخار نیز مورد نیاز می باشد. در این مطالعه برای شبیه سازی حالت گذرای مولد بخار خورشیدی، یک واحد از آن که شامل یک پیش گرم کن و یک اواپراتور می باشد در نظر گرفته شده است. پیش گرم کن و اواپراتور از نوع مبدل های حرارتی پوسته و لوله بوده که پس از تحلیل ترمودینامیکی سیکل مربوطه، طراحی هر یک از آن ها به صورت بهینه انجام می شود. در نهایت شبیه سازی حالت گذرا در شرایط مختلف شروع به کار (سرد، گرم و داغ) به روش عددی و با استفاده از مدل پارامترهای فشرده انجام می شود.

در این پژوهش دستگاه بیوماس سوز self powered طراحی گردیده است. روند انجام کار بدین صورت بوده است که نخست ارزش حرارتی سوخت مصرفی تعیین و در گام دوم دمای احتراق و آنالیزهای مربوط به محصولات احتراق صورت گرفته و درنتیجه ترکیب محصولات احتراق (آنالیز دود خروجی) مشخص گردیده است. در گام سوم با فرض اینکه تلفات حرارتی از کوره به بیرون تقریبا صفر باشد دمای شعله تعیین شده است. در گام چهارم محاسبات مربوط به بویلر انجام گرفته است. گام پنجم برای محاسبه توان سیکل بخار برداشته شده و پس از طراحی سیستم بیوماس سوز، به طراحی سیستم تولید توان ترموفوتوولتاییک پردخته شده است. در طراحی سیستم تولید توان ترموفوتوولتاییک با توجه به دمای تولیدی در کوره بیوماس، نوع امیتر مورد نیاز که توانایی عملکرد مطلوب و مورد نظر در محدوده دمایی تولیدی برای ایجاد باندگپ مورد نیاز را دارد مشخص گردیده و درنتیجه خصوصیات تابشی، عملکردی و فیزیکی امیتر تعیین شده است. هر امیتر با توجه به خصوصیات فیزیکی خود در محدوده‏ای خاص تابش خواهد داشت. سپس میزان انرژی تابیده شده از امیتر بدست آورده شده است. با توجه به این مطلب که این میزان انرژی تولیدی تماما قابل تبدیل به انرژی الکتریکی نخواهد بود و تمام طیف‏های ارسالی از امیتر برای تولید انرژی توسط سلول مناسب نیستند، نیاز به پالایش و فیلتر کردن طیف‏های ارسالی از امیتر بوده و باید از عبور و رسیدن طیف‏های نوری زائد به سلول‏ها ممانعت گردد. سپس طیف انرژی تشعشعی مفیدی که که به سلول‏ها رسیده و قابلیت تبدیل به انرژی الکتریکی را دارد، اندازه گیری و محاسبه گردیده است. در ادامه میزان انرژی تولیدی با توجه به نوع سلول فوتوولتاییک بکار گرفته شده تعیین و در نهایت حداکثر میزان انرژی الکتریکی قابل تولید معین شده و درنتیجه با توجه به میزان انرژی مصرفی سیستم و انرژی تولیدی سیستم ترموفوتوولتاییک، میزان سطح لازم برای اختصاص به بخش‏های سیستم تولید توان فوتوولتاییک مشخص گردیده و درنتیجه سیستم بیوماس سوز، به یک سیستم self powered تبدیل شده است.