تحليل فني - اقتصادي يك آب‌شيرين‌كن حرارتي چندمرحله‌اي تبخيري خورشيدي

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي مكانيك

كارشناسي ارشد

چكيده تحقيق حاضر با لحاظ‌كردن دو هدف كلي، آب‌شيرين‌كن حرارتي چندمرحله‌اي را از نقطه ‌نظر ترموديناميكي و اقتصادي تحليل كرده است. در هدف اول، تمام بخش‌هاي عملياتي يك آب‌شيرين‌كن چندمرحله‌اي كه با سوختن گاز طبيعي در ديگ بخار كار مي‌كند، مورد تحليل ترموديناميكي قرار گرفته است و به ‌موازات آن تحليل كامل پنل‌هاي سهموي خطي و تجهيزات جانبي آن، هندسه و عملكرد بعنوان منبع ديگري براي تأمين بخار از درجة حرارت پايين انجام شده است. با تشكيل يك سامانة تركيبي در نرم افزار EES، مقدمات ارزيابي مؤلفه‌هاي ترموديناميكي تركيب حاضر همچون تعداد مراحل تبخير، تعداد و هندسة پنل‌ها جهت برآورده‌كردن ظرفيت توليد 12 الي 60 مترمكعب آب در ساعت فراهم شده است و با تحليلي پيمانه‌اي و نوآورانه از بطن تحليل‌هاي ترموديناميكي و اقتصادي، امكان اختصاص بهترين ظرفيت براي خريد آب‌شيرين‌كن حرارتي چندمرحله‌اي با وارد كردن مساحت مزرعة خورشيدي، ظرفيت توليد آب و دلايل اقتصادي مدنظر كاربر فراهم شده است و درصد اثربخشي پنل‌هاي خورشيدي در توليد آب در ظرفيت‌هاي مختلف ديگ بخار براي مختصات جغرافيايي بندرعباس بر اساس داده‌هاي هواشناسي سال 2024 ميلادي تعيين شده است. هدف دوم اين تحقيق، انجام سه تحليل مجزا بر عملكرد فني و اقتصادي آب‌شيرين‌كن براي برآورده‌كردن ظرفيت توليد 1000 مترمكعب آب در روز با ديدگاه‌هاي: اتكاي صددرصدي به ديگ بخار در آب‌شيرين‌كن فسيلي، تركيب ديگ بخار و پنل‌هاي سهموي در آب‌شيرين‌كن فسيلي خورشيدي، تركيب پنل‌هاي سهموي و مخزن ذخيره ساز حرارتي در آب‌شيرين‌كن خورشيدي با مخزن ذخيرة حرارت، براي توليد بخار اوليه است. در همة ديدگاه‌ها با درنظرگرفتن 6، 8 و 11 مرحلة تبخير، تحليل‌هاي فني و اقتصادي جامع‌تر شده‌اند. نتايج اين تحقيق با درنظرگرفتن هزينه‌هاي واقعي سرمايه‌گذاري اوليه كه هزينة زمين و پنل را بر اساس عرف بازار در نظر گرفته، صراحتاً نشان داد كه هزينة نهايي توليد هر مترمكعب آب در آب‌شيرين‌كن فسيلي در ايران با منابع گسترده سوخت فسيلي در حالي 007/1 دلار است كه بومي‌سازي ساخت آب‌شيرين‌كن بر هر چه بيش‌از‌پيش كاهشي بودن اين هزينه اثر دارد. 175/1 دلاري بودن هزينه توليد هر مترمكعب آب نيز از نتايج بكارگيري آب‌شيرين‌كن فسيلي خورشيدي با پنل‌هاي بومي‌سازي شده در ايران براي برآورده كردن ظرفيت توليد 1000 مترمكعب آب در روز است. در آب‌شيرين‌كن خورشيدي با مخزن ذخيرة حرارت كه بكارگيري مساحت گسترده‌اي از پنل‌ها را مي‌طلبد، هزينه توليد هرمترمكعب آب در حالي 50/2 دلار است كه نتايج اين تحقيق نشان داد در صورت بومي‌سازي ساخت پنل و اختصاص زمين از بخش دولتي، هزينة نهايي توليد آب در اين آب‌شيرين‌كن، بيش از 50 درصد كاهش دارد و دستيابي به قيمت نهايي 22/1 دلار براي هر مترمكعب آب توليدي ميسر است. كاهش 28 درصدي هزينه توليد آب در آب‌شيرين‌كن فسيلي در حضور ترموكمپرسور در مقايسه با عدم حضور آن، از ديگر نتايج اين تحقيق است. ارايه يك افق ديد مناسب و جامع به كاربر براي برپايي سامانه نمك‌زدايي متناسب با مختصات جغرافيايي، مساحت زمين، ديدگاه‌هاي اقتصادي، سرمايه موجود و تركيب يا عدم تركيب با انرژي‌هاي نو از نوآوري‌هاي اين تحقيق است، اين افق ديد از بطن تحليل‌هاي پيمانه‌اي و با بهره‌گيري از بروزترين داده‌هاي هواشناسي، ترموديناميكي و اقتصادي به كاربر پيشنهاد شده است.

236252

تبديل انرژي

مهندسي مكانيك

دانشگاه صنعتي اصفهان