آنالیز اگزرژی سیکل فوق بحرانی کربن دی اکسید با منبع حرارتی انرژی تجدیدپذیر برای تولید همزمان آب قابل شرب و هیدروژن به همراه بازیابی حرارتی انرژی مادون سرد گاز طبیعی

در این پژوهش به ارائه‌ی مدلی در جهت تولید همزمان آب قابل شرب و هیدروژن با استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر پرداخته شده است. سیکل‌های فوق بحرانی کربن دی اکسید و گازی سازیLNG به عنوان تولید‌کنندگان توان از منبع حرارتی کلکتورهای خورشیدی، و آب شیرین کن اُسمز معکوس و الکترولایزر به عنوان تولید کننده‌ی آب قابل شرب و هیدروژن به کار گرفته شده‌اند. نظر به اینکه یکی از اهداف این پژوهش به حداقل رساندن آلاینده‌های محیط زیستی می‌باشد و هرگونه تولید آب آشامیدنی از آب دریا با دفع آب با غلظت بالای نمک همراه است، آب شور دفع شده از سیستم آب شیرین کن را با استفاده از فرآیند الکترولیز به محصولات مفیدی چون هیدروژن که خود یک سوخت پاک بشمار می‌رود و سدیم هیپوکلریت به عنوان گندزدا در سیستم¬های خنک¬کن تبدیل می‌کنیم. بدین ترتیب از ورود پساب شور به چرخه‌ی محیط زیست جلوگیری شده که ما را به اهداف دیدگاه ZLD نزدیک‌تر می‌سازد. آنالیزهای ترمودینامیکی و اگزرژی بر روی مدل اعمال شد تا اثرات چندین پارامتر مهم در عملکرد کلی سیکل و میزان تولیدات نهایی آب قابل شرب، هیدروژن و سدیم هیپوکلریت مورد بررسی قرار گیرد. آنالیز اگزرژی نشان داد که بیشترین تخریب اگزرژی در کلکتورها و کندانسور به میزان 42.122% و 16.790%به ترتیب رخ می‌دهد. همچنین مشخص شد که افزایش فشار ورودی توربین در سیکل CO2 ایجاد نقطه‌ی ماکزیمم در تولید توان می‌کند، درحالیکه برای سیکلLNG شاهد نقطه¬ی کمینه در تولید توان خواهیم بود. به علاوه، افزایش دمای ورودی در توربینCO2 باعث افزایش توان تولیدی در سیکل فوق بحرانی و کاهش آن در سیکلLNG می‌شود. کاهش دمای چگالش کربن دی اکسید در کندانسور و افزایش فشار ورودی توربین سیکل گازی‌سازی نیز افزایش تولیدات آب قابل شرب و هیدروژن را به همراه خواهد داشت. همچنین در این پژوهش سعی شده است تا از چهارچوب کلی سیکل‌های مرسوم خارج شده و با قرار دان موتور استرلینگ بجای کندانسور شاهد کاهش 8.75% در تخریب اگزرژی در مجموعه بوده‌ایم که معادل با kW 36.753 کاهش تلفات اگزرژی بوده است که صرف تولید توان بیشتر برای مجموعه می‌شود. همچنین بررسی این سیکل نوین همراه با الکترولایزر آلکالاین نشان داد که بکارگیری دیدگاهZLD و وارد ساختن جریان تخلیه به مولد سدیم هیپوکلریت از اتلاف اگزرژی معادل با kW2.58 توسط جریان تخلیه‌ی آب شیرین کن و ورود این پساب به طبیعت جلوگیری می‌کند.