Power Generation Thermoeconomically Study at the Beach of Urmia Lake Using Non-Convectional Solar Pond

Shokrnia, Mehdi and Mirzaei Ziapour, Behrooz and Ahmadzadeh, Gholamreza (2015) Power Generation Thermoeconomically Study at the Beach of Urmia Lake Using Non-Convectional Solar Pond. Masters thesis, University of Mohaghegh Ardabili.

[img] Text (مطالعه ترمواکونومیکی تولید توان در ساحل دریاچه‌ی ارومیه با استفاده از استخر خورشیدی غیرهمرفتی)
Mehdi Shokrni.pdf

Download (1MB)
Official URL: http://www.uma.ac.ir

Abstract

This research introduces a thermoeconomically study of power generation process at the beach of Urmia lake using non-convective salinity-gradient solar pond. In this study, an optimized model of solar pond has been proposed via the EES software by applying the input parameters including relative humidity, wind speed, ambient temperature and solar radiation for a known place around the urmia lake. Then, an exergoeconomic analysis has been reported for solar pond power plant located at the beach of Urmia lake. Also, in this research, a new design of heat extraction system as using the two-phase closed thermosyphon rather than the pump at solar pond power generation process has been introduced. This design has two advantages: resolving the instability issue of the solar pond (taken place when to use the pump) and increasing the net power generated and power generation efficiency. In addition, for large-scale solar ponds needed more than one thermosyphon, overall efficiency is increased again by using several ORC cycles and joining them together via heat exchangers. Results of optimization of the solar pond model show that thermal efficiency of the solar pond is maximum when the solar pond area is more than 100,000 m2. Also, the optimum value of the layers thickness have been found to be 1.2 m for the middle layer and 1.4 m for the lower layer. Study of performance of the optimized solar pond in different seasons shows that is feasible to generate power in all seasons of the year. According to exergoeconomic analysis done in this research, considering that 25-50 % of solar pond cost is devoted to salt and that the salt of Urmia lake is free, constructing solar ponds at the beach of Urmia lake will be very economic

Item Type: Thesis (Masters)
Persian Title: مطالعه ترمواکونومیکی تولید توان در ساحل دریاچه‌ی ارومیه با استفاده از استخر خورشیدی غیرهمرفتی
Persian Abstract: این پژوهش، به مطالعه‌ی ترمواکونومیکی فرآیند تولید توان از استخر خورشیدی غیرهمرفتی با گرادیان نمک، در حاشیه‌ی دریاچه‌ی ارومیه، اختصاص دارد. در این مطالعه، با استفاده از تولید برنامه‌ی محاسباتی توسط نرم‌افزار EES و واردکردن پارامترهای ورودی‌ موردنیاز، شامل میزان رطوبت نسبی، سرعت وزش باد، دمای هوای محیط و شدت تابش خورشیدی، که مربوط به یک مکان مشخص از ساحل دریاچهی ارومیه است، مدل بهینه‌ای از یک استخر خورشیدی ارائه شده است. سپس تحلیل اگزرژی-اقتصادی احداث نیروگاه استخر خورشیدی در سواحل دریاچهی ارومیه انجام شده است. همچنین، در این پژوهش طرح جدیدی برای استخراج حرارت از لایه‌ی پایین استخر خورشیدی، باعنوان طرح استفاده از ترموسیفون دوفازی بسته به‌جای پمپ در فرآیند تولید توان از استخر خورشیدی، ارائه‌شده است که دو مزیت عمده دارد: حل مشکل ناپایداری استخر خورشیدی (که در صورت استفاده از پمپ، اتفاق می‌افتد) و افزایش توان خالص خروجی و بازده تولید توان. به علاوه، برای استخرهای با مساحت بزرگ‌تر که بیش از یک ترموسیفون نیاز خواهد بود، با استفاده از سیکل‌های متعدد رانکین و متصل کردن آنها به هم‌دیگر از طریق مبدل‌های حرارتی، بازده کلی افزایش دوباره‌ای خواهد یافت. نتایج به دست آمده از بهینه‌سازی مدل استخر خورشیدی، نشان می‌دهند که برای استخرهای با مساحت بالاتر از m2 100.000 مقدار بازده حرارتی استخر بیشینه است. مقدار بهینه‌ی ضخامت لایه‌های استخر نیز، برای لایه‌ی میانی برابر m 2/1 و برای لایه‌ی پایین برابر m 4/1 حاصل شدند. بررسی رفتار استخر خورشیدی بهینه‌شده، در فصول مختلف سال، نشان می‌دهد که می‌توان در تمام فصول سال، از استخر خورشیدی، تولید توان نمود. بر اساس تحلیل اگزرژی-اقتصادی انجام‌شده در این پژوهش، هزینه‌ی تامین نمک مورد نیاز برای احداث استخر خورشیدی، حدود 25 تا 50 درصد از هزینه‌ی کل احداث استخر را در بر می‌گیرد و با توجه به نمک رایگان فراوان دریاچه‌ی ارومیه، احداث استخر خورشیدی در منطقه، بسیار به صرفه خواهد بود.
Supervisor:
SupervisorE-mail
Mirzaei Ziapour, BehroozUNSPECIFIED
Advisor:
AdvisorE-mail
Ahmadzadeh, GholamrezaUNSPECIFIED
Subjects: Faculty of Engineering > Department of Mechanical Engineering
Divisions > Faculty of Engineering > Department of Mechanical Engineering
Divisions: Subjects > Faculty of Engineering > Department of Mechanical Engineering
Faculty of Engineering > Department of Mechanical Engineering
Date Deposited: 16 Nov 2018 10:35
Last Modified: 16 Nov 2018 10:35
URI: http://repository.uma.ac.ir/id/eprint/1899

Actions (login required)

View Item View Item