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国际期刊的Photoenergy/2019年/文章

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体积 2019年 |文章的ID 5814265 | https://doi.org/10.1155/2019/5814265

苏雷什Baral, 试验和技术经济分析Solar-Geothermal有机郎肯循环发电技术在尼泊尔”,国际期刊的Photoenergy, 卷。2019年, 文章的ID5814265, 15 页面, 2019年 https://doi.org/10.1155/2019/5814265

试验和技术经济分析Solar-Geothermal有机郎肯循环发电技术在尼泊尔

学术编辑器:Jegadesan印度
收到了 2019年5月06
接受 2019年8月13日
发表 08年9月2019年

文摘

当前研究集中在独立的混合solar-geothermal有机郎肯循环的可行性(兽人)发电技术从温泉Bhurung马克,Myagdi,尼泊尔。在这项研究中,温泉的温度测量的特定网站温泉的热源。测量温度可用于操作兽人系统。温泉还可以进一步提高温度采用太阳能集热器温度上升。这种混合的系统可以有高温热源,可以从兽人技术力量更多的能量。有各种类型的有机液体市场上工作,但R134a R245fa环保和低全球变暖的潜在候选人。热力学模型已经开发了预测系统的性能分析。模型的输入参数的温度测量实验。温泉被发现的最高温度是69.7°C。膨胀机输出功率、热效率、热蒸发,太阳能集热器面积,混合太阳能兽人系统输出功率和效率的输出从开发模型。 From the simulation, it was found that 1 kg/s of working fluid could produce 17.5 kW and 22.5 kW power output for R134a and R245fa, respectively, when the geothermal source temperature was around 70°C. Later when the hot spring was heated with a solar collector, the power output produced were 25 kW and 30 kW for R134a and R245fa, respectively, when the heat source was 99°C. The study also further determines the cost of electricity generation for the system with working fluids R134a and R245fa to be $0.17/kWh and $0.14/kWh, respectively. The levelised cost of the electricity (LCOE) was $0.38/kWh in order to be highly feasible investment. The payback period for such hybrid system was found to have 7.5 years and 10.5 years for R245fa and R134a, respectively.

1。介绍

可再生能源如太阳能、生物能、地热、水力发电的替代能源。由于过度使用化石燃料发电,日复一日环境污染从而影响和威胁人类生活。因此,可再生能源应该被部署和实现电力生产的每一个方面。根据国际能源机构(IEA),可再生能源将在电力行业增长最快的提供全球2023年近30%的电力需求。在这段时间内,太阳能是可再生能源技术的预测,以满足超过70%的全球发电之后,风能、水能、和生物能源(1]。在尼泊尔,全球比其他的场景截然不同。水电站生成所需的所有力量大规模的国家。没有充分利用太阳能的发电除了离网和一些minigrid系统。同样,风能和生物能发电非常少的操作。另一方面,地热资源不利用到现在在尼泊尔发电。甚至没有多少文献关于电力生产从这些来源的潜力。太阳能能源如太阳能光伏已广泛应用在世界各地由于低成本和技术进步。在一个发达国家,电网连接安装太阳能光伏发电,但在尼泊尔等发展中国家,太阳能光伏安装在屋顶的农村和城市家庭。太阳能利用技术的另一个类别是聚光太阳能动力(CSP)。 This technology is primarily used in a large power plant for electricity generation.

尼泊尔位于好太阳能带使太阳能的应用有吸引力。在尼泊尔,据估计,每天有超过6.5小时的阳光与大约300天之间的平均隔离躺4和5千瓦时/平方米/天(2- - - - - -4]。由于有机郎肯循环的指数增长(兽人)技术安装和废热回收利用、太阳能兽人技术安装在尼泊尔是一个强大的动机投资可再生能源尤其是太阳能。

使用太阳能发电电能利用的有机化合物,如太阳能的工作流体兰金循环系统是一个新概念,预计将是受欢迎的在尼泊尔。太阳能有机郎肯循环(兽人)技术与传统的蒸汽兰金循环,但它的工作流体是纯或有机化合物的混合物,而不是水。太阳能兽人技术有三个主要单位(5,6):(1)太阳能热转换单元,(2)兽人单位,和(3)。这种技术的工作原理如下。太阳能收集的太阳能收集器的数组,每个传入的阳光聚焦在管道位于槽焦点,在传热流体通过换热器和热量转移到兽人的工作流体。这工作流体,在扩展时,驱动器的兽人扩张器耦合发电机来发电。工作液体通过膨胀机去冷凝器将剩余的热量转移到周围的空气/水,导致液体再浓缩成液体。由此产生的液体通过泵又回到蒸发器。通过这种方式,周期就完成了。图1显示了混合兽人系统的工作原理。

独立的混合动力车solar-geothermal兽人植物可能是一个适当的技术为尼泊尔农村电力生产。尼泊尔位置缺乏的农村地区电网与电力的主线。所以本研究将具有十分重要的意义在尼泊尔上下文。除此之外,有很多温泉,这些是用于娱乐和皮肤治疗的目的。通常,在尼泊尔天然温泉的温度范围从42°C到73°C,各种文献所示(7,8]。这个提议研究有助于评估低温温泉温度利用率的可行性通过有机郎肯循环技术的概念。此外,尼泊尔平均太阳辐射为4.7千瓦时/ m2每一天。这也可以利用太阳能实现为一个混合动力系统。

solar-geothermal(温泉)兽人系统创新发展的科学和技术方面。拟议的研究将是有益的,不仅在尼泊尔也对整个世界通过兽人的低级热利用系统。

几篇科学论文关于混合solar-geothermal兽人技术包括理论和实验研究。此外,兽人技术的应用包括生物量、地热和太阳能利用率。在这项研究中,兽人技术应用的主要焦点是混合solar-geothermal系统。Heberle et al。9]研究概念在太阳能热改造单位地热兽人发电厂在土耳其。获得的结果是增加了4.5%的年度发电与独立的地热发电厂。Astolfi et al。10]分析了geothermal-based兽人系统结合集中式太阳能系统。作者报道,引入太阳能抛物槽导致增加电力生产领域。除此之外,一个经济分析以获得除去这样的混合系统的电力成本。估计LCOE是€145 - 280 /兆瓦时。同样,余舒等人,et al。11,12)提出了一个热力学评价和技术经济评价的新型级联兽人系统不同的工作液体。据估计,最好的经济价值的电力生产C-ORC系统被发现0.27美元/千瓦时。

另一项研究调查Ghasemi et al。13现有的兽人)开发了一个模型,利用地热源和模型验证与7200操作一年收集的数据。结果表明,混合太阳能和地热工厂产量高3.4%为第二定律效率比单独的地热和太阳能系统。同样,Bassetti et al。14)混合建模geothermal-concentrating太阳能发电厂结合太阳能热能存储(te)和显示等单元启用每年递增19%能源生产;因此,研究表明,混合植物的颅单元可以是非常有利于系统的效率。还有其他几个模型如由阿尤布et al。15]表明会有改善的净输出功率从5.5%降至6.3%。此外,分析显示,除去成本的电力的混合动力系统可以减少了2%而独立的地热系统。歌等。16模拟一个solar-geothermal耦合的能量的兽人系统技术寻找网络系统的热效率。通过仿真结果,耦合系统的热效率高出11.21%相比单一气冷式地热兽人系统。

各种文章描述只有solar-geothermal兽人系统热效率的性能。没有任何文学描述潜在的温泉兽人的发电技术。当温泉再加上太阳热能收集器,温泉的温度将增加。这种温度的增加足以兽人系统运作。因此,当前的研究可以解决发电潜力的温泉在源温度足以在尼泊尔上下文操作兽人工厂。

这项研究的主要目的是研究电力生产的可行性的概念独立混合solar-geothermal有机郎肯循环(兽人)技术在Bhurung马克Myagdi区,尼泊尔。研究的具体目标如下:(一)来确定的温度自然温泉地热资源可用于蒸发的有机液体工作,(b)来测量温度的太阳能集热器热水将增强兽人系统为运行更高次日落之后,和(c)来估算这项技术经济方面的上下文来尼泊尔的经济情况。

2。材料和方法

为了研究独立混合solar-geothermal兽人系统技术的可行性,一个实验和热力学模型已经开发,提出了描述系统的性能。各种方法,本研究采用如下:

2.1。地热温泉网站的初步调查

初步的地热温泉现场调查,以下评估已经在Bhurung马克。(我)估计质量的热水来确定是否有污染(2)估计自然热水的流量以及河道(3)评估其他温泉地热活动在排水区

2.2。实验

在实验分析,温泉的温度测量以及流量。温泉的水储存在贮槽。存储的热水温度测量知道兽人能够运行的温度系统。此外,时间常数热水温度测量在两个不同的季节(冬季和夏季)。

同样,在相同的实验装置,太阳能集热器的热温度的水被注入的储罐。储存热水的温度测量。后,储存热水被混合了温泉。混合后的测量温度有助于估计工作流体的蒸发能力。测量的温度应用开发模型。建立模型预测混合独立solar-geothermal兽人系统的输出功率。图2显示了温度测量的实验装置。

2.3。模型对系统的发展

发展的模型,所需的兽人工作流体的热力学性质不同的状态点应该是知道的。兽人工作流体的热力学性质可以描述最好的能量方程和计算软件称为能量方程解算器(ee)。因此,所有兽人的工作流体的热力学性质研究将获得使用学术ee版本的软件。同样,对太阳能资源评估信息,数据来自美国宇航局和NREL。这些信息可以很容易地在他们的网站。在获得全球水平照度(GHI)和情报总监,热源温度运行兽人系统可以被估计。此外,稳定状态的热力学分析,还应进行每个热转换单元和兽人单位。各种假设建模如下:(1)计算是基于稳态条件(2)压力下降热交换器中被忽略了(3)热损失的各种组件被认为是微不足道的

2.3.1。兽人组件模型

的一般表达式的能量平衡稳定状态,在每个系统的应用组件可以表示为 在下标代表进口和出口,分别 分别代表了质量流率和比焓,工作流体的流系统, 代表了传热和工作转移跨越组件边界,分别。兽人组件在系统包括泵、一个扩张器,蒸发器和冷凝器。的主要控制方程的发展模型如下所述: 在哪里 表示压力泵的出口和入口,分别。

, , 工作流体的质量流量,泵的效率、分别和特定的体积的液体。

是努塞尔特数, 雷诺数, 对流传热系数, 材料的密度, 是速度, 是材料的粘度, 热交换器的水力直径。 在哪里 焓是在特定的压力和温度在进口和出口处标扩张器,分别。 在哪里 焓是在特定的压力和温度在进口和出口处标冷凝器。

上述控制方程是基于作者提出的基本热力学定律(17]。

2.3.2。太阳能集热器模型

太阳辐射数据占梁,扩散和反射组件的太阳能辐射。计算的模型由晴空全球辐射水平表面上和晴空指数的计算,在倾斜表面扩散和梁组件。

太阳能收集器可以建模为两个不同类型的收集器。他们是non-concentrating和集中收藏家。这些模型的发展,电子管和抛物槽技术收藏家将non-tracking和跟踪下套管全球和直接光束辐照度数据。太阳能集热器的控制方程如下(18]:

在这里, , , 收集器常数和 分别意味着收集器的温度和环境温度。

太阳能集热器的面积计算使用收集器能量平衡方程如下: 在哪里 , , 是集电极效率,收集器,分别和全球表面辐射。网太阳能兽人的效率系统是由以下方程:

2.4。混合兽人系统的技术经济分析

在另一个研究的一部分,进行了混合动力系统的经济分析,包括计算净现值(NPV)、投资回收期、内部收益率(IRR),收益成本比率(公元前比率),除去其他的电力生产成本(LCOE)。技术经济分析的混合solar-geothermal兽人的控制方程如表所示1


经济参数 控制方程 表示

年度等价的成本(AEC) 集成电路代表了资本成本, 是系统生命周期, 利率, 表示效益和成本的最后时期,分别。
净现值(NPV)
收益成本比(BC)
投资回收期(PB)
内部收益率(IRR)

3所示。结果与讨论

调查地点的位置(经度:83.61和纬度:28.49)海拔3004米的Myagdi区。有各种各样的温泉在尼泊尔,但马克温泉的地点进行实验工作。这个网站没有被污染,实验是完美的位置。附近没有任何碎片(温泉)的来源。在个月的2月和3月,Kaligandaki河没有影响热量源站点,但是效果可以看到当在7月是雨季。观察到温泉是用作休闲目的位置。温泉是泵从源在池塘里存储和娱乐活动如沐浴清凉。附近的温泉非常远离了位置。这是初步调查之前进行实验为了研究地热发电的可行性的源(温泉)兽人系统。

3.1。实验活动的结果

初步调查后的源位置的温泉,温泉的温度测量。数据记录器与热电偶用于测量温度。源几乎是常数的温度测量。马克温泉的最高温度大约是70°C所示的测量。图3显示了31日温泉的温度曲线2018年10月。测量温度足以观察地热兽人的功率输出系统单独与两种不同的有机液体工作(R134a和R245fa)通过应用开发模型获得的数据。此外,一系列的实验进行了为了找到温泉时的最高温度传递到太阳能收集器。温度可能会提高到99°C时暴露于大气压力的1条。这个最终温度再次应用模型中,以观察系统的性能,仿真结果与有机液体工作。

3.2。仿真结果从开发模型

模型的混合solar-geothermal兽人系统包括各种主要部件如泵、蒸发器、扩张器、冷凝器、和太阳能领域(收集器)。的各种热力学参数用于模拟混合系统的总体性能如表所示2。基于这些边界条件表中显示,系统分析结果。


参数 单位

热量的来源 千瓦 260 - 428
热源温度 °C 70 - 150
蒸发压力 酒吧 9
质量流率(R134a / R245fa) 千克/秒 1
夹点温度、蒸发器 K 10
夹点温度、冷凝器 K 10
冷凝温度 °C 20.
冷却水温度 °C 15
冷却水压力 酒吧 1
涡轮等熵效率 % 70年
泵等熵效率 % 70年
太阳能集热器效率 % 70年

有多种因素影响系统的性能,和在这一节中给出的结果。

3.2.1之上。系统的效率

系统效率是一个最重要的指标评估的特点和性能混合solar-geothermal兽人系统技术。两个工作液体R134a和R245fa已经被调查的系统性能。R134a适合对低温热源而R245fa可用于介质温度热源。卡诺效率系统的范围从16%到23%的工作流体,当热源(地热)温度介于70和99°C。卡诺效率可以增加热源温度增加时,散热器的温度降低。图4显示了卡诺效率提出了混合solar-geothermal兽人系统的特定的热源温度。

同样,系统的热效率是另一个指标来衡量系统的性能。系统的热效率是一个函数的蒸发潜热,比热容、焓变。系统的热效率的影响与热源温度变化。热源温度越高,热效率越高。地热源温度上升的收益率更高的功率输出。这一趋势呈现在图5。最大热效率模拟为8.3%时热源与工作流体R134a 70°C。同样,净输出功率是17.5千瓦,当工作流体质量流率是1公斤/ s。

此外,混合solar-geothermal兽人源温度变化从70°C到99°C,和热效率的行为变化与工作流体R245fa 8.1%到11.9%。在这里,净输出功率(工作)被发现32千瓦当R245fa的质量流率是1公斤/ s。这些表演热效率和净输出功率图中可以看到6

99°C的温度时达到温泉(地热)送入评估太阳能收集器。温泉的温度可以增加高于大气压力。如果系统被认为有较高的水压力,系统的性能表现不同。图7表明,混合动力系统的热效率可以达到15%,R245fa当源温度为150°C。这是系统的最优值后仿真。

3.2.2。压力比的效果

系统压力比决定了尺寸,数量和类型的扩展设备(扩展)混合兽人技术。压力比越高,系统的热效率越高。此外,更高的压力比系统需要增加数量的扩展器。在的情况下,系统需要更多的扩展设备,它应该安装并行或系列优化系统的性能。此外,压力比越高,输出功率越高。图8表明,轴功率(机械功率)是18.5千瓦当工作流体的压力比是3 R134a。由于压力比小,扩张器是小而紧凑的大小。

在同一个图(图8),泵浦功率为兽人运行系统要求是1.5千瓦。同样,R245fa工作流体,压力比的范围从3.2到7分。在这里,轴功率获得30 kW压力比时7。泵浦功率输入估计约为1.1千瓦。这个场景在仿真结果呈现在图9

3.2.3。太阳能集热器分级

可以最好的太阳能集热器面积计算基于特定位置的太阳能隔离。太阳能集热器面积可获得根据涡轮入口温度。如果涡轮入口温度较高,太阳兽人效率较高。图10显示太阳能集热器面积的影响要求当涡轮入口温度的变化。此外,净太阳能兽人效率也可以估计集电极区域和涡轮入口温度。面积大约785米2需要近30千瓦的功率输出。同样,太阳兽人效率可能达到近9.7%,当太阳能集热器效率高于75%。集电极效率越高,太阳能兽人系统效率越高。这种行为表明当涡轮入口温度为145°C的流体R245fa工作。

同样,图11显示,267千瓦热轴产生网络工作需要40千瓦(机械工作)。

3.2.4。太阳能兽人功率输出

太阳能兽人系统的输出主要取决于太阳能集热器太阳能辐照度下降。的最大太阳能日晒收益率高价值从兽人系统功率输出。最大的太阳日晒落在实验站点是由一个作者(19]。图12显示了月平均每月太阳能兽人输出功率太阳能辐照度下降到太阳能收集器。最大输出功率可以估计在5月。在5月,每月的输出功率被发现有105兆瓦能量当太阳辐照度约430 W / m2。至少从系统输出功率得到在12月由于低太阳日晒的特定位置。

3.3。模型验证

发达的混合solar-geothermal有机郎肯循环系统模型进行验证的以前的工作显示在表的引用3。模型的结果非常封闭,显示良好的协议与引用的工作。这表明,发达的系统模型是可行的。当前模型的参数“热效率”与引用,各种相应的估计偏差的变化。获得的值有细微变化,因为多个作者用不同的流体属性数据库。


系统的描述 热效率(引用工作) 热效率(目前的工作) 在偏差百分比(%)

杂化兽人与分析了槽式太阳能与地热;工作压力2.7 MPa和温度145°C;情报总监1000 W / m2;工作流体异丁烯;涡轮等熵效率86%;功率输出28 MW 17.9% (13] 19.2% 7.26%
建立了一个实验平台,solar-geothermal能量耦合发电系统;最佳蒸发温度88°C;情报总监947 W / m2;工作流体R245fa;涡轮等熵效率75%;输出功率184.13千瓦 11.21% (16] 13.6% 21.32%
分析与地热和太阳能两种micro-CHP系统操作;工作温度在80 - 100°C和3.1 MPa的压力;情报总监730 W / m2;工作流体R134a;输出功率40千瓦 13% (22] 13.9% 6.92%

3.4。混合Solar-Geothermal兽人系统的技术经济分析

进行技术经济分析,以评估除去发电成本这项技术。此外,经济指标如净现值(NPV),投资回收期(PB),内部收益率(IRR),估计和敏感性分析发现经济重要性制造商的细节,投资者、利益相关者,和能源规划者。

的具体每千瓦成本混合solar-geothermal兽人系统据估计以文献[20.]。单独的太阳能兽人和地热兽人系统特定的成本考虑在内。工作液体R245fa和R134a的成本的基础上被引用(20.]。表4显示了混合solar-geothermal兽人的资本总成本系统。在这里,系统的总成本估计为30600美元的30千瓦电力厂。


参数 项目成本($) 总成本的比例(%) 植物经济生活(年)

对于一个大国的建设成本 3600年 1.18 20.
混合动力系统的安装成本 2400年 0.78 - - - - - -
太阳能兽人系统成本 201000年 65.69 20.
地热兽人系统成本 75000年 24.51 20.
发电机和电动机 12000年 3.92 20.
自动控制系统 6000年 1.96 20.
杂项费用 6000年 1.96 - - - - - -
资本总成本 306000年 100.00 - - - - - -

系统中的最大比例的份额是太阳能兽人单位。由于高成本的太阳能收集器,这一部分是安静的昂贵的比太阳能光伏。第二高成本份额占地热兽人单位几乎25%。在估计的经济指数,组件成本和运营与维护成本考虑。人们认为混合动力系统的安装是在一年内完成。通货膨胀率(利率)分析了5%与系统20年的生命。20年后的残值系统被认为是零。在这些假设的基础上,提出了经济指标。

当热源温度在70至100°C,输出功率是17.5 -25千瓦(混合动力系统)工作流体R134a。同样,当源温度是70 - 120°C的工作流体R245fa,输出功率为22.5 -30千瓦(混合动力系统)。混合动力系统的年度电气产品139500千瓦时,175500千瓦时的工作液体R134a R245fa,分别。电力生产的混合动力系统的成本是0.17美元/千瓦时(R134a)和0.14美元/千瓦时(R245fa)。11000美元是有区别的两个不同的系统混合兽人植物由于工作流体。贵R245fa安静与其他工作相比液体。表5显示了资本成本,年度发电成本,电力生产和成本两个不同的工作液体。


描述 工作流体
R134a R245fa

热源温度(与太阳能、地热/°C) 70/100 70/120
输出功率(与太阳能、地热/千瓦) 17.5/25 22.5/30
年度电力生产(地热资源,千瓦时) 94500年 121500年
年度电力生产(太阳能来源,千瓦时) 45000年 54000年
年度电力生产(混合兽人,千瓦时) 139500年 175500年
混合兽人系统的总成本($) 295000年 306000年
每年相当于成本(美元) 23671.56 24554.23
从混合兽人系统的电力生产成本(美元/千瓦时) 0.17 0.14

另一个经济指标是安装系统的投资回收期。回收期是所需的数年的投资回报。系统。该系统利用R134a的回收期是可行的,除去成本的电力(LCOE)高于0.38美元/千瓦时。可以实现投资回报经过10年的发电。净现金流量之间的关系和系统的生活呈现在图13各种LCOE。

从分析,混合solar-geothermal兽人系统时可以在经济上可行的LCOE与电力生产的成本增加了一倍。同样的模式是与工作流体R245fa呈现在图14。这里,LCOE是0.32美元/千瓦时为了在11年的投资回报。但当LCOE是0.34美元/千瓦时,投资回收期8年。与工作流体系统的投资回收期R245fa快速返回由于更高的电力能源生产相同的热源温度。

同样,收益成本比和内部收益率(IRR) 1.1和8%,12%和1.4 R134a和R245fa LCOE时分别是0.38美元/千瓦时。收益成本比大于1,所以这是一个可行的投资。此外,IRR大于5%(利率)这是一个现实的投资。

计算混合solar-geothermal兽人系统的技术经济分析比较与参考工作如表所示6。说明,混合动力系统的电力生产成本几乎是类似于参考工作。有非常少的偏差百分比的计算值。这表明,该技术经济评价计算是可以接受的。


系统的描述 电力生产成本(引用工作) 电力生产成本(目前的工作) 偏差(%)

可行性分析的一个中型混合solar-geothermal兽人系统进行 145美元/千瓦时[23] 0.14 - -0.17美元/千瓦时 3.5%
分析在结合太阳能和地热二进制植物基于一个兽人循环系统 €145 - 280 /兆瓦时[10] 3.44%
报道小说solar-geothermal polygeneration电力和冷却系统,冷却,和脱盐水生产。分析了exergoeconomic电力生产的系统 €0.1475 - -0.1722 /千瓦时[24] 5.08%

3.5。敏感性分析

灵敏度分析的方法评估与投资相关的风险。敏感性分析是由最影响参数,扮演着重要的角色在决定是否值得投资。在目前的研究中,年度电力生产,相当于年度成本和利率已被选定为分析。估算的风险,20%的价值波动的基本情况。进行分析的工作液体(R134a和R245fa)。由于混合动力系统是唯一可行的电力生产成本时增加了一倍,分析被送往的LCOE .0.38美元/千瓦时为工作流体。表7显示各种场景影响净现值(NPV) 20%的变化影响参数。


工作流体R134a ( )
场景 美元的净现值(NPV) 投资回收期(PP、年) 内部收益率(IRR), %) 收益成本比

年生产能力(增加) 202746.2 7.5 12 1.34
年生产能力(减少) -61502.5 16 2 0.89
每年相当于成本(增加) 11621.82 12 5 1.01
每年相当于成本(减少) 129621.8 8.4 10 1.24
利率(增加) 41509.6 10.4 8 1.07
利率(减少) 103719年 10 8 1.16

敏感性分析表明,年生产能力提高了20%,投资回收期仅7.5年的IRR为12%。该混合动力系统的净现值是202746.2美元收益成本比为1.34。年生产运行的可能性增加的兽人系统所有小时全年。这对工作流体分析估计R134a LCOE时0.38美元/千瓦时。

可见到类似模式的工作流体R245fa,当有一个年度电力生产增量的混合动力车。敏感性分析的结果可以观察到从表8。这里,回收期仅5.5年看起来很可行的投资。IRR和收益成本比分别为17%和1.62,分别。


工作流体R245fa ( )
场景 美元的净现值(NPV) 投资回收期(PP、年) 内部收益率(IRR), %) 收益成本比

年生产能力(增加) 385325.8 5.5 17 1.62
年生产能力(减少) 219104.8 7.8 7 1.08
每年相当于成本(增加) 157904.8 8.9 11 1.23
每年相当于成本(减少) 280304.8 5.5 14 1.5
利率(增加) 177294.4 8 12 1.3
利率(减少) 266638.4 7.2 12.4 1.1

在数据1516变化的净现值(NPV)为所有三个不同的场景是检查和插图的重要性影响混合solar-geothermal兽人系统的参数。最高依赖性的NPV是一年一度的年生产能力其次是相当于成本的工作液体。NPV应该积极的为了成为可行的投资。图15显示了一个稍微弯曲类型的配置文件;这是由于系统的负的净现值。

4所示。结论

研究报告的可行性分析独立混合solar-geothermal有机郎肯循环发电技术在Bhurung马克,Myagdi。马克网站上的实验发现,温泉的温度是69.7°C。温泉的另一个实验包括喂养的太阳能集热器,以观察温度增量开发模型中的应用。在实验结果,说明温度可能达到99°C。热力学模型都是由兽人系统组件的控制方程。该模型是由工程方程解算器(ee)。发达的模型预测输入参数时系统的性能。仿真结果表明,两种不同的工作液体R134a和R245fa表现出不同的热源温度变化从70 - 120°C。系统的输出功率17.5千瓦,1公斤/ s的工作流体质量流量R134a加热温度为70°C。输出功率增加到25千瓦太阳能集热器的温泉加热的温度达到99°C。 The thermal efficiency was found to be around 8%. Similarly, for the working fluid R245fa, when the source temperature was 70°C, the output power was 22.5 kW. The thermal efficiency was found to be 10%. It was concluded that the working fluid R245fa could get higher power output due to its thermo-physical characteristics when subjected to various temperature values. In another part of the study, the techno-economic analysis was conducted for the hybrid system. The analysis was carried out for the power output of 30 kW. The analyzed results indicated that the cost of electricity production is $0.17/kWh for R134a and $0.14/kWh for R245fa. The payback period, benefit-cost ratio, and IRR are 12 years, 1.34, and 12% and 5.5 years, 1.62, and 17% for R134a and R245fa, respectively. For both cases, LCOE was $0.38/kWh. Therefore, the key finding is that the stand-alone hybrid solar-geothermal ORC system is feasible for power generation and is economically viable.

数据可用性

使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

确认

这项研究是由大学拨款委员会,尼泊尔,作为一个小的一部分研究、开发和创新格兰特(2073 - 74)授予Suresh Baral博士。号码是073/074-engg-05拨款。

引用

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