Οι περιβαλλοντικοί κίνδυνοι που απορρέουν από τη χρήση ορυκτών καυσίμων και η ανάγκη για συνετή αξιοποίηση των διαθέσιμων αποθεμάτων τους επιβάλλουν τη μελέτη και ανάπτυξη τεχνολογιών εκμετάλλευσης ενέργειας χαμηλής ποιότητας. Μία τέτοια τεχνολογία είναι και τα οργανικά κύκλα Rankine (Organic Rankine Cycle ORC). Η χρήση, ως εργαζόμενων μέσων, οργανικών ουσιών με πολύ μεγαλύτερη πτητικότητα σε σχέση με το νερό επιτρέπει την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από θερμότητα χαμηλής θερμοκρασίας, που μπορεί να παρέχεται από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, όπως η ηλιακή, η γεωθερμική ενέργεια και η αεριοποίηση της βιομάζας, ή από θερμικά υπόλοιπα βιομηχανικών μονάδων και μηχανών εσωτερικής καύσης.
Η επιλογή των κατάλληλων οργανικών ουσιών ως εργαζόμενων μέσων σε ένα ORC περιλαμβάνει την εξέταση πολλών παραγόντων όπως της απόδοσης, των περιβαλλοντικών επιπτώσεων, του κόστους και των συνθηκών λειτουργίας. Επίσης, πέρα από την επιλογή του κατάλληλου εργαζόμενου μέσου, για την ενίσχυση της αποδοτικότητας του συστήματος, έχουν προταθεί και διάφορες παραλλαγές της απλής διάταξης του οργανικού κύκλου Rankine. Ο στόχος αυτής της μελέτης είναι η προσομοίωση και θερμοδυναμική βελτιστοποίηση (ενεργειακή και εξεργειακή) ενός οργανικού κύκλου Rankine με χρήση του λογισμικού Aspen HYSYS.
Εξετάζονται 11 διαφορετικά εργαζόμενα μέσα, 9 καθαρά ρευστά και 2 μίγματα ορισμένων εξ΄ αυτών, και δύο πηγές θερμότητας, γεωθερμική ενέργεια και απορριπτόμενη θερμότητα καυσαερίων, οι οποίες καλύπτουν το θερμοκρασιακό εύρος 90- 450˚C. Για τη βελτίωση της ενεργειακής και της εξεργειακής απόδοσης του κύκλου, διερευνάται η χρήση υπερκρίσιμων λειτουργικών συνθηκών στον εξατμιστήρα, η προσθήκη ενός επιπλέον εναλλάκτη θερμότητας που αξιοποιείται για εσωτερική ανάκτηση και η αναγέννηση, μέσω απομάστευσης ενός μέρους του εργαζόμενου μέσου σε μία ενδιάμεση πίεση. Για τη μοντελοποίηση του συστήματος χρησιμοποιείται το θερμοδυναμικό μοντέλο REFPROP, του οποίου η ακρίβεια αξιολογείται μέσω σύγκρισης των προβλέψεών του με πειραματικά δεδομένα.
Για να διαβάσετε ολόκληρο το περιοδικό γίνετε συνδρομητές.
