شبیه‌سازی نیروگاه توربین گازی- خورشیدی در نقطه طراحی و خارج از نقطه طراحی

نوع مقاله : مقاله علمی

نویسنده
گروه مکانیک و هوافضا، واحد رامسر، دانشگاه آزاد اسلامی، رامسر، ایران
چکیده
چکیده

استفاده از انرژی خورشیدی در چرخه‌های توربین گازی به عنوان روشی نوین، می‌تواند راندمان سیستم را افزایش داده و مصرف سوخت فسیلی را کاهش دهد. در این مطالعه، یک نیروگاه توربین گازی-خورشیدی تک‌محور، تحت شرایط طراحی و خارج از طراحی شبیه‌سازی و از منظر انرژی و اگزرژی تحلیل شده است. مدل‌سازی شامل کمپرسور، توربین، محفظه احتراق، مبدل حرارتی و گیرنده خورشیدی انجام شد و اثر پارامترهایی نظیر نسبت فشار کمپرسور، دمای ورودی توربین و تابش خورشیدی بررسی گردید. نتایج نشان می‌دهد که استفاده از انرژی خورشیدی موجب کاهش مصرف سوخت و کاهش نابودی اگزرژی در محفظه احتراق می‌شود. نتایج حالت خارج از طراحی نشان می‌دهد که تغییر دور و تابش خورشیدی، تأثیر قابل توجهی بر توان، مصرف سوخت و راندمان سیستم دارد. افزایش دور کمپرسور موجب افزایش جریان جرمی هوا و نیاز به سوخت بیشتر برای حفظ نسبت هوا به سوخت می‌شود که توان خروجی را بالا می‌برد، اما مصرف سوخت نیز افزایش یافته و راندمان حرارتی کاهش می‌یابد.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Design Point and Off-Design Simulation of a Gas Turbine–Solar Power Plant

نویسنده English

Hamoon Pourmirzaagha
Department of Mechanical and Aerospace Engineering, Ram.C. , Islamic Azad University, Ramsar, Iran
چکیده English

The integration of solar energy into gas turbine cycles represents a promising approach to enhance system efficiency and reduce fossil fuel consumption. In this study, a single-shaft gas turbine–solar hybrid power plant is simulated under both design-point and off-design conditions and analyzed from energy and exergy perspectives. The model incorporates a compressor, turbine, combustion chamber, heat exchanger, and solar receiver, while the influence of key parameters such as compressor pressure ratio, turbine inlet temperature, and solar irradiation is investigated. The results reveal that solar energy utilization reduces fuel consumption and lowers exergy destruction within the combustion chamber. Off-design simulations further demonstrate that variations in rotational speed and solar irradiation significantly affect power output, fuel consumption, and overall efficiency. Increasing the compressor speed enhances the mass flow rate of air and requires additional fuel to maintain the air–fuel ratio, thereby increasing the output power but simultaneously raising fuel consumption and reducing thermal efficiency.

کلیدواژه‌ها English

Solar energy
Gas turbine–solar hybrid
Energy and exergy analysis
Off-design conditions
Design point

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 08 آذر 1404

  • تاریخ دریافت 14 مهر 1404
  • تاریخ بازنگری 11 آبان 1404
  • تاریخ پذیرش 08 آذر 1404
  • تاریخ اولین انتشار 08 آذر 1404
  • تاریخ انتشار 08 آذر 1404