用地热能供电的基于二氧化碳的多能源系统对环境的影响和热力学比较优化
Olusola Bamisile1, Dongsheng Cai2, Michael Adedeji3
1College of Nuclear Science and Automation Engineering, Chengdu University of Technology, Chenghua District, Chengdu, Sichuan P.R., China; Centre for Environmental Policy, Faculty of Natural Science, Imperial College London, United Kingdom; Sichuan Industrial Internet Intelligent Monitoring and Application Engineering Technology Research Center, Chengdu University of Technology, Chenghua District, Chengdu, Sichuan P.R., China.
本研究介绍了使用二氧化碳的两种新型地热多能系统 (GMES),比较高温 (HTGMES) 和低温 (LTGMES) 设计. LTGMES表现出优越的优化能源和能量效率,为可持续能源需求提供了更可行的解决方案.
科学领域:
- 热力学和可再生能源系统
- 能源工程与可持续发展
- 环境科学与气候变化缓解
背景情况:
- 全球能源需求和人口不断增加,需要减少由于气候变化而对化石燃料的依赖.
- 可再生能源至关重要,多能源系统提供有效的解决方案.
- 地热能是一种有前途的连续可再生能源,但其在多能源系统中的最佳温度范围需要进一步研究.
研究的目的:
- 设计,建模,分析和比较两个创新的基于二氧化碳的地热多能系统 (GMES):高温 (HTGMES) 和低温 (LTGMES).
- 评估这些系统在生产电力,冷却,加热,和热水方面的性能.
- 在多能源系统中确定地热能应用的最可行的温度范围.
主要方法:
- 基于二氧化碳的两个新型系统的热力学分析:HTGMES (主要是二氧化碳工作流体) 和LTGMES (新型改性吸收系统).
- 应用能源,动力,环境,动力破坏和动力经济方法来评估性能.
- 多目标优化,以最大限度地降低产品单元总成本,并最大限度地提高两种系统的整体功率效率.
主要成果:
- 稳定状态的能量和运动效率:HTGMES (44.22%,33.5%) 和LTGMES (45.40%,32.9%).
- 优化水平化能源成本 (LCOE),冷却 (LCOC) 和 (LCOH) 有利于LTGMES.
- 优化的运动性能显示,LTGMES实现了显著更高的能量 (64.54%) 和运动 (40.96%) 效率.
结论:
- 与HTGMES相比,LTGMES及其集成的修改吸收系统显示出优越的优化性能和经济可行性.
- 该研究解决了一个关键的文献差距,通过确定LTGMES作为一种高效和具有成本效益的多能发电解决方案.
- 拟议的系统为减少二氧化碳排放提供了一条途径,并通过先进的地热应用来满足各种能源需求.
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