مقايسه تاثير انتخاب بهينه‌سازي زيست‌محيطي و بهينه‌سازي چند معياره؛ انرژي، اقتصادي و زيست‌محيطي بر عملكرد سيستم CCHP

Comparison of selection effect environmental optimization and multi-criteria optimizations; energy, economic and environmental in performance of CCHP system

در پژوهش حاضر به بررسي تاثير سيستم توليد همزمان برق، حرارت و برودت (CCHP)، در كاهش انتشار آلاينده ها پرداخته شده است. مطالعه موردي، يك هتل 80 اتاقي واقع در شهر زاهدان در نظر گرفته شده و در طراحي سيستم توليد همزمان براي اين هتل، از موتور گازسوز (با قابليت عملكرد در بار جزيي) به عنوان محرك اوليه استفاده شده است. در گام اول، فرايند بهينه سازي به منظور دست يابي به بيشينه كاهش انتشار آلاينده ها در حالت امكان فروش برق به شبكه انجام شده است. سپس با معرفي تابعي چند معياره تحت عنوان درصد سود ساليانه نسبي (PRAB) به طراحي سيستم توليد همزمان پرداخته شده و نتايج مربوط به اين دو مرحله با هم مقايسه مي شود. نتايج نشان مي دهد سيستم هاي CCHP تاثير چشمگيري در كاهش انتشار آلاينده هاي زيست محيطي CO2، CO و NOx دارند. به طوري كه در محدوده گسترده اي از ظرفيت هاي نامي موتورگازسوز، درصد كاهش انتشار هر سه آلاينده مثبت بدست مي آيد. از طرفي نتايج نشان مي دهد كه دستيابي به ماكزيمم كاهش انتشار آلاينده هاي نامبرده نيازمند انتخاب محرك هايي با ظرفيت هاي 4975E_(nom,max?(RNO_x))= ،? E?_(nom,max(RCO))=2875 و ? E?_(nom,max??(RCO_2))=1975 كيلووات است. درحالي كه با پياده سازي تابع چند معياره (PRAB)، ظرفيت? E?_(nom,max?(PRAB))=2150kW با بيشترين سود و تاثير بالايي از كاهش انتشار آلاينده ها بدست مي آيد. در نهايت با افزايش تعداد محرك اوليه از يكي به دو الي سه محرك، تاثير تعداد محرك اوليه به عنوان پارامتر طراحي مورد ارزيابي قرار گرفت. نتايج نشان داد، كه با افزايش تعداد محرك اوليه سود ساليانه نسبي و كاهش انتشار آلاينده ها به ترتيب كاهش و افزايش مي يابند.

In the present paper, the effect of combined cooling, heating and power generation systems(CCHP) in the reduction of pollutants emission has been investigated and a hotel with 80 rooms in Zahedan has been selected as case study, also gas engine (with part-load operation) as prime mover for designed CCHP system. In this work it is assumed that selling electricity to grid is possible. In the first phase, optimization for access to maximum reduction of pollutant emissions has been done. In the next phase, a multi-criteria function has been introduced and the optimization process, with Percentage of Relative Annual Benefit (PRAB) has been investigated and the results of these two phases have been compared. Results show CCHP systems have significant effect in reducing environmental pollutants emissions of CO, CO2 and NOx, as the percentage of reduced pollutants emission is positive in an extensive range of nominal power of gas engine. Also, results show that, for access to maximum reduction of pollutant emissions CO2, CO and NOx, ?? E?_(nom,max??(RCO_2))=1975kW,E?_(nom,max(RCO))=2875kW and E_(nom,max?(RNO_x))=4975kW are needed. However, for annual benefit, as multi-critria objective function, a gas engine with nominal power ? E?_(nom,max?(PRAB))=2050kW is needed. In this case, in addition to the most annual benefit also have a good effect for reducing emission of pollutants. In the end, the effect of the number of prime mover as designing parameter assessed with increase from one into two and three numbers. Results show increasing prime mover causes Relative Annual Benefit and emission of pollutants to decrease.