Ενεργειακή προσομοίωση μεταβατικής λειτουργίας συστήματος τρι-συμπαραγωγής συνδυασμένου κύκλου με καύση φυσικού αερίου

Abstract

Η συμπαραγωγή ηλεκτρικής - θερμικής - ψυκτικής ισχύος διεισδύει όλο και περισσότερο στην παγκόσμια αγορά ενέργειας. Στην εργασία παρουσιάζεται η χρήση της δυναμικής προσομοίωσης στο σχεδίασμά συστημάτων συμπαραγωγής. Παραδοσιακά ο σχεδιασμός αυτών των συστημάτων γίνεται με βάση τυπικές τιμές των χαρακτηριστικών μόνιμης λειτουργίας τους. Η δυναμική προσομοίωση εισάγεται με στόχο την βελτίωση του σχεδιασμού των συστημάτων συμπαραγωγής, ώστε να λαμβάνει υπόψη τις ημερήσιες και εποχιακές διακυμάνσεις της παραγωγής και ζήτησης ηλεκτρικής, θερμικής και ψυκτικής ισχύος. Το σύστημα συμπαραγωγής που μελετάται βασίζεται σε συνδυασμένο κύκλο αεριοστροβίλου - ατμοστροβίλων, με ενδιάμεση απομάστευση ατμού διεργασίας, καθώς και εκμετάλλευση θερμικής ισχύος σε διάφορα επίπεδα θερμοκρασιών. Για την ανάπτυξη του μοντέλου δυναμικής προσομοίωσης συμπαραγωγής χρησιμοποιήσαμε τα ενεργειακά δεδομένα του Νοσοκομείου του Βόλου. Παρουσιάζεται αναλυτικά το σύστημα συμπαραγωγής καθώς και τα επιμέρους δομικά στοιχεία (components) του ενεργειακού συστήματος. Επίσης παρουσιάζονται και σχολιάζονται αποτελέσματα από την ενεργειακή προσομοίωση στη διάρκεια ενός τυπικού μετεωρολογικού έτους καθώς και οι θερμοδυναμικοί συντελεστές που επηρεάζουν τον σχεδίασμά και την βελτιστοποίηση του. Τέλος παρουσιάζεται μία συγκριτική παραμετρική ανάλυση διαφορετικού μεγέθους συστημάτων, καθώς και μια απλή οικονομική ανάλυση της απόδοσής τους με στόχο την κατάδειξη της βέλτιστης λύσης.