Исследование нового транскритического органического цикла Ренкина на CO2 с приводом от параболических желобных солнечных коллекторов

Целью настоящего исследования является детальное изучение и оптимизация транскритического органического цикла Ренкина, работающего на CO2. Новизна предлагаемой системы заключается в том, что CO2 нагревается непосредственно внутри параболического желобного солнечного коллектора, без промежуточного контура между солнечным коллектором и CO2. Поэтому рассматриваемая конфигурация обеспечивает повышенную эффективность благодаря более высоким рабочим температурам рабочего тела на входе в турбину. Система исследуется параметрически и оптимизируется путем анализа различных уровней давления и температуры на входе в турбину. Моделирование выполняется с использованием верифицированной математической модели, разработанной в программном обеспечении Engineering Equation Solver. Согласно результатам, оптимальная температура на входе в турбину находится в диапазоне от 713 до 847 K, тогда как повышение давления на входе в турбину увеличивает выработку электроэнергии. В базовом сценарии, при температуре на входе в турбину 800 K и давлении на входе в турбину 200 bar, эффективность системы составляет 24,27% при солнечном облучении 800 W/m2. Динамическое исследование системы в климатических условиях Афин (Греция) показало, что годовая эффективность установки составляет 19,80%, простой срок окупаемости инвестиций — 7,88 года, а ежегодное предотвращение выбросов CO2 — 48,7 т.