Σχεδιασμός υπερκρίσιμων κύκλων Rankine με CO2 για εκμετάλλευση απορρίπτομενης θερμικής ενέργειας από κύρια μηχανή ντίζελ πλοίου μεταφοράς εμπορευματοκιβωτίων - Επιλογή βέλτιστου κύκλου μέσω τεχνο-οικονομικής βελτιστοποίησης με γενετικό αλγόριθμο και εξεργο-οικονομική και εξεργο-περιβαλλοντική ανάλυση του

Abstract

Στην παρούσα μελέτη διενεργείται θερμοδυναμική ανάλυση ενός Απλού υπερκρίσιμου, ενός Split υπερκρίσιμου και ενός Cascade υπερκρίσιμου κύκλου CO2, οι οποίοι θα συνδυαστούν με τον 2χρονο κινητήρα ενός containership 6.800 TEU. Διενεργείται επίσης ανάλυση μεταφοράς θερμότητας, προκειμένου να διαστασιολογηθούν οι κατάλληλοι εναλλάκτες θερμότητας αυτών των συστημάτων. Επιπλέον, πραγματοποιείται οικονομική ανάλυση προκειμένου να υπολογιστεί το συνολικό κόστος επένδυσης αυτών των εγκαταστάσεων. Οι λειτουργικές παράμετροι αυτών των κύκλων βελτιστοποιούνται, προκειμένου να ελαχιστοποιηθεί το Κόστος Παραγωγής Ηλεκτρικής Ενέργειας (EPC), χρησιμοποιώντας γενετικό αλγόριθμο. Τα παραγόμενα αποτελέσματα από αυτές τις αναλύσεις συγκρίνονται και ο κύκλος με το χαμηλότερο EPC χρησιμοποιείται για περαιτέρω ανάλυση. Για τον επιλεγμένο κύκλο πραγματοποιείται μια παραμετρική ανάλυση προκειμένου να απεικονιστεί η διακύμανση της βελτίωσης της ειδικής κατανάλωσης καυσίμου, της παραγόμενη ισχύς και της απόδοσης του συστήματος σε διαφορετικά φορτία της μηχανής. Τέλος, για τον επιλεγμένο κύκλο διενεργείται μια εξεργοοικονομική και μια εξεργοπεριβαλλοντική ανάλυση με σκοπό τον υπολογισμό του κόστους των εξεργειακών ρευμάτων και διάφορων εξεργοπεριβαλλοντικών δεικτών.