As the population increases, the energy demand increases and this requires to
develop new and alternative technologies such as wind, solar, biomass, and
geothermal for meeting the demands. There was a significant increase in the study of
multi-generation energy systems in the last decades, in order to decrease
consumption of non-renewable energy sources and optimize more viable and
economical energy production. A multi-generation system is a process used to
produce three or more different outputs, such as hydrogen, electricity, cooling, hot
water, heating, fresh air and water with the same input energy sources.
In this thesis, a new multi-generation energy system is proposed based on solar
energy. Solar energy is applied by feeding an Organic Rankine Cycle (ORC) which
is then used to supply hot water to the buildings as well as electric current to the
electrolyser with the aim of production hydrogen and also using in the building. A
triple effect absorption system is utilized to produce cooling, heating, and dry air.
A comprehensive thermodynamic analysis is defined, and the effects of various
operating conditions and configurations on the output are analyzed. The results show
that the system has an exergetic utilization factor of 0.6 and an energetic utilization
factor of 2.61 based on generating electricity of 427kW. Also the energetic and
exergetic COP of absorption chiller are determined to be 1.16 and 0.24, respectively.
In the proposed system, the energetic and exergetic efficiency of Organic Rankine
Cycle are 21.08% and 33.98, respectively. The extracted numbers from the system
analysis in comparison with previous studies, validate the system performance under the defined initial parameters. So by analyzing the obtained results, it has become a
necessity to decrease the system’s irreversibility and increase the energy and exergy
efficiencies to reach a high efficient system. All modeling and thermodynamic
analysis have been done by Engineering Equation Solver (EES) software.
Keywords: Absorption System, Multi-generation System, Energy, Exergy,
Efficiency
Öz: Dünya nüfusu arttıkça, enerji talebi artmakta ve gerekli rüzgar, güneş, biyokütle ve
jeotermal gibi yeni alternatif enerji kaynakları ön plana çıkmaktadır. Ekonomik
fizibilitesi daha uygun olan daha uygun ve ekonomik enerji üretimini optimize etmek
için yenilenebilir olmayan enerji kullanımını azaltmak için kayda değer sayıda
çalışmalar yapılmıştır. Çok üretimli sistemler tek bir enerji kaynağndan, hidrojen,
elektrik, soğutma, sıcak su, ısıtma, taze hava ve su gibi üç veya daha çok çıktının
sağlandığı bir işlemdir.
Bu tezde, güneş enerjisine dayalı çok üretimli yeni bir enerji sistemi önerilmektedir.
Güneş enerjisi hidrojen üretimi amacıyla elektroliz kullanarak ve aynı zamanda
binada kullanmak için bina ve elektrik sıcak su temini için bir Organik Rankine
Çevrimini (ORC) beslemek için uygulanmıştır. Bir üçlü etkili abzorpsiyonlu sistem,
soğutma ısıtma ve kuru hava üretmek için kullanılmıştır.
Kapsamlı bir termodinamik analizi tanımlanmş olup çıktılar üzerinde farklı işlem
koşulları, etkileri ve konfigürasyonları analiz edildi. Sonuçlara göre sistemin elektrik
üretim kapasitesi 427kW olduğunda, ekserjetik kullanım faktörü 0.6 olup enerji
kullanım faktörü ise 2.61 dir. Ayrıca soğutma sistemine ait enerji ve ekserji COP
değerleri sırasıyla 1.16 ve 0.24 olarak belirlenmiştir. Önerilen sistemde, enerjik ve
ekserjetic verim Ornagik Rankine Cevriminde sirasiyla %21.08 ve %38.98 dir.
Sistem analizlerinden elde edilen değerler daha önceki çalışmalarla
karşılaştırıldığnda sonuçların geçerli olduğu kanaatine varılmıştır. Ayrıca analizden
elde edilen sonuçlarda, irreversibilitileri azaltmak ve verimlilikleri artırmak sureti ile sistemi optimize etmek bir gereklilik olmuştur. Bütün modelleme ve termodinamik
analizler Engineering Equation Solver (EES) yazılımı kullanılarak yapılmıştır.
Anahtar Kelimeler: Önleme Sistemi, Çoklu nesil Sistemi, Enerji, Ekserji,
Verimlilik.
