probenerИзвестия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИPower engineering: research, equipment, technology1998-99032658-5456Kazan State Power Engineering University10.30724/1998-9903-2019-21-1-2-43-54probener-868Research ArticleЭНЕРГЕТИКАPOWER ENGINEERINGОЦЕНКА ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ И ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ ИНТЕГРИРОВАННОГО СОЛНЕЧНОГО КОМБИНИРОВАННОГО ЦИКЛА ЭЛЕКТРОСТАНЦИИEVALUATION OF THE PERFORMANCE AND ENERGY EFFICIENCY OF INTEGRATED SOLAR COMBINED CYCLE POWER PLANTЭльмохлавиА. Э.ElmohlawyA. E.

Ашраф Эльсайед Абделалим Мостафа Эльмохлави- аспирант Национального Исследовательского Университета Московского энергетического института (МЭИ).

г. Москва

Ashraf Elsayed Abdelaleem Mostafa Elmohlawy - National Research University "MPEI"

Moscow

ОчковВ. Ф.OchkovV. F.

Валерий Федорович Очков –д–р. техн. наук, профессор, кафедры - Теоретических основ теплотехники (ТОТ) Национального Исследовательского Университета Московского энергетического института (МЭИ).

г. Москва

Valery F. Ochkov - National Research University "MPEI"

Moscow

ochkov@twt.mpei.ac.ruКазанджанБ. И.KazandzhanB. I.

Борис Иванович Казанджан- д-р. техн. наук, профессор, кафедры - Теоретических основ теплотехники (ТОТ) Национального Исследовательского Университета Московского энергетического института (МЭИ).

г. Москва

Boris I. Kazandzhan - National Research University "MPEI"

Moscow

Национальный исследовательский университет «МЭИ»РоссияNational Research University "MPEI"Russian Federation201911042019211-24354Copyright © Эльмохлави А.Э., Очков В.Ф., Казанджан Б.И., 20192019Эльмохлави А.Э., Очков В.Ф., Казанджан Б.И.Elmohlawy A.E., Ochkov V.F., Kazandzhan B.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.energyret.ru/jour/article/view/868

Резюме: В статье приводятся результаты исследования модели интегрированного солнечного комбинированного цикла (ИСКЦ), состоящего из парогазовой установки (ПГУ) с трехконтурным котлом-утилизатором (КУ) и поля параболических солнечных коллекторов. Цель работы состояла в изучении и оценке производительности цикла при условии ввода солнечного тепла в КУ парового цикла. Термодинамическая модель предлагаемой установки ИСКЦ была разработана авторами и реализована в среде Mathcad для анализа производительности цикла в разное время года. Было установлено, что солнечная энергия может генерировать пар, который можно использовать для увеличения выходной мощности парового цикла с 182 до 237 МВт. Вместе с уменьшением расхода топлива данная технология может обеспечить ежегодное сокращение выбросов углекислого газа на 75 000 т.

Abstract: An integrated solar combined cycle (ISCC) composed of a triple-pressure natural gas combined cycle and parabolic trough collector solar field is investigated in this paper. The purpose is to study and evaluate the performance of the cycle when the solar heat injected into the heat recovery steam generator of the steam cycle. Thus, a thermodynamic model of the proposed ISCC plant has been developed in Mathcad environment to simulate and analyze the cycle performance ate different seasons of the year. It has been found that the solar energy can generate steam that can be used to increase the power output of the steam cycle from 182 MWe to 237 MWe with an increase of 30% from reverence value. This can achieve an annual reduction in CO2 emission of 75000 tons/year.

концентрированная солнечная энергиясолнечная тепловая энергиякомбинированный циклинтегрированный солнечный комбинированный циклсолнечная доляпроизводительностьconcentrated solar powersolar thermal powercombined cycleintegrated solar combined cyclesolar energysolar shareperformanceReferencesYunus A. Çengel, Michael A. Boles, thermodynamics an Engineering Approach. Eighth Edition.Yunus A. Çengel, Michael A. Boles, thermodynamics an Engineering Approach. Eighth Edition.Global Energy Transformation. International Renewable Energy Agency (IRENA).http://www.irena.org//media/Files/IRENA/Agency/Publication/2018/Apr/IRENA_Repor t_GET_ 2018.pdf.Global Energy Transformation. International Renewable Energy Agency (IRENA).http://www.irena.org//media/Files/IRENA/Agency/Publication/2018/Apr/IRENA_Report_GET_ 2018.pdf.Duffie J.A, Beckman A. Solar Engineering of Thermal, 2nd Edition. 1991, John Wiley & Sons Inc.Duffie J.A, Beckman A. Solar Engineering of Thermal, 2nd Edition. 1991, John Wiley & Sons Inc.Goswami D. Yogi. Principles of Solar Engineering, third edition. Taylor & Francis Group Llc- Books. 2015. No 978-1-4665-6379-7 (eBook - PDF). http://www.copyright.com.Goswami D. Yogi. Principles of Solar Engineering, third edition. Taylor & Francis Group Llc- Books. 2015. No 978-1-4665-6379-7 (eBook - PDF). http://www.copyright.com.Solar Thermal Electricity. Global Outlook, 2016.Solar Thermal Electricity. Global Outlook, 2016.Behar O., Kellaf A., Mohamedi K. Instantaneous performance of the first Integrated Solar Combined Cycle System in Algeria. Energy Procedia. 2011. No 6. Р. 185–193.Behar O., Kellaf A., Mohamedi K. Instantaneous performance of the first Integrated Solar Combined Cycle System in Algeria // Energy Procedia. 2011. No 6. Р. 185–193.Assessment of different configurations for combined parabolic-trough (PT) solar power and desalination plants in arid regions / P. Palenzuela, G. Zaragoza, D. Alarcón-Padilla, E. Guillén, M. Ibarra, J. Blanco // Energy. 2011. No 36. Р. 4950–4958. http://dx.doi.org/10.1016/j.energy.2011.05.039.Assessment of different configurations for combined parabolic-trough (PT) solar power and desalination plants in arid regions / P. Palenzuela, G. Zaragoza, D. Alarcón-Padilla, E. Guillén, M. Ibarra, J. Blanco // Energy. 2011. No 36. Р. 4950–4958. http://dx.doi.org/10.1016/j.energy.2011.05.039.Comparison of different solar plants based on parabolic trough technology / A. Giostri, M. Binotti, M. Astolfi, P. Silva, E. Macchi, G. Manzolini // Solar Energy. 2012. No 86. Р. 1208–1221. http://dx.doi.org/10.1016/j.solener.2012.01.014.Comparison of different solar plants based on parabolic trough technology / A. Giostri, M. Binotti, M. Astolfi, P. Silva, E. Macchi, G. Manzolini // Solar Energy. 2012. No 86. Р. 1208–1221. http://dx.doi.org/10.1016/j.solener.2012.01.014.Technical feasibility assessment of integrated solar combined cycle power plants in Ciudad Real (Spain) and Las Vegas (USA) / F.A. Torres, E.S. Ortega, A.S. Garcia, F.J.M. de-Pison-Ascacibar // XVI Congreso Internacional de Ingeniería de Proyectos, Valencia, 11–13 de julio de 2012.Technical feasibility assessment of integrated solar combined cycle power plants in Ciudad Real (Spain) and Las Vegas (USA) / F.A. Torres, E.S. Ortega, A.S. Garcia, F.J.M. de-Pison-Ascacibar // XVI Congreso Internacional de Ingeniería de Proyectos, Valencia, 11–13 de julio de 2012.J. Dersch, M. Geyer, U. Herrmann, S.A. Jones, B. Kelly, R. Kistner, W. Ortmanns, R. Pitz- Paal, H. Price, Trough integration into power plants – a study on the performance of integrated solar combined cycle systems, Energy 2004, No 29. Р. 947–959. http://dx.doi.org/10.1016/S0360-5442(03)00199-3.J. Dersch, M. Geyer, U. Herrmann, S.A. Jones, B. Kelly, R. Kistner, W. Ortmanns, R. Pitz- Paal, H. Price, Trough integration into power plants – a study on the performance of integrated solar combined cycle systems, Energy 2004, No 29. Р. 947–959. http://dx.doi.org/10.1016/S03605442(03)00199-3.Ochkov V., Orlov K., Voloshchuk V. / Editor Rogalev N, Thermal Engineering Studies with Excel, Mathcad and Internet Springer, 2016.Ochkov V., Orlov K., Voloshchuk V. / Editor Rogalev N, Thermal Engineering Studies with Excel, Mathcad and Internet Springer, 2016.Elmohlawy А.Е., Ochkov V.F., Kazandzhan B.I. Modeling and Performance Prediction of Solar Parabolic Trough Collector for Hybrid Thermal Power Generation plant under Different Weather Conditions. AIP Conference Proceedings vol. 2047, 020002 (2018). https://doi.org/10.1063/1.5081635Elmohlawy А.Е., Ochkov V.F., Kazandzhan B.I. Modeling and Performance Prediction of Solar Parabolic Trough Collector for Hybrid Thermal Power Generation plant under Different Weather Conditions. AIP Conference Proceedings vol. 2047, 020002 (2018). https://doi.org/10.1063/1.5081635Rovira А. et al. Analysis and comparison of Integrated Solar Combined Cycles using parabolic troughs and linear Fresnel reflectors as concentrating systems // Applied Energy. 2016. No 162. Р. 990– 1000.Rovira А. et al. Analysis and comparison of Integrated Solar Combined Cycles using parabolic troughs and linear Fresnel reflectors as concentrating systems // Applied Energy. 2016. No 162. Р. 990– 1000.Elmohlawy А.Е., Ochkov V.F., Kazandzhan B.I. Study and analysis the performance of two integrated solar combined cycle // Energy Procedia. January 2019. V. 156. Р.79–84. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2018.11.096Elmohlawy А.Е., Ochkov V.F., Kazandzhan B.I. Study and analysis the performance of two integrated solar combined cycle // Energy Procedia. January 2019. V. 156. Р.79–84. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2018.11.096Tiwari G.N., Arvind Tiwari, Shyam. Energy Systems in Electrical Engineering. Handbook of Solar Energy Theory. Analysis and Applications. http:// www.springer.com/series/13509.Tiwari G.N., Arvind Tiwari, Shyam. Energy Systems in Electrical Engineering. Handbook of Solar Energy Theory. Analysis and Applications. http:// www.springer.com/series/13509.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.