Techno-economic assessment of solar driven Organic Rankine Cycle using medium to high grade heat sources, with the use of a genetic algorithm optimization

Φωστιέρης, Νικόλαος; Fostieris, Nikolaos

dc.contributor.author	Φωστιέρης, Νικόλαος
dc.contributor.author	Fostieris, Nikolaos	en
dc.date.accessioned	2019-12-02T09:47:01Z
dc.date.available	2019-12-02T09:47:01Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/49509
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.17207
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Ενεργειακή ανάλυση	el
dc.subject	Τεχνο-οικονομική ανάλυση	el
dc.subject	Ηλιακοί συλλέκτες	el
dc.subject	Οργανικός κύκλος Rankine	el
dc.subject	Γενετικός αλγόριθμος βελτιστοποίησης	el
dc.subject	Energetic analysis	en
dc.subject	Techno-economic analysis	en
dc.subject	Organic Rankine cycle (ORC)	en
dc.subject	Solar collectors	en
dc.subject	Genetic algorithm optimization	en
dc.title	Techno-economic assessment of solar driven Organic Rankine Cycle using medium to high grade heat sources, with the use of a genetic algorithm optimization	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Ενέργεια	el
heal.language	en
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2019-09-27
heal.abstract	Δεδομένων των αυξανόμενων περιβαλλοντικών ανησυχιών γύρω από τις συμβατικές τεχνολογίες παραγωγής ενέργειας από ορυκτά καύσιμα καθίσταται επιτακτική η ανάγκη αύξησης της εισχώρησης των ανανεώσιμα εκκινούμενων αποκεντρωμένων συστημάτων. Προς αυτήν την κατεύθυνση, η ηλιακή ενέργεια αποτελεί μια άκρως ανταγωνιστική επιλογή, δεδομένης της αφθονίας της σε πολλές περιοχές. Η εν λόγω μελέτη πραγματεύεται την σύζευξη του οργανικού κύκλου Rankine με την ηλιακή ενέργεια για εφαρμογές μικρής κλίμακας, μέσης και υψηλής θερμοκρασίας. Στόχος της μελέτης είναι η βελτιστοποίηση της διάταξης και η αξιολόγηση της ενεργειακής και οικονομικής απόδοσης του συστήματος για πιθανή εφαρμογή σε πέντε ευρωπαϊκές πόλεις. Η βελτιστοποίηση πραγματοποιήθηκε με τη χρήση ενός γενετικού αλγορίθμου πολλαπλών στόχων. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα, οι παραβολικοί δίσκοι επιτυγχάνουν την βέλτιστη ενεργειακή επίδοση, ενώ οι συλλέκτες παραβολικού κατόπτρου εμφανίζουν τη βέλτιστη οικονομική απόδοση. Η μέγιστη ενεργειακή απόδοση που καταγράφηκε από τη βελτιστοποίηση ήταν της τάξης του 10.5%-11.0% για βορειότερες περιοχές, με βέλτιστα εργαζόμενα μέσα το κυκλοπεντάντιο και το κυκλοεξάνιο. Από την άλλη πλευρά, αναφορικά με την οικονομική απόδοση, το κόστος της παραγόμενης ενέργειας ελαχιστοποιείται για τις νοτιότερες περιοχές, λόγω και του υψηλού ηλιακού δυναμικού αυτών, παραμένοντας ωστόσο σχεδόν 1.5 φορά μεγαλύτερο από το τρέχον κόστος πώλησης της ηλεκτρικής ενέργειας.	el
heal.abstract	Given the rising environmental concerns towards the fossil fuel-based power technologies, there is a growing need for an increased penetration of renewable driven decentralized systems. Within this scope, solar energy is a competitive solution thanks to its abundance. This study discusses the coupling of solar energy with Organic Rankine Cycle (ORC) for low scale applications at medium to high temperature grade. The goal of this assessment was to optimize the configuration and evaluate its energetic and economic performance in five different European cities. The system optimization was conducted based on a multi-objective genetic algorithm. Parabolic Dish Collectors (PDCs) yield higher energy efficiency, whereas Parabolic Trough Collectors (PTCs) are linked to financially more profitable results. The maximum total energy efficiency in an annual base was around 10.5%-11% for northern locations with Cyclopentane and Cyclohexane to be the best performing working fluids. On the other hand, with respect to system economics, the cost of the produced energy is minimized for southern locations with the minimum value to be at least around 1.5 times higher than the current commercial cost of energy.	en
heal.advisorName	Καρέλλας, Σωτήριος
heal.committeeMemberName	Καρέλλας, Σωτήριος
heal.committeeMemberName	Κακαράς, Εμμανουήλ
heal.committeeMemberName	Χουντάλας, Δημήτριος
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Θερμότητας	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	149 σ.
heal.fullTextAvailability	false