Published July 20, 2020 | Version v1
Publication Open

Energy and Exergy Analyses of an Existing Solar-Assisted Combined Cycle Power Plant

Creators

  • 1. Military Technical College
  • 2. Technical University of Darmstadt

Description

Solar-assisted combined cycle power plants (CCPPs) feature the advantages of renewable clean energy with efficient CCPPs. These power plants integrate a solar field with a CCPP. This integration increases the efficiency of solar power plants while decreasing the CO2 emissions of the CCPPs. In this paper, energy and exergy analyses were performed for an existing solar-assisted CCPP. The overall thermal efficiency and the exergetic efficiency of each component in the power plant were calculated for different solar field capacities. Also, a parametric study of the power plant was performed. The analysis indicated that the exergetic efficiency of the power plant components has its lowest value in the solar field while the condenser has the lowest exergetic efficiency in the combined cycle regime of operation. Further, a parametric study revealed that the thermal efficiency and the exergetic efficiency of the power plant as a whole decrease with increasing ambient temperature and have their highest values in the combined cycle regime of operation. Owing to these results, an investigation into the sources of exergy destruction in the solar field was conducted.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

تتميز محطات الطاقة ذات الدورة المركبة المدعومة بالطاقة الشمسية (CCPPs) بمزايا الطاقة النظيفة المتجددة مع CCPPs الفعالة. تدمج محطات الطاقة هذه حقلًا شمسيًا مع CCPP. ويزيد هذا التكامل من كفاءة محطات الطاقة الشمسية مع تقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون من نقاط التحكم الحرجة. في هذه الورقة، تم إجراء تحليلات الطاقة والطاقة الخارجية لـ CCPP الموجود بمساعدة الطاقة الشمسية. تم حساب الكفاءة الحرارية الإجمالية والكفاءة الطاقية لكل مكون في محطة الطاقة لسعات المجال الشمسي المختلفة. كما تم إجراء دراسة بارامترية لمحطة الطاقة. أشار التحليل إلى أن الكفاءة الطاقية لمكونات محطة الطاقة لها أدنى قيمة في المجال الشمسي بينما يتمتع المكثف بأقل كفاءة طاقية في نظام الدورة المركبة للتشغيل. علاوة على ذلك، كشفت دراسة بارامترية أن الكفاءة الحرارية والكفاءة الطاقية لمحطة الطاقة ككل تنخفض مع زيادة درجة الحرارة المحيطة ولها أعلى قيمها في نظام الدورة المركبة للتشغيل. نتيجة لهذه النتائج، تم إجراء تحقيق في مصادر تدمير الطاقة الخارجية في المجال الشمسي.

Translated Description (French)

Les centrales à cycle combiné à assistance solaire (CCPP) présentent les avantages d'une énergie propre renouvelable avec des CCPP efficaces. Ces centrales intègrent un champ solaire avec un CCPP. Cette intégration augmente l'efficacité des centrales solaires tout en diminuant les émissions de CO2 des CCPP. Dans cet article, des analyses d'énergie et d'exergie ont été effectuées pour un CCPP solaire existant. L'efficacité thermique globale et l'efficacité exergétique de chaque composant de la centrale ont été calculées pour différentes capacités de champ solaire. En outre, une étude paramétrique de la centrale a été réalisée. L'analyse a indiqué que l'efficacité exergétique des composants de la centrale électrique a sa valeur la plus faible dans le domaine solaire tandis que le condenseur a l'efficacité exergétique la plus faible dans le régime de fonctionnement à cycle combiné. En outre, une étude paramétrique a révélé que le rendement thermique et le rendement exergétique de la centrale dans son ensemble diminuent avec l'augmentation de la température ambiante et ont leurs valeurs les plus élevées dans le régime de fonctionnement à cycle combiné. Grâce à ces résultats, une enquête sur les sources de destruction exergétique dans le champ solaire a été menée.

Translated Description (Spanish)

Las centrales eléctricas de ciclo combinado asistidas por energía solar (CCPP) presentan las ventajas de la energía limpia renovable con CCPP eficientes. Estas centrales integran un campo solar con un CCPP. Esta integración aumenta la eficiencia de las plantas de energía solar al tiempo que disminuye las emisiones de CO2 de las CCPP. En este documento, se realizaron análisis de energía y exergía para un CCPP asistido por energía solar existente. La eficiencia térmica general y la eficiencia exergética de cada componente en la planta de energía se calcularon para diferentes capacidades de campo solar. Asimismo, se realizó un estudio paramétrico de la central. El análisis indicó que la eficiencia exergética de los componentes de la planta de energía tiene su valor más bajo en el campo solar, mientras que el condensador tiene la eficiencia exergética más baja en el régimen de operación de ciclo combinado. Además, un estudio paramétrico reveló que la eficiencia térmica y la eficiencia exergética de la central eléctrica en su conjunto disminuyen con el aumento de la temperatura ambiente y tienen sus valores más altos en el régimen de funcionamiento de ciclo combinado. Debido a estos resultados, se llevó a cabo una investigación sobre las fuentes de destrucción de exergía en el campo solar.

Files

pdf.pdf

Files (3.7 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:7395371e0a05f957127031724712b6a3
3.7 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تحليلات الطاقة والطاقة الخارجة لمحطة توليد الطاقة الحالية ذات الدورة المركبة بمساعدة الطاقة الشمسية
Translated title (French)
Analyses d'énergie et d'exergie d'une centrale à cycle combiné solaire existante
Translated title (Spanish)
Análisis de energía y exergía de una central eléctrica de ciclo combinado asistida por energía solar existente

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3044899956
DOI
10.3390/app10144980

Is supplement to
https://openalex.org/W4387574708 (Other)
https://openalex.org/W4295804319 (Other)
https://openalex.org/W4288853792 (Other)
https://openalex.org/W4282916743 (Other)
https://openalex.org/W4238646663 (Other)
https://openalex.org/W3136650063 (Other)
https://openalex.org/W2727137681 (Other)
https://openalex.org/W2350865580 (Other)
https://openalex.org/W2042599314 (Other)
https://openalex.org/W1989840902 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Egypt

References

  • https://openalex.org/W1752161197
  • https://openalex.org/W1968589730
  • https://openalex.org/W2003737660
  • https://openalex.org/W2006060162
  • https://openalex.org/W2009855182
  • https://openalex.org/W2031825849
  • https://openalex.org/W2035743433
  • https://openalex.org/W2040591377
  • https://openalex.org/W2065492728
  • https://openalex.org/W2075303783
  • https://openalex.org/W2083442569
  • https://openalex.org/W2120918776
  • https://openalex.org/W2779544943
  • https://openalex.org/W2789447623
  • https://openalex.org/W2808348893
  • https://openalex.org/W2811137199
  • https://openalex.org/W2914810735
  • https://openalex.org/W2943002197
  • https://openalex.org/W3011402017