E7KVCSB8

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4 novembre 2020 13:16

19 janvier 2021 11:24

Cette étude fournit une comparaison des coûts du cycle de vie de quatre systèmes intégrés différents alimentés par l'énergie solaire pour fournir de l'électricité, de l'eau et du refroidissement pour un complexe de serres autosuffisant. System-1 et System-2 ont un système de refroidissement par absorption de vapeur, tandis que System-3 et System-4 ont un système de refroidissement par compression de vapeur pour fournir le refroidissement requis. Tous les systèmes disposent d'une unité de dessalement flash à plusieurs étages alimentée par l'énergie solaire thermique pour fournir de l'eau douce. Des modules PV ou PV / T sont installés pour répondre aux besoins en électricité des serres. Un nouveau concept de toit de serre est introduit dans les systèmes System-2 et System-4, où des nanofluides sélectifs du spectre sont le fluide de travail des unités PV / T. Ce nanofluide à spectre sélectif absorbe les radiations solaires ayant une longueur d'onde supérieure à 1400 nm tout en traversant le toit de la serre, réduisant ainsi la charge de refroidissement des serres. L'énergie thermique du PV / T est utilisée pour préchauffer l'eau de mer entrant dans l'unité de dessalement pour améliorer l'efficacité du processus. L'analyse du coût du cycle de vie indique que les systèmes utilisant des nanofluides sont moins coûteux que les systèmes classiques en raison d'un meilleur rendement et de faibles besoins énergétiques, en particulier pour le refroidissement. Les réductions du coût du cycle de vie de 22,3% et 12,8% sont obtenues pour System-2 et System-4 par rapport à System-1 et System-3, respectivement. Les collecteurs à tubes sous vide représentent plus de 60% du coût du cycle de vie des systèmes System-1 et System-3, tandis que les modules PV et PV / T représentent plus de 50% du coût du cycle de vie des systèmes System-2 et System-4. . La température ambiante et l'irradiance solaire ont un impact significatif sur le coût du cycle de vie de tous les systèmes. Les valeurs minimales pour le coût actualisé de l'électricité et du refroidissement sont respectivement de 0,033 $ / kWh et 0,015 $ / kWh pour le système-3. Le système-2 a une valeur de coût minimum de 1,45 $ / m3 pour le coût actualisé de l'eau douce.

This study provides a life cycle cost comparison of four different integrated systems powered by solar energy to provide electricity, water, and cooling for a self-sufficient greenhouse complex. System-1 and System-2 have a vapor absorption cooling system, while System-3 and System-4 have a vapor compression cooling system to provide the required cooling. All the systems have a multi-stage flash desalination unit driven by solar thermal energy to provide freshwater. PV or PV/T modules are installed to meet the electricity demands of the greenhouses. A new greenhouse roof concept is introduced in System-2 and System-4, where there are spectrum selective nanofluids as the working fluid of the PV/T units. This spectrum selective nanofluid absorbs solar radiations having wavelength greater than 1400 nm while flowing through the roof of the greenhouse, and thus reducing the cooling load of greenhouses. The thermal energy of PV/T is utilized to pre-heat the sea water entering the desalination unit for improved process efficiencies. The life cycle cost analysis indicates that the systems employing nanofluid are less costly than the regular systems due to better efficiency and lower energy requirements, especially in cooling. The reductions in life cycle cost of 22.3% and 12.8% are obtained for System-2 and System-4 as compared to System-1 and System-3, respectively. The evacuated tube collectors constitute more than 60% share of the life cycle cost of System-1 and System-3, while PV and PV/T modules have more than 50% share in the life cycle cost for System-2 and System-4. The ambient temperature and solar irradiance have a significant impact on the life cycle cost of all systems. The minimum values for the levelized cost of electricity and cooling are found to be 0.033 $/kWh and 0.015 $/kWh, respectively, for the System-3. System-2 has a minimum cost value of 1.45 $/m3 for the levelized cost of freshwater.

None

• AB - Non-spécifique
• FREDO environnement
• FREDO machine, bâtiment et infrastructure
• FREDO performance énergétique
• life cycle assessment
• serres
• énergie

• freshwater
• cooling
• electricity
• food security
• nanofluid
• spectrum selective

Sustainable Production and Consumption

October 23, 2020

23 octobre 2020

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