Original Title: LCOE and Exergoeconomic analysis of Air-cooled Binary Power Plant
Source: publications.mygeoenergynow.org
Disclaimer: Summary generated by AI based on the provided document. Please refer to the original paper for full scientific accuracy.

ការវិភាគតម្លៃអគ្គិសនីកម្រិតស្មើ (LCOE) និងសេដ្ឋកិច្ចថាមពល (Exergoeconomic) នៃរោងចក្រថាមពលទ្វេប្រព័ន្ធបញ្ចុះកម្ដៅដោយខ្យល់

ចំណងជើងដើម៖ LCOE and Exergoeconomic analysis of Air-cooled Binary Power Plant

អ្នកនិពន្ធ៖ Alvin Kiprono Bett (Kyushu University, Jomo Kenyatta University of Agriculture and Technology), Saeid Jalilinasrabady (Kyushu University), Maria Zhahata Geraldinne Malana (Department of Energy, Taguig City, Philippines)

ឆ្នាំបោះពុម្ព៖ GRC Transactions, Vol. 45, 2021

វិស័យសិក្សា៖ Geothermal Energy Engineering

១. សេចក្តីសង្ខេបប្រតិបត្តិ (Executive Summary)

បញ្ហា (The Problem)៖ ការសិក្សានេះដោះស្រាយលើបញ្ហានៃការធ្វើឲ្យប្រសើរឡើងនូវការទាញយកថាមពលពីធនធានកម្ដៅផែនដីកម្រិតទាប តាមរយៈការវាយតម្លៃផ្នែកទែរម៉ូឌីណាមិក និងសេដ្ឋកិច្ចនៃរោងចក្រថាមពល។

វិធីសាស្ត្រ (The Methodology)៖ ការស្រាវជ្រាវនេះប្រើប្រាស់ការធ្វើម៉ូដែលគណិតវិទ្យា និងការក្លែងធ្វើកម្មវិធីដើម្បីវិភាគ និងបង្កើនប្រសិទ្ធភាពរោងចក្រថាមពលដោយផ្អែកលើទិន្នន័យសីតុណ្ហភាពជាក់ស្តែង។

លទ្ធផលសំខាន់ៗ (The Verdict)៖

២. ការវិភាគលើប្រសិទ្ធភាព និងដែនកំណត់ (Performance & Constraints)

វិធីសាស្ត្រ (Method) គុណសម្បត្តិ (Pros) គុណវិបត្តិ (Cons) លទ្ធផលគន្លឹះ (Key Result)
Binary Power Plant at 187°C Brine
រោងចក្រថាមពលទ្វេប្រព័ន្ធ (Binary) ប្រើប្រាស់សីតុណ្ហភាពទឹកប្រៃ ១៨៧°C
បង្កើតថាមពលអគ្គិសនីបានច្រើនជាងគេ (2,633 kW) និងមានតម្លៃ LCOE ទាបបំផុត។ សីតុណ្ហភាពចាក់បញ្ចូលឡើងវិញ (Reinjection) មានកម្រិតទាបពេក (៥៦°C) ដែលបង្ហាញថាការប្រើ Isobutane អាចមិនមែនជាជម្រើសល្អបំផុតសម្រាប់កម្ដៅកម្រិតនេះ។ តម្លៃ LCOE ៧,៩៦ សេន/kWh និងប្រសិទ្ធភាព Exergy ៣៥,៤២%។
Binary Power Plant at 156°C Brine
រោងចក្រថាមពលទ្វេប្រព័ន្ធ (Binary) ប្រើប្រាស់សីតុណ្ហភាពទឹកប្រៃ ១៥៦°C
សារធាតុរាវ Isobutane មានភាពស័ក្តិសមខ្លាំងបំផុត ផ្តល់នូវប្រសិទ្ធភាពកម្ដៅ (Thermal efficiency) ខ្ពស់បំផុត និងមានសីតុណ្ហភាពចាក់បញ្ចូលឡើងវិញល្អ (៨៦°C)។ បង្កើតថាមពលអគ្គិសនីបានតិចជាងជម្រើសសីតុណ្ហភាព ១៨៧°C។ តម្លៃ LCOE ៨,១២ សេន/kWh និងប្រសិទ្ធភាពកម្ដៅ ៩,៥%។
Binary Power Plant at 120°C Brine
រោងចក្រថាមពលទ្វេប្រព័ន្ធ (Binary) ប្រើប្រាស់សីតុណ្ហភាពទឹកប្រៃ ១២០°C
អាចទាញយកថាមពលពីប្រភពកម្ដៅកម្រិតទាបបំផុតសម្រាប់ការផលិតអគ្គិសនី។ ប្រសិទ្ធភាព Exergy ទាបបំផុត និងតម្លៃផលិតអគ្គិសនី (LCOE) ខ្ពស់ជាងគេ។ តម្លៃ LCOE ៩,៩៤ សេន/kWh និងប្រសិទ្ធភាព Exergy ២០%។

ការចំណាយលើធនធាន (Resource Cost)៖ ការសិក្សានេះទាមទារកម្មវិធីកុំព្យូទ័រសម្រាប់ធ្វើម៉ូដែលទែរម៉ូឌីណាមិក និងការវិភាគសេដ្ឋកិច្ច ព្រមទាំងទិន្នន័យជាក់ស្តែងពីអណ្តូងកម្ដៅផែនដី។

៣. ការពិនិត្យសម្រាប់បរិបទកម្ពុជា/អាស៊ីអាគ្នេយ៍

ភាពលំអៀងនៃទិន្នន័យ (Data Bias)៖

ឯកសារនេះប្រើប្រាស់ទិន្នន័យជាក់លាក់ពីតំបន់កម្ដៅផែនដី Olkaria ក្នុងប្រទេសកេនយ៉ា។ ទិន្នន័យភូមិសាស្ត្រ និងលក្ខណៈនៃអាងស្តុកកម្ដៅផែនដីនេះគឺមានភាពខុសគ្នាស្រឡះពីប្រទេសដទៃទៀត។ សម្រាប់កម្ពុជា ដែលមិនទាន់មានការស្រាវជ្រាវពេញលេញពីសក្តានុពលកម្ដៅផែនដី ការអនុវត្តលទ្ធផលដោយផ្ទាល់អាចមានភាពលម្អៀង និងទាមទារការវាយតម្លៃភូមិសាស្ត្រក្នុងស្រុកជាមុនសិន។

លទ្ធភាពនៃការអនុវត្ត (Applicability)៖

ទោះបីជាកម្ពុជាមិនទាន់មានគម្រោងថាមពលកម្ដៅផែនដីក៏ដោយ វិធីសាស្ត្រនេះនៅតែមានសារៈសំខាន់សម្រាប់ការសិក្សាពីការប្រើប្រាស់កម្ដៅកម្រិតទាប។

ការរចនារោងចក្រថាមពលទ្វេប្រព័ន្ធដោយប្រើ Isobutane និងការវិភាគបែប Exergoeconomic គឺជាគំរូវិភាគដ៏ល្អសម្រាប់វិស្វករកម្ពុជា ក្នុងការសិក្សាប្រភពថាមពលកកើតឡើងវិញនាពេលអនាគត។

៤. ផែនការសកម្មភាពសម្រាប់និស្សិត (Actionable Roadmap)

ដើម្បីអនុវត្តតាមការសិក្សានេះ និស្សិតគួរអនុវត្តតាមជំហានខាងក្រោម៖

  1. សិក្សាមូលដ្ឋានគ្រឹះនៃ Thermodynamics និង ORC: និស្សិតត្រូវស្វែងយល់ពីគោលការណ៍កម្ដៅ ការវិភាគ Exergy និងដំណើរការនៃប្រព័ន្ធ Organic Rankine Cycle (ORC) ដែលប្រើប្រាស់សារធាតុរាវ (Working fluid) ដូចជា Isobutane ជំនួសឱ្យទឹកធម្មតា។
  2. អនុវត្តការប្រើប្រាស់កម្មវិធី EES: ទាញយក និងរៀនសរសេរកូដក្នុងកម្មវិធី Engineering Equation Solver (EES) ដើម្បីដោះស្រាយសមីការតុល្យភាពថាមពល ម៉ាស់ និងការស្វែងរកចំណុចប្រសិទ្ធភាពបំផុត (Optimization) នៃប្រព័ន្ធកម្ដៅ។
  3. រៀនគណនាតម្លៃអគ្គិសនីដោយកម្មវិធី SAM: រៀនប្រើប្រាស់កម្មវិធី System Advisor Model (SAM) របស់មន្ទីរពិសោធន៍ NREL (ឥតគិតថ្លៃ) ដើម្បីបញ្ចូលទិន្នន័យពី EES និងគណនាតម្លៃអគ្គិសនីកម្រិតស្មើ (LCOE) សម្រាប់គម្រោងថាមពល។
  4. ប្រមូលទិន្នន័យ និងធ្វើការក្លែងធ្វើកម្ដៅសំណល់: ជ្រើសរើសរោងចក្រឧស្សាហកម្មណាមួយនៅកម្ពុជា ប្រមូលទិន្នន័យសីតុណ្ហភាពកម្ដៅសំណល់ (Waste heat) ហើយអនុវត្តជំហានខាងលើដើម្បីវាយតម្លៃថាតើការបំប្លែងកម្ដៅនោះទៅជាអគ្គិសនីទទួលបានផលចំណេញដែរឬទេ។

៥. វាក្យសព្ទបច្ចេកទេស (Technical Glossary)

ពាក្យបច្ចេកទេស ការពន្យល់ជាខេមរភាសា (Khmer Explanation) និយមន័យសាមញ្ញ (Simple Definition)
Levelized Cost of Electricity (LCOE) ជារង្វាស់សេដ្ឋកិច្ចមួយដែលគេប្រើដើម្បីគណនាតម្លៃមធ្យមនៃការផលិតអគ្គិសនី១គីឡូវ៉ាត់ម៉ោង (kWh) ដោយបូកបញ្ចូលតម្លៃសាងសង់ ការថែទាំ និងប្រតិបត្តិការពេញមួយជីវិតកាលរបស់រោងចក្រ ចែកនឹងបរិមាណអគ្គិសនីសរុបដែលវាអាចផលិតបាន។ វាដូចជាការគណនាតម្លៃដើមមធ្យមនៃនំប៉័ងមួយដុំ ដោយបូកបញ្ចូលទាំងថ្លៃទិញម៉ាស៊ីនដុត ថ្លៃម្សៅ និងថ្លៃភ្លើងពេញមួយឆ្នាំ ចែកនឹងចំនួននំប៉័ងទាំងអស់ដែលអ្នកធ្វើបាន។
Exergoeconomic analysis ជាការរួមបញ្ចូលគ្នារវាងការវិភាគថាមពល (Exergy) និងសេដ្ឋកិច្ច ដើម្បីស្វែងយល់ថាតើការបាត់បង់ថាមពលនៅត្រង់ចំណុចណាមួយនៃប្រព័ន្ធ ធ្វើឱ្យខាតបង់ប្រាក់ប៉ុន្មាន និងជួយរកវិធីកាត់បន្ថយការខ្ជះខ្ជាយនេះ ដើម្បីចំណេញថវិកា។ ដូចជាការតាមដានមើលថាតើការលេចធ្លាយបំពង់ទឹកនៅផ្ទះរបស់អ្នក ធ្វើឱ្យអ្នកខាតលុយប៉ុន្មានរៀលក្នុងមួយខែ ដើម្បីសម្រេចចិត្តថាគួរជួសជុលវាឬទុកវាចោល។
Exergy ជាបរិមាណថាមពលអតិបរមាដែលអាចទាញយកមកប្រើប្រាស់ជាប្រយោជន៍បាន (បំប្លែងជាការងារ ឬអគ្គិសនី) មុនពេលប្រព័ន្ធនោះចុះត្រជាក់ ឬអស់សក្តានុពលស្មើនឹងបរិយាកាសជុំវិញ។ បើថាមពល (Energy) គឺជាទឹកទាំងអស់ក្នុងធុង នោះ Exergy គឺជាបរិមាណទឹកពិតប្រាកដដែលអាចហូរចេញមកក្រៅដោយកម្លាំងសម្ពាធដើម្បីបង្វិលកង់រ៉ឺម៉កបាន។
Air-cooled Binary Power Plant ជារោងចក្រថាមពលកម្ដៅផែនដីដែលមិនប្រើទឹកក្ដៅផ្ទាល់ដើម្បីបង្វិលទួរប៊ីនទេ តែយកកម្ដៅនោះទៅដាំសារធាតុរាវម្យ៉ាងទៀតឱ្យពុះជាចំហាយដើម្បីផលិតអគ្គិសនី រួចប្រើកង្ហារខ្យល់បក់ធ្វើឱ្យចំហាយនោះត្រជាក់ក្លាយជាទឹករាវវិញ ដោយមិនប្រើប្រាស់ប្រភពទឹកត្រជាក់ឡើយ។ ដូចជាការយកទឹកក្ដៅទៅស្ងោរឆ្នាំងស៊ុបមួយទៀតដែលដាក់ទឹកស៊ីរ៉ូ ហើយពេលចំហាយស៊ីរ៉ូហុយឡើងវាទៅរុញកង្ហារ មុននឹងត្រូវខ្យល់ផ្លុំឱ្យត្រជាក់វិលចូលឆ្នាំងវិញ។
Organic Rankine Cycle (ORC) ជាប្រព័ន្ធដំណើរការទែរម៉ូឌីណាមិកដែលស្រដៀងនឹងម៉ាស៊ីនចំហាយទឹកដែរ ប៉ុន្តែវាប្រើប្រាស់សារធាតុសរីរាង្គ (ដូចជាឧស្ម័នចំហេះ) ដែលងាយពុះនៅសីតុណ្ហភាពទាប ដើម្បីទាញយកថាមពលពីប្រភពកម្ដៅកម្រិតទាប (ដូចជាទឹកក្ដៅផែនដី ឬកម្ដៅសំណល់រោងចក្រ) មកផលិតអគ្គិសនី។ ប្រៀបដូចជាការប្រើប្រាស់អាល់កុលជំនួសឱ្យទឹកធម្មតាដើម្បីបង្កើតចំហាយរុញម៉ាស៊ីន ព្រោះអាល់កុលឆាប់ពុះទោះបីជាកម្ដៅមិនសូវខ្លាំងក៏ដោយ។
Isobutane ជាប្រភេទឧស្ម័នអ៊ីដ្រូកាបូនមួយប្រភេទ ត្រូវបានគេប្រើជាសារធាតុរាវវិលជុំ (Working fluid) ក្នុងរោងចក្រអគ្គិសនី ORC ព្រោះវាមានចំណុចរំពុះទាប ស័ក្តិសមនឹងការចាប់យកកម្ដៅកម្រិតមធ្យមមកបំប្លែងជាថាមពល។ វាដើរតួដូចជាទឹកនៅក្នុងកំសៀវអគ្គិសនី ប៉ុន្តែវាងាយនឹងពុះខ្លាំងជាងទឹកឆ្ងាយណាស់ ទើបគេនិយមយកវាទៅប្រើដើម្បីឆក់យកកម្ដៅតិចតួចបង្កើតជាថាមពល។
Enthalpy drop គឺជាការថយចុះនៃបរិមាណថាមពលកម្ដៅសរុប (Enthalpy) របស់សារធាតុរាវ ពេលវាឆ្លងកាត់និងរុញទួរប៊ីន ដែលការថយចុះនេះត្រូវបានបំប្លែងទៅជាកម្លាំងមេកានិចសម្រាប់ផលិតអគ្គិសនី។ ដូចជាទឹកធ្លាក់ពីលើភ្នំចុះមកក្រោម កម្ពស់ដែលបាត់បង់ (កម្លាំងសង្កត់) គឺជាកម្លាំងដែលធ្វើឱ្យកង់រ៉ឺម៉កទឹកវិលដើម្បីផលិតភ្លើង។
Pinch point គឺជាចំណុចនៅក្នុងឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរកម្ដៅ ដែលសីតុណ្ហភាពរវាងសារធាតុក្ដៅ និងសារធាតុត្រជាក់មានគម្លាតតូចបំផុត (ឧ. គម្លាតត្រឹម 8°C) ដែលវាជាកត្តាកំណត់ប្រសិទ្ធភាពនៃការផ្ទេរកម្ដៅ។ ដូចជាពេលអ្នកយកទឹកកកទៅត្រាំក្នុងទឹកក្ដៅ វានឹងមកដល់ចំណុចមួយដែលសីតុណ្ហភាពទឹកទាំងពីរជិតស្មើគ្នា ដែលធ្វើឱ្យការរលាយទឹកកកប្រព្រឹត្តទៅយឺតបំផុត។

៦. ប្រធានបទពាក់ព័ន្ធ (Further Reading)

អត្ថបទដែលបានបោះពុម្ពនៅលើ KhmerResearch ដែលទាក់ទងនឹងប្រធានបទនេះ៖

ប្រធានបទ និងសំណួរស្រាវជ្រាវដែលទាក់ទងនឹងឯកសារនេះ ដែលអ្នកអាចស្វែងរកបន្ថែម៖