بررسی موضوعی ترکیب پیل سوختی اکسید جامد با یک نیروگاه 10 مگاواتی

نوع مقاله: مقاله علمی ترویجی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، مجتمع دانشگاه هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران

2 کارشناس ارشد، دانشکدة فنی مهندسی، دانشگاه آزاداسلامی واحد تهران جنوب، تهران

چکیده

بهره‌برداری همه‌روزه از انرژی‌های تجدیدپذیر از یکسو سبب کاهش مصرف سوخت­های فسیلی و از سوی دیگر موجب کاهش آلاینده‌های زیست‌محیطی می شود. از جمله انرژی‌های تجدیدپذیر می­توان به پیل­های سوختی اشاره کرد که با به‌کارگیری فرایندهای الکتروشیمیایی توان تولید می­کند. در میان پیل­های سوختی، قابلیت پیل‌های سوختی اکسید جامد در ترکیب با نیروگاه‌های گازی سبب شده است که سامانة هیبریدی حاصل به‌عنوان یک سامانة تولید توان نوین معرفی شود. پیل سوختی اکسید جامد به سه روش مستقیم، غیرمستقیم و نیمه‌مستقیم با توربین گازی ترکیب می‌شود. هدف این مقاله مقایسة عملکردی و اقتصادی ترکیب سه روش اتصال پیل سوختی اکسید جامد با یک نیروگاه گازی 10 مگاواتی با راندمان 30 درصد است. نتایج نشان می­دهد خروجی نیروگاه با اتصال سامانة پیل سوختی اکسید جامد به‌صورت مستقیم به 37 مگاوات با راندمان 2/66 درصد، با اتصال نیمه­مستقیم به 6/21 مگاووات با راندمان 2/49 درصد و با اتصال غیرمستقیم به 6/20 مگاوات با راندمان 5/48 درصد خواهد رسید. این نتایج نویدبخش افزایش چشمگیری در بهبود عملکرد نیروگاه گازی است. تحلیل ترمواکونومیک این نوع پیکربندی­ها در نیروگاه مورد اشاره از دیگر موارد مورد بررسی می­باشد.

کلیدواژه‌ها


[1] N. F. Bessette, J. F. Pierre, Status of Siemens Westinghouse tubular solid oxide fuel cell technology and development program, Proceedings of the 2000 Fuel Cell Seminar, Courtesy Associates, November 2000.

[2] X. Zhang, S. H. Chan, G. Li, H. K. Hob, J. Li, Z. Fenga, A review of integration strategies for solid oxide fuel cells, Journal of Power Sources, Vol. 195, 2010, pp. 685-702.

[3] A. Buonomano, F. Calise, M. Dentice d’Accadia, A. Palombo, M. Vicidomini, Hybrid solid oxide fuel cells-gas turbine systems for combined heat and power: A review, Journal of Applied Energy, Vol. 156, 2015, pp. 32–85.

[4] Denver F. Cheddie, Integration of A Solid Oxide Fuel Cell into A 10 MW Gas Turbine Power Plant, Energies, Vol. 3, 2010, pp. 754-769.

[5] Denver F. Cheddie, R. Murray, Thermo-economic modeling of an indirectly coupled solid oxide fuel cell/gas turbine hybrid power plant, Journal of Power Sources, Vol. 195, 2010, pp. 8134–8140.

[6] Denver F. Cheddie, Thermo-economic optimization of an indirectly coupled solid oxide fuel cell/gas turbine hybrid power plant, Journal of Hydrogen Energy, Vol. 36, 2011, pp. 1702-1709

[7] Denver F. Cheddie, Renique Murray, Thermo-economic modeling of a solid oxide fuel cell/gas turbine power plant with semi-direct coupling and anode recycling, Journal of Hydrogen Energy, Vol. 35, 2010, pp. 11208-11215.

[8] S. H. Chan, H. K. Ho, Y. Tian, Modeling of simple hybrid solid oxide fuel cell and gas turbine power plant, Journal of Power Sources, Vol.109, 2002, pp.111-120.

[9] A. Arsalis, Thermo-economic modeling and parametric study of hybrid solid oxide fuel cell –gas turbine–steam turbine power plants ranging from 1.5 MW to 10 MW, M.Sc. thesis, Virginia Polytechnic Institute and State University, 2007.