تحلیل انرژی، اگزرژی و بهینه سازی یک سیستم تولید همزمان بر پایه پیل سوختی اکسید جامد صفحه ای جهت کاربرد مسکونی

پیش بینی می شود که سیستم های تولید همزمان بدلیل داشتن راندمان کلی بالاتر، در آینده نزدیک جایگزین سیستم های مرسوم تولید حرارت و توان در بخش مسکونی شوند. در میان سیستم های تولید همزمان مختلف، سیستم های مبتنی بر پیل سوختی به دلایلی چون راندمان بالا، چگالی قدرت بالا، آلایندگی و سرو صدای کم، گزینه مناسبی جهت تولید همزمان می باشند. در این مقاله اولا اجزاء یک سیستم تولید همزمان بر پایه پیل سوختی اکسید جامد معرفی و ثانیا سیستم از نقطه نظر انرژی و اگزرژی مدل سازی است. سپس با استفاده از الگوریتم های بهینه سازی و انتخاب سه تابع هدف تولید توان الکتریکی، تولید حرارت و حداقل کردن اتلاف اگزرژی بهینه سازی شده است. نتایج شامل محاسبه پارامترهای کاری سیستم با این سه رویکرود است که نشان می دهند که بیشترین تغییرات اگزرژی در کانال سوخت توده پیل سوختی و بیشترین میزان برگشت ناپذیری به ترتیب مربوط به بازیاب (38%)، کوره کاتالیستی (37%) و پیل سوختی (16%) است. در میان مصرف کننده های توان سیستم، کمپرسور هوا با مصرف (14%) توان تولیدی پیل سوختی، مصرف کننده های عمده توان محسوب می شود. نتایج بهینه سازی نیز نشان می دهند که برای حداقل کردن اتلاف اگزرژی، رویکرد تولید توان رویکرد مناسب تری است. بنابراین فرض استفاده از یک سیستم تولید همزمان در مقایسه با یک سیستم منفرد تولید برق و یا حرارت کاملا اثبات می گردد.

Keywords:

اکسید جامد , پیل سوختی , تولید همزمان , بهینه سازی , تحلیل اگزرژی