معرفی و بررسی عملکرد ترکیب جدید پیل سوختی و توربین گازی

با توجه به معضل انرژی در جهان امروز، استفاده از روش های جدید تبدیل انرژی مثل واکنش های الکتروشیمیایی برای تبدیل مستقیم سوخت به انرژی الکتریکی مورد توجه قرار گرفته است. پیل های سوختی تجهیزاتی هستند که به این منظور طراحی شده اند. پیل سوختی اکسید جامد یک پیل سوختی دما بالاست که توجه محققان را به خود جلب کرده است. پژوهش حاضر امکان ترکیب دو پیل سوختی اکسید جامد به صورت سری را با یک توربین گازی برای تولید توان مورد بررسی قرار داده است. شرایط عملکردی سیستم به کمک معادلات ترمودینامیکی و موازنه های انرژی و اگزرژی و با استفاده از نرم افزار EES مطالعه شده است. تاثیر ضریب مصرف سوخت و چگالی جریان هر دو پیل روی بازده مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد بین ضریب مصرف سوخت پیل ها و بازده عملکردی سیستم رابطه ای مستقیم وجود دارد به طوریکه افزایش ضریب مصرف سوخت پیل۲ از ۶/۰ تا ۹/۰، در یک ضریب مصرف سوخت ثابت ۶/۰ برای پیل ۱، بازده سیستم را تقریبا ۱۶% افزایش می دهد. همچنین بررسی ها روی تاثیر چگالی جریان بر بازده نشان می دهد که هرچند با افزایش چگالی جریان پیل۱ در محدوده مشخصی، بازده سیستم کاهش می یابد اما تاثیر چگالی جریان پیل۲ تاثیری مستقیم نیست و باعث ایجاد نقطه بیشینه در نمودار آن می شود. در پایان، بازده انرژی محاسبه شده برای این سیستم ۹۳/۶۳% و کل نابودی اگزرژی آن ۱/۳۸۴ کیلووات است.

Keywords:

پیل سوختی اکسید جامد , توربین گازی , تحلیل ترمودینامیکی , اگزرژی