آنالیز ترمودینامیکی برای ارزیابی راندمان حرارتی و قدرت سیستم هیبریدی GT-SOFE

پیل سوختی اکسید جامد در سال های اخیر به عنوان یکی از تکنولوژی های اصلی با داشتن راندمان بالا برای تولید انرژی الکتریکی از هیدروژن و دیگر هیدروکربن ها مورد استفاده قرار گرفته است. این تکنولوژی چه به صورت پیل سوختی به تنهایی و چه با سیستم های توربین گاز می تواند به صورت هیبریدی مورد استفاده قرار بگیرد. آنالیز ترمودینامیکی کامل برای این سیستم توسعه پیدا می کند. معادلات بالانس جرمی و اگزرژی نه تنها بر روی کل پروسه، بلکه بر روی تک تک اجزای سیستم هیبریدی صورت گرفته تا امکان برآورد راندمان حرارتی برای سیستم هیبریدی بوجود بیاید. همچنین منابع مختلف برگشت ناپذیری در سیستم پیل سوختی اکسید جامد مورد بحث و مدل سازی قرار گرفته و مطالعه ی پارامتری صورت گرفته تأثیرات حررات و فشار بر روی برگشت ناپذیری های پیل سوختی اکسید جامد و راندمان آن را مشخص می نماید. هم از متان و هم سوخت هیدروژن برای SOFC استفاده کرده و مطالعات بر روی هر دوی آنها صورت می گیرد. با توجه به اینکه بیشترین سهم توان تولیدی در سیستم های هیبریدی مربوط به پیل سوختی می باشد. روابط بکاررفته در پیل بطور کامل و در دو بخش مجزای محاسبات الکتروشیمیایی و محاسبات حرارتی توضیح داده خواهد شد. قابل ذکر است در ادامه یک نیروگاه توربین گاز به همراه یک پیل سوختی اکسید جامد شبیه سازی خواهد شد و روابط ترمودینامیکی آن مورد بررسی قرار می گیرد. مدل های اولیه برای هر مؤلفه با استفاده از قوانین اول ودوم ترمودینامیک توسعه یافته اند.

Keywords:

سیستم هیبریدی , توربین گاز , آنالیز اگزرژی و انرژی , آنالیز برگشت ناپذیری