مدلسازی ترمو اقتصادی پیل سوختی اکسید جامد با اصلاح مستقیم داخلی و سیرکولاسیون سوخت - در آند

هدف از این مقاله مدلسازی ترمودینامیکی و اقتصادی پیل سوختی اکسید جامد با اصلاح کننده مستقیم داخلی است. گاز سنتز به عنوان سوخت ورودی به پیل در نظر گرفته شده و میزانی از سوخت پس از پایان فرآیند، مجددا به صورت ورودی به سیستم تغذیه میگردد. مدلسازی شامل چهار مرحله میباشد. مرحله اول شامل محاسبه ترکیب مخلوط گاز تعادلی در خروجی کانال سوخت از طریق دبی جرمی ورودی سوخت، ضریب مصرف سوخت، نسبت سیرکولاسیون و مقدار واکنش اصلاح بخار و واکنش دگرگونی آب و گاز است. دوم، با توجه به نیاز خنک کننده پیل، ضریب مصرف هوا قابل محاسبه است. در مرحله سوم ولتاژ ترمینال و توان خروجی پیل محاسبه شده است. در آخر محاسبات اقتصادی شامل تعیین قیمت پیل سوختی و برق تولیدی انجام گردیده. اعتبار بخشی به نتایج با مقایسه دادههای تجربی بدست آمده است. تاثیر نسبت سیرکولاسیون و ضریب مصرف سوخت بر عمکرد پیل سوختی بررسی شده است. نتایج نشان میدهد که نسبت سیرکولاسیون در چگالی جریان پایین تاثیر قابل توجهی ندارد ولی در چگالی جریان بالا با افزایش نسبت سیرکولاسیون، توان خروجی پیل کاهش خواهد یافت. همچنین مشاهده میشود تاثیر ضریب مصرف سوخت بر خلاف نسبت سیرکولاسیون، بیشتر است. نتایج تحلیل اقتصادی نیز بیانگر این نکته میباشد که افزایش دمای کاری پیل، سبب بالا رفتن توان تولیدی خواهد شد و این مسئله سبب کاهش قیمت برق تولیدی و همچنین سایر هزینههای مربوط به خرید، نصب و راهاندازی سیستم خواهد شد.

کلیدواژه ها:

پیل اکسید جامد صفحه ای ، مدلسازی ترمودینامیکی ، اصلاح داخلی ، آنالیز اقتصادی ، سیرکولاسیون سوخت