آنالیز چندمعیاره و بهینه سازی سیستم ترکیبی پیل سوختی اکسید جامد–سیکل برایتون فوق بحرانی CO₂ و رانکین آلی بر پایه تحلیل انرژی، اگزرژی، اقتصادی، زیست محیطی، الگوریتم گرگ خاکستری وSWOT: مطالعه پارامتریک
محل انتشار: مهندسی مکانیک مدرس، دوره: 26، شماره: 2
سال انتشار: 1404
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: فارسی
مشاهده: 29
فایل این مقاله در 15 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد
- صدور گواهی نمایه سازی
- من نویسنده این مقاله هستم
استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:
شناسه ملی سند علمی:
JR_MME-26-2_002
تاریخ نمایه سازی: 15 بهمن 1404
چکیده مقاله:
در این پژوهش، عملکرد انرژی، اگزرژی، اقتصادی و زیست محیطی یک پیل سوختی اکسید جامد (SOFC) متصل به دو سیکل پیشنهادی بازیابی حرارت شامل سیکل برایتون فوق بحرانی دی اکسیدکربن (sCO₂) و سیکل ارگانیک رانکین (ORC) بررسی شد. مدل جامع پیل سوختی شامل معادلات الکتروشیمیایی، افت های فعال، اهمی و غلظتی توسعه یافته و با داده های تجربی مرجع اعتبارسنجی گردید. سپس تحلیل انرژی و اگزرژی کل سیستم انجام گردید تا سیکل بهتر با در نظر گرفتن عملکرد و تحلیل SWOT انتخاب گردد. سپس سیکل برایتون فوق بحرانی دی اکسیدکربن مورد بهینه سازی چندهدفه با الگوریتم گرگ خاکستری (GWO) برای بیشینه سازی توان و کمینه سازی تلفات اگزرژی صورت گرفت. نتایج نشان داد با افزایش چگالی جریان از ۰.۴ تا ۱ آمپر بر سانتی متر مربع، ولتاژ سلول از ۰.۸۸ به ۰.۶۳ ولت کاهش و گرمای بازیافتی از ۱۲ به ۲۵ کیلووات افزایش می یابد. در نقطه بهینه به دست آمده از GWO، چگالی جریان ۰.۸۷۵ آمپر برسانتی متر مربع، توان خالص سیستم ۵۰۱ کیلووات، بازده انرژی ۷۴/۵۳٪ و نرخ تخریب اگزرژی کل حدود ۲۳/۳۷۷ کیلووات محاسبه شد. مقایسه دو ترکیب نشان داد که سیستم SOFC–sCO₂ حدود ۲۴٪ بازده انرژی بالاتری نسبت به پیل سوختی اکسید جامد دارد. همچنین، ترکیب بازیاب حرارت با سیستم SOFC–sCO₂ موجب کاهش ۲۱/۳۹٪ در انتشار CO₂ معادل نسبت به SOFC مستقل شدند.
کلیدواژه ها:
پیل سوختی اکسید جامد ، سیکل برایتون فوق بحرانی دی اکسیدکربن ، سیکل ارگانیک رانکین ، تحلیل انرژی و اگزرژی ، بهینه سازی چندهدفه
نویسندگان
بهراد علی زاده خارکشی
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، بابل، ایران
مراجع و منابع این مقاله:
لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :
