مقایسه اثر ریفورم داخلی و خارجی متان بر عملکرد کلی یک سیستم تولید همزمان بر پایه پیل سوختی اکسید-جامد

در این مقاله، نحوه ریفورم سوخت مورد استفاده برای پیل سوختی قبل از ورودی پیل از طریق ریفورمر خارجی و یا ریفورم آن در داخل پیل، پارامتری موثر در میزان راندمان پیل سوختی و در نهایت راندمان کلی سیستم مورد نظر بشمار می رود. در اینمطالعه ابتدا با ریفورم سوخت متان در داخل پیل سوختی (SOFC-IR (و سپس مقایسه نتایج آن با حالت ریفورم خارجی (SOFC-ER (به وسیله ریفورمر، سعی بر بررسی عملکرد کلی و مطالعه رفتار دیگر پارامترهای مهم سیکل تولید همزمان پیلسوختی اکسید جامد (SOFC (و بازیاب حرارتی را خواهیم داشت. به همین منظور به کمک نرم افزار EES این دو سیکل باتزریق سوخت متان مدل سازی می شوند. سپس به منظور کاهش اتلافات سیستم با تعمیم مدل، چرخه ترکیبی پیل سوختی اکسید جامد و مبدل بازیافت گرما (HRSG (هر کدام از سیکل ها کدنویسی و شبیه سازی شده و از دیدگاه قانون اولترمودینامیک مورد مطالعه قرار خواهند گرفت. با توجه به نوآوری سیکل اثر تغییرات دو پارامتر مهم پیل سوختی یعنی دمایورودی به پیل ( ) و چگالی جریان (J (روی پارامترهای مختلف سیکل یعنی افت ولتاژ اهمی، افت ولتاژ فعال سازی، افت ولتاژ غلظتی، ولتاژ واقعی هر سلول پیل، ولتاژ ایده آل پیل (Nernst ،(توان کل تولیدی و بازده قانون اول پیل سوختی وسیستم های مذکور، بررسی شده و نهایتا با مقایسه میزان بازده ها، نحوه بهینه ریفورم سوخت متان در این نوع سیستم های تولید همزمان، مشخص می گردد. پس از شبیه سازی و حصول نتایج مشخص گردید که بازده قانون اول حالت ریفورم داخلی و خارجی سوخت به ترتیب 3,67 % و 67 % می باشند.

کلیدواژه ها:

پیل سوختی اکسید-جامد ، سیستم تولید همزمان ، ریفورم داخلی ، ریفورم خارجی ، سوخت متان