مدل‌سازی و تحلیل ترمودینامیکی تولید همزمان برق و حرارت مبتنی بر پیل سوختی اکسید جامد در بخش ساختمان

نویسندگان

1 استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد امام خمینی (ره) شهرری، تهران، ایران

doi
چکیده

در این تحقیق، مدل‌سازی ترمودینامیکی یک سیکل تولید همزمان برق و حرارت بر پایه پیل سوختی اکسید جامد با کاربردهای ساختمانی انجام شده است. در ابتدا با معرفی سیکل پیشنهادی و ارائه روش مدل‌سازی، نحوه تحلیل ترمودینامیکی توضیح داده شده است. در ادامه با استفاده از نرم افزار تحلیلی Cycle Tempo، شبیه‌سازی سیکل انجام شده و معادلات بالانس جرم، انرژی و الکتروشیمی بصورت همزمان حل شده‌اند. پس از ارائه نتایج عملکردی سیکل، تحلیل پارامتریک بر روی مشخصه‌های اصلی تاثیر گذار بر عملکرد سیکل بررسی و شرایط عملیاتی مناسب مشخص شده است. نتایج حاصله دستیابی به توان الکتریکی 00/14 کیلووات، توان حرارتی 56/4 کیلووات، نسبت حرارت به توان 32 % را در بازدهی الکتریکی خالص 5/58 % و بازده کل 3/77 % نشان می‌دهد. این نتایج تایید کننده جذابیت بالای این سیستم‌ها در قیاس با سایر فناوری‌های تولید همزمان برق و حرارت مبتنی بر موتورهای گازسوز یا میکروتوربین‌های گازی می‌باشد. با توجه به قابلیت عملکرد سیستم در نسبت حرارت به توان‌های مختلف، استفاده از این سیستم در ساختمان‌های اداری و در اقلیم‌های گرم و گرم و معتدل، توصیه می‌گردد.