معرفي و بررسي عملكرد تركيب جديد پيل سوختي و توربين گازي

با توجه به معضل انرژي در جهان امروز، استفاده از روش‌هاي جديد تبديل انرژي مثل واكنش‌هاي الكتروشيميايي براي تبديل مستقيم سوخت به انرژي الكتريكي مورد توجه قرار گرفته است. پيل‌هاي سوختي تجهيزاتي هستند كه به اين منظور طراحي شده اند. پيل سوختي اكسيد جامد يك پيل سوختي دما بالاست كه توجه محققان را به خود جلب كرده است. پژوهش حاضر امكان تركيب دو پيل سوختي اكسيد جامد به صورت سري را با يك توربين گازي براي توليد توان مورد بررسي قرار داده است. شرايط عملكردي سيستم به كمك معادلات ترموديناميكي و موازنه‌هاي انرژي و اگزرژي و با استفاده از نرم‌افزار EES مطالعه شده است. تأثير ضريب مصرف سوخت و چگالي جريان هر دو پيل روي بازده مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج نشان مي‌دهد بين ضريب مصرف سوخت پيل‌ها و بازده عملكردي سيستم رابطه‌اي مستقيم وجود دارد به طوريكه افزايش ضريب مصرف سوخت پيل۲ از ۶/۰ تا ۹/۰، در يك ضريب مصرف سوخت ثابت ۶/۰ براي پيل ۱، بازده سيستم را تقريباً 16% افزايش مي‌دهد. همچنين بررسي‌ها روي تأثير چگالي جريان بر بازده نشان مي‌دهد كه هرچند با افزايش چگالي جريان پيل۱ در محدوده مشخصي، بازده سيستم كاهش مي‌يابد اما تأثير چگالي جريان پيل۲ تأثيري مستقيم نيست و باعث ايجاد نقطه بيشينه در نمودار آن مي‌شود. در پايان، بازده انرژي محاسبه شده براي اين سيستم ۹3/63% و كل نابودي اگزرژي آن ۱/۳۸۴ كيلووات است.