تحليل ترموديناميكي و آناليز اگزرژي سيكل هاي نوين توليد همزمان برق و حرارت و پيل سوختي اكسيد جامد

Conventional CHP in Comparison With SOFC-CHP Through Second Law of Thermodynamics

از جمله مواردي كه به عنوان راه‌حلي براي كاهش مصرف انرژي و كاهش آلودگي هوا استفاده وسيعي يافته است، سيكل‌هاي توليد همزمان برق و حرارت ياCHP مي‌باشد. در اين‌گونه سيكل‌ها گازهاي خروجي از توربين گاز وارد واحد توليد بخار گشته تا بخار يا آب‌گرم مصرفي مورد نياز را توليد كند. در اين ميان و با توجه به كاربرد روز افزون پيل‌هاي سوختي اكسيد‌جامد، سيكل‌هاي تركيبي شامل پيل‌سوختي، توربين گاز و بويلر بازياب مورد توجه قرار گرفته شده است. در اين مقاله سيكل تركيبي شامل پيل‌سوختي، توربين گاز و بويلر بازياب از نظر ترموديناميكي تحليل شده و نتايج عملكرد آن با سيكل CHP معمولي مقايسه شده است. مدلسازي الكتروشيميايي و شيميايي پيل سوختي و همچنين آناليز اگزرژي و ترموديناميكي كليه اجزاي سيكل انجام شده است. در دامه تغييرات عملكرد سيكل با پارامترهاي اساسي سيكل مانند دماي محصولات احتراق ورودي به توربين گاز، فشار بخار بويلر بازياب، نقطه پينچ، شدت جريان و دماي استك پيل سوختي، مورد بررسي قرار گرفته و نتايج تحليل شده‌اند. بنابر نتايج حاصله، راندمان سيكل تركيبي شامل پيل سوختي به مراتب بالاتر مي باشد

SOFC-GT cycle coupled with a steam generator is investigated in this paper through the exergy analysis. Chemical and electrochemical simulation of SOFCs and thermodynamic and exergy models of other components are discussed and results are compared with a GT-Steam generator cycle. Based on simulation results Exergy efficiency of SOFC-GT- Steam generator is higher than conventional GT-Steam generator cycle. Furthermore parametric study is performed and results are presented. Parametric study shows that stack temperature and compressor pressure ratio can increase the efficiency but cell current density and TIT decrease the efficiency. Increase in steam pressure and decrease in Pinch Point, will increase the exergy efficiency