بررسی ترمواکونومی ترکیب پیل سوختی اکسید جامدو توربین گاز

نیاز به انرژی پاک و کاهش تولید گاز های گلخانه ای، تلاش برای یافتن جای گزینی برای تولید انرژی را افزایش داده است. در بازار تولید انرژی، هیبرید پیل سوختی و توربین گاز، با سیستم هایی از چند ده کیلووات تا چندین مگاوات تولید انرژی الکتریکی را پوشش می دهند یک گزینه جالب می باشد. پیل سوختی یک مولد قدرت الکتریکی است که سوخت و اکسید کننده را به عنوان ورودی می گیرد و الکتریسیته را به عنوان خروجی تحویل می دهد و قابلیت تولید الکتریسیته با بازدهی بالا (35-55% برمبنای مقدار حرارتی پایین تر) و تولید آلاینده پایین را دارند. در میان انواع پیل های سوختی، پیل-های سوختی اکسید جامد دارای دمای عملیاتی بالا می باشند و به همین دلیل می توانند نقش مبدل داخلی را داشته باشند. این امر سبب می شود تا در این نوع پیل از سوخت های فسیلی نظیر گاز طبیعی بتوان بطور مستقیم مورد استفاده کرد. در این پروژه، سیکل ترکیبی پیل سوختی اکسید جامد و توربین گاز همراه با تزریق بخار به لحاظ ترمواکونومیکی مورد بررسی قرار می‎گیرد. . سیکل مفروض شامل کمپرسور هوا و سوخت، پیل سوختی اکسید جامد، محفظه احتراق و توربین گاز و بازیاب حرارتی تولید کننده بخار (hrsg) می باشد. با توجه به دمای بالای عملکرد پیل‎های سوختی اکسید جامد، استفاده از انرژی محصولات خروجی از آن مورد توجه قرار دارد و از آن جهت تولید بخار جهت تزریق به توربین بخار استفاده می شود، زیرا تحقیقات افزایش راندمان سیکل های همراه با تزریق بخار را نشان می دهد. طبق مطالعات انجام شده یکی از روش های تحلیل ترمواکونومیکی، استفاده از تحلیل اگزرژی که بر مبنای قانون دوم ترمودینامیک می باشد، لذا تحلیل اگزرژی، جهت کلیه اجزاء موجود در سیکل استفاده می‎گردد. در این پایان نامه، فصل 1، مقدمه ای است در خصوص نحوه کار پیل سوختی، مزایا و معایب، کاربرد ها و انواع پیل های سوختی. فصل 2 به پیل سوختی اکسید جامد به عنوان پیل سوختی مورد مطالعه در این پایان نامه می پردازد و هم چنین سیکل هیبرید پیل سوختی اکسید جامد و توربین گاز و مروری بر مطالعات انجام شده در این خصوص ارائه شده است. البته به تاریخچه توربین گاز همراه با تزریق بخار نیز که در این سیکل نیز استفاده شده اشاره شده است.. در فصل 3، به مدلسازی ترمودینامیکی کلیه اجزاء سیکل هیبرید پرداخته شده است. در فصل 4 نیز جهت تحلیل ترمواکونومیک ابتدا مفاهیم اگزرژی توضیح داده شده و تحلیل اگزرژی اجزاء سیکل و سپس موازنه اگزرژی کل سیکل مورد بررسی قرار گرفته است. در نهایت نیز تحلیل ترمواکونومیک سیکل با توجه به تحلیل اگزرژی انجام شده است. سپس چند تحلیل ترمواکونومیک ارائه شده در سایر منابع نیز ارائه شده است. در فصل 5 نیز نتایج عددی این پایان نامه، میزان بازگشت ناپذیری های (اتلاف اگزرژی) اجزاء سیکل و تحلیل پارامتری جهت 2 پارامتر تعیین کننده قیمت واحد انرژی و بازدهی اگزرژی ارائه شده است.