بررسی انواع سیستم های هیبریدی پیل سوختی اکسید جامد و توربین گاز و تأثیر پارامترهای مختلف بر روی عملکرد آن

امروزه تبدیل انرژی با استفاده از ابزارهای تمیز، کارآمد و دوستدار طبیعت یکی ازمهمترین دغدغه های جامعه بشری می باشد. پیل های سوختی انرژی شیمیایی یک سوخت گازی را مستقیماً به انرژی الکتریکی تبدیل می کنند و به دلیل اینکه در آن ها هیچ احتراقی رخ نمی دهد، بسیار تمیزتر و کارآمد تر از موتورهای احتراق داخلی هستند. یکی از موثرترین ابزارها برای تولید توان الکتریکی، پیل های سوختی اکسید جامد هستند. با استفاده از انرژی حرارتی پیل سوختی اکسید جامد در یک چرخه توربین گاز می¬توان به یک سیستم هیبرید با عملکرد بالا دست یافت. با مدل سازی الکتروشیمیایی پیل سوختی و مشخص نمودن افت ولتاژهای درون آن، ولتاژ پیل سوختی در شرایط کاری متفاوت به دست می آید. در این تحقیق به بررسی تأثیر اجزاء مختلف سیکل هیبریدی بر روی بازده و توان تولیدی سیستم هیبریدی پرداخته شده است. این اجزاء شامل محفظه احتراق و سیکل توربین گاز می باشند. نتایج تحقیقات نشان می دهد که بازده سیستم های هیبریدی بسیار بیشتر از بازده میکروتوربین گاز و یا پیل سوختی تنها بوده و با استفاده از این نوع سیستم ها می توان به بازده بالاتر از 65 درصد دست یافت. در این تحقیق سیستم هیبریدی استاندارد و انواع سیستم های هیبریدی با بازگشت محصولات پیل سوختی مورد بررسی قرار گرفته اند. نتایج حاصل از تجزیه و تحلیل سیستم هیبریدی نشان می دهد که با بازگشت محصولات پیل سوختی اکسید جامد می توان موجب بهبود عملکرد سیکل هیبریدی شد. اگرچه سیستم هیبریدی با بازگشت آند و کاتد بصورت همزمان پیچیده می باشد ولی در شرایط یکسان دارای راندمان و توان تولیدی خالص بیشتری نسبت به دیگر مدل های سیستم های هیبریدی می باشد. همچنین این تحقیق اثر سایر پارامترهای مهم و کلیدی (ضریب مصرف سوخت، ضریب مصرف هوا، نرخ بازگشت محصولات پیل سوختی و ...) را در سیستم هیبریدی پیل سوختی اکسید جامد و توربین گازی مورد ارزیابی قرار می دهد. در انتها تأثیر نوع سوخت مصرفی در سیستم هیبریدی پیل سوختی اکسید جامد و توربین گازی مورد بررسی قرار می گیرد.