以木片气为燃料的中温型固体氧化物燃料电池/燃气轮机混合动力系统性能研究

被引:19
作者
吕小静
耿孝儒
朱新坚
翁一武
机构
[1] 机械与动力工程教育部重点实验室(上海交通大学)
关键词
中温型固体氧化物燃料电池; 燃气轮机; 混合动力系统; 生物质气; 组分变化; 水碳比变化;
D O I
10.13334/j.0258-8013.pcsee.2015.01.017
中图分类号
TM911.4 [燃料电池];
学科分类号
0808 ;
摘要
以木片气化气为燃料,建立中温型固体氧化物燃料电池(intermediate temperature solid oxide fuel cell,IT-SOFC)/燃气轮机(gas turbine,GT)混合动力系统的详细模型,分析混合动力系统的运行性能,研究生物质气的组分和水碳比的变化对混合动力系统性能的影响。结果表明,在设计工况下,以木片气化气为燃料的IT-SOFC/GT混合动力系统的发电效率高达59.24%,具有较好的系统性能。生物质气组分的变化对混合动力系统性能影响很大,H2百分比的变化使系统输出功率变化幅度最大,CO和CH4相近,系统的发电效率随H2百分比增加略有上升,随CO和CH4百分比的增加下降明显。研究还表明,当水碳摩尔比([S]/[C])改变时,系统输出功率和发电效率随着[S]/[C]的减小而逐渐增加,但从系统运行安全性和寿命方面考虑,应选择适当的[S]/[C]值。
引用
收藏
页码:133 / 141
页数:9
相关论文
共 22 条
[11]  
Numerical simulation of intermediate-temperature direct-internal-reforming planar solid oxide fuel cell.[J].H. Iwai;Y. Yamamoto;M. Saito;H. Yoshida.Energy.2010, 4
[12]  
Alternative system designs of biomass gasification SOFC/GT hybrid systems.[J].Richard Toonssen;Stefano Sollai;P.V. Aravind;Nico Woudstra;Adrian H.M. Verkooijen.International Journal of Hydrogen Energy.2010, 16
[13]   Thermodynamic performance study of biomass gasification, solid oxide fuel cell and micro gas turbine hybrid systems [J].
Bang-Moller, C. ;
Rokni, M. .
ENERGY CONVERSION AND MANAGEMENT, 2010, 51 (11) :2330-2339
[14]   Feasibility study and techno-economic analysis of an SOFC/battery hybrid system for vehicle applications [J].
Aguiar, P. ;
Brett, D. J. L. ;
Brandon, N. P. .
JOURNAL OF POWER SOURCES, 2007, 171 (01) :186-197
[15]  
Concept and system design for a ZEBRA battery–intermediate temperature solid oxide fuel cell hybrid vehicle.[J].D.J.L. Brett;P. Aguiar;N.P. Brandon;R.N. Bull;R.C. Galloway;G.W. Hayes;K. Lillie;C. Mellors;C. Smith;A.R. Tilley.Journal of Power Sources.2006, 2
[16]  
Anode-supported intermediate temperature direct internal reforming solid oxide fuel cell. I: model-based steady-state performance.[J].P. Aguiar;C.S. Adjiman;N.P. Brandon.Journal of Power Sources.2004, 1
[17]   Hybrid systems for distributed power generation based on pressurisation and heat recovering of an existing 100 kW molten carbonate fuel cell [J].
Grillo, O ;
Magistri, L ;
Massardo, AF .
JOURNAL OF POWER SOURCES, 2003, 115 (02) :252-267
[18]  
中温固体氧化物燃料电池系统建模与控制方法研究.[D].杨杰.华中科技大学.2009, 11
[19]  
低温固体氧化物燃料电池.[M].毛宗强;王诚.上海科学技术出版社.2012,
[20]  
生物质气燃料电池—燃气轮机混合动力系统特性分析.[D].姚振鹏.上海交通大学.2012, 07