مطالعه پارامتری سیکل های ترکیبی پیل سوختی اکسید جامد یک مرحله ای و دو مرحله ای با توربین گازی

در این مقاله سیکل های ترکیبی یک مرحله ای و دومرحله ای پیل سوختی اکسید جامد لوله ای (SOFC) و توربین گازی از نظر انرژی و اگزرژی مورد بررسی قرار می گیرند. رفتار پیل سوختی اکسید جامد لوله ای مدل سازی شده در این تحقیق، با نتایج تجربی شرکت زیمنس- وستینگهاوس مقایسه و اعتبارسنجی شده است. نتایج شبیه سازی سیکل های ترکیبی مورد بررسی نشان می دهد که سیکل ترکیبی دو مرحله ای پیل سوختی اکسید جامد وتوربین گازی علاوه بر تولید توان بیشتر نسبت به سیکل ترکیبی یک مرحله ای SOFC-GT دارای راندمانی به میزان 3 درصدبیشتر است. با توجه به تحلیل پارامتری، بیشترین مقدار بازده قانون اول سیکل ترکیبی دو مرحله ای SOFC-GT وقتی رخ می دهد که دمای عملکردی مجموعه های اول و دوم پیل سوختی به ترتیب برابر 1180 و 1250 درجه سلسیوس باشد ولی بیشترین توان تولیدی در دماهای بالاتر مجموعه دوم پیل سوختی اتفاق می افتد. در چگالی جریان های ثابت، افزایش ضریب مصرف سوخت پیل سوختی موجب کاهش افت های ولتاژی پیل سوختی شده و این امر موجب کاهش اتلافات اگزرژی مربوط به سیکل های ترکیبی خواهد شد. همچنین در دمای عملکردی ثابت مجموعه پیل سوختی در سیکل یک مرحله ای SOFC-GT، بازده ترمودینامیکی با افزایش ضریب مصرف سوخت پیل سوختی افزایش می یابد با وجود اینکه توان خروجی و تخریب اگزرژی در سیکل ترکیبی کاهش می یابد.