مدل سازی و تحلیل عملکرد یک چرخه هیبریدی موتور استرلینگ، توربین گاز و پیل سوختی جهت کاربرد در یک سیستم تولید همزمان

در این مقاله، عملکرد یک چرخه توربین گاز مجهز به پیل سوختی اکسید جامد و موتور استرلینگ از دیدگاه ترمودینامیکی بررسی شده و برای تمام اجزای چرخه مورد نظر یک تحلیل ترمودینامیکی و برای پیل سوختی به کار رفته در آن، یک تحلیل الکتروشیمیایی و حرارتی مجزا انجام شده است. با مطالعه پارامتری سیستم هیبریدی تاثیر نسبت فشار کمپرسور، دمای گازهای ورودی به توربین، تعداد سل های پیل سوختی، نوع سیال مورد استفاده در موتور استرلینگ و سرعت زاویه ای موتور استرلینگ بر روی بازده و توان تولیدی سیستم هیبریدی بررسی می شود. براساس مقایسه انجام شده توان تولیدی سیستم پیشنهادی در حدود سه برابر توان تولیدی چرخه ساده توربین گاز و 1/3 برابر توان تولیدی سیستم هیبریدی توربین گاز و پیل سوختی است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که بازده الکتریکی سیستم پیشنهادی در حدود 82 درصد بوده و این در حالی است که بازده سیستم هیبریدی توربین گاز و پیل سوختی در حدود 50 درصد و چرخه ساده توربین گاز 30 درصد است.