تحلیل ترمودینامیکی و بهینه سازی یک سیستم نوین ترکیبی پیل سوختی اکسید جامد با گازساز زیست توده و لوله های حرارتی

در تحقیق حاضر، یک سیستم ترکیبی جدید، متشکل از گازساز زیست توده، لوله های حرارتی دما بالای سدیم و پیل سوختی اکسید جامد معرفی شده است. سیستم ترکیبی حاصل، به علت بازده و توان بالا به منظور تولید همزمان توان الکتریکی و حرارت مورد توجه قرار گرفته است. از ثابت های تعادل و قانون بقای جرم و انرژی برای مدل سازی سیستم استفاده شده و مدل سازی و تجزیه و تحلیل سیستم در نرم افزار EES انجام گرفته است. پس از حصول اطمینان از صحت مدل سازی انجام گرفته در تطابق با نتایج تجربی، اثر STBR گازساز، چگالی جریان، ضریب مصرف سوخت و دمای خروجی پیل سوختی به عنوان پارامترهای متغیر بر روی توان تولیدی و بازده کلی سیستم توسط روش رویه پاسخ بررسی گردید. نتایج تحلیل واریانس نشان داد که پارامترهای ضریب مصرف سوخت (با میزان تاثیرگذاری 53%) و چگالی جریان (با میزان تاثیرگذاری 33%) به ترتیب موثرترین پارامتر بر روی توان خروجی سیستم و بازده انرژی کلی می باشند. با افزایش دما، توان سیستم ترکیبی افزایش می یابد در حالیکه با افزایش ضریب مصرف سوخت، توان خروجی از سیستم رفتار افزایشی و سپس کاهشی دارد. همچنین افزایش دما و STBR سبب افزایش بازده کلی سیستم و افزایش چگالی جریان و ضریب مصرف سوخت موجب کاهش آن می شود. نتایج حاصله نشان داد که در بهینه ترین حالات با تنظیم صحیح پارامترهای موثر، توان خروجی سیستم و بازده کلی را می توان به ترتیب تا مقادیر 300 kW و 90% افزایش داد.