تحلیل انرژی، اگزرژی و ترمواکونومیکی سیکل ترکیبی نوین پیل سوختی اکسیدجامد و ریفرمینگ بخار آب بیوگاز برای تولید همزمان توان و هیدروژن

در این مقاله، پیکربندی جدیدی از سیستم ترکیبی پیل سوختی اکسیدجامد/ توربین گازی با سیکل ریفرمینگ بیوگاز با اهداف تولید همزمان توان و هیدروژن ارایه شده است. حرارت خروجی از سیستم پایه پیل سوختی اکسید جامد جهت تامین انرژی لازم واکنش ریفرمینگ و راه اندازی سیکل ریفرمینگ بیوگاز برای تولید هیدروژن مورد استفاده قرار گرفته است. مدل سازی جامع ترمودینامیکی و ترمواکونومیکی با استفاده از برنامهEES انجام گرفته است. همچنین مطالعه پارامتریک جهت بررسی تاثیر پارامترهای مختلف بر روی توان خالص خروجی، بازده انرژی و اگزرژی، نرخ تخریب اگزرژی و مجموع هزینه واحد محصول کل سیستم مورد تحلیل قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که بازده انرژی و اگزرژی سیستم ترکیبی پیشنهادی در مقایسه با سیستم پایه پیل سوختی اکسیدجامد/ توربین گازی به ترتیب به میزان 31/23% و 19/28% افزایش یافته است. توان خالص خروجی و دبی جرمی هیدروژن کل سیستم به ترتیب 2726 کیلووات و 07453/0 کیلوگرم در ثانیه به دست آمده است. از تحلیل اگزرژی کل سیستم، این نتیجه حاصل شد که جزء پس سوز بیش ترین سهم را در بین سایر اجزای سیستم در حدود 26% از نرخ تخریب اگزرژی کل به خود اختصاص داده است. با افزایش دمای ورودی پیل سوختی، ولتاژ پیل در دمای 679 کلوین به حداکثر مقدار می رسد و سپس کاهش می یابد. در نتیجه، بازده انرژی و اگزرژی به بیشترین مقدار رسیده و سپس کاهش می یابد.