آناليز ترموديناميكي براي ارزيابي راندمان حرارتي و قدرت سيستم هيبريدي GT-SOFC

پيل سوختي اكسيدجامد در سال هاي اخير به عنوان يكي از تكنولوژي هاي اصلي با داشتن راندمان بالا براي توليد انرژي الكتريكي از هيدروژن و ديگر هيدروكربن ها مورد استفاده قرار گرفته است. اين تكنولوژي چه به صورت پيل سوختي به تنهايي و چه با سيستم هاي توربين گاز مي تواند به صورت هيبريدي مورد استفاده قرار بگيرد. آناليز ترمودينامكي كامل براي اين سيستم توسعه پيدا مي كند. معادلات بالانس جرمي و اگزرژي نه تنها بر روي كل پروسه، بلكه بر روي تك تك اجزاي سيستم هيبريدي صورت گرفته تا امكان برآورد راندمان حرارتي براي سيستم هيبريدي بوجود بيايد. همچنين منابع مختلف برگشت ناپذيري در سيستم پيل سوختي اكسيدجامد مورد بحث و مدل سازي قرار گرفته و مطالعه ي پارامتري صورت گرفته تأثيرات حرارت و فشار بر روي برگشت ناپذيري هاي پيل سوختي اكسيدجامد و راندمان آن را مشخص مي نمايد. هم از متان و هم سوخت هيدروژن براي SOFC استفاده كرده و مطالعات بر روي هر دوي آنها صورت مي گيرد. با توجه به اينكه بيشترين سهم توان توليدي در سيستم هاي هيبريدي مربوط به پيل سوختي مي باشد، روابط بكار رفته در پيل بطور كامل و در دو بخش مجزاي محاسبات الكتروشيميايي و محاسبات حرارتي توضيح داده خواهند شد. قابل ذكر است در ادامه يك نيروگاه توربين گاز به همراه يك پيل-سوختي اكسيدجامد شبيه سازي خواهد شد و روابط ترموديناميكي آن مورد بررسي قرار مي گيرد. مدل هاي اوليه براي هر مؤلفه با استفاده از قوانين اول و دوم ترموديناميك توسعه يافته اند