بررسی عملکرد الکتروشیمیایی پیل سوختی اکسید جامد در سیستم های ترکیبی میکروتوربین گاز جهت تعیین فاکتور مصرف سوخت بهینه

در تحقیق حاضر سه پیکربندی مختلف برای سیستم ترکیبی پیل سوختی اکسید جامد و میکروتوربین گاز طراحی و مورد بررسی قرار گرفته است. اولین پیکربندی ارائه شده شامل یک پیل سوختی بوده و به عنوان حالت پایه فرض شده است. دو پیکربندی دیگر با دو پیل سوختی که به صورت های سری و موازی در بالادست توربین قرار گرفته اند؛ لحاظ شده است. هدف از انجام این تحقیق، تحلیل ترمودینامیکی سیستم های طراحی شده و دست یابی به فاکتور مصرف سوخت بهینه برای پیل های سوختی بکار رفته در سیستم های ترکیبی می باشد. در این راستا، پارامترهای مربوط به فرآیندهای الکتروشیمیایی درون پیل به صورت توابعی از حالات شیمیایی و ترمودینامیکی آن ها در نظر گرفته شده و کد مدل سازی آن ها با کد مدل سازی سیکل میکروتوربین گازی ترکیب شده است. نتایج نشان می دهد که فاکتور مصرف سوخت بهینه تاثیر مستقیمی بر عملکرد سیستم ترکیبی پیل سوختی اکسید جامد و میکروتوربین گاز دارد. بررسی ها نشان می دهد که این ضریب برای سیستم ترکیبی حالت پایه 0.85، در سیستم ترکیبی با دو پیل سوختی سری به ترتیب برای پیل اول 0.7 و برای پیل دوم 0.8 و در سیستم ترکیبی با دو پیل سوختی موازی 0.85 (برای هر دو پیل سوختی) حاصل می گردد. نتایج نشان می دهد که در بین سه حالت تحلیل شده، سیستم ترکیبی با دو پیل سوختی سری بیشترین بازده (بیش از 48 درصد) را به خود اختصاص داده و به عنوان پیکربندی کارآمدتر برگزیده می گردد.