تحلیل ترمودینامیکی و بهینه سازی چندهدفی سیستم هیبرید متشکل از فرآیند گازی سازی زیست توده، پیل سوختی اکسید جامد و میکرو توربین گاز

در این مطالعه، مدلی عددی به منظور بررسی عملکرد سیستم هیبرید متشکل از بخش‌های؛ گازی‌سازی زیست‌توده، پیل‌سوختی و میکرو توربین‌گاز، ارائه شده و به روش الگوریتم ژنتیک نقاط بهینه عملکردی آن حاصل می‌شوند. زیست‌توده مورد استفاده زائدات جنگلی بوده و گازی‌سازی به روش ترمودینامیک تعادلی اصلاح‌شده مدل می‌شود. زیست‌گاز در پیل سوختی برای تولید توان الکتریکی به‌کار رفته و باقی-مانده‌ی سوخت پس از احتراق در یک محفظه احتراق کمکی وارد میکرو توربین‌گاز شده و در نهایت از حرارت موجود در خروجی سیستم در یک مولد بخار بازیافت حرارتی استفاده می‌شود. مدل ارائه شده در بخش پیل سوختی، مدلی یک‌بعدی با امکان کنترل گرادیان‌های دما در راستای طولی بوده و اجزای دیگر سیستم به کمک مدل‌های صفربعدی بررسی می‌شوند. اثر پارامترهایی چون؛ مقدار هوا و بخارآب عامل گازی-سازی، شدت جریان میانگین الکتریکی، فاکتور مصرف سوخت بر خروجی‌های مهم سیستم، مانند؛ راندمان ‌تولید گاز ، گرادیان ‌دما، راندمان الکتریکی و الکتریکی-حرارتی و توان الکتریکی کل سیستم بررسی می‌شوند. پس از بررسی گسترده پارامتریک، بهینه‌سازی چندهدفی به روش الگوریتم ژنتیک و به منظور حصول نقاط بهینه عملکردی سیستم در دو مرحله انجام‌می‌گیرد. در سیستم هیبرید مورد بررسی، بیشینه مقدار توان الکتریکی کل معادل 81/206 کیلووات و راندمان الکتریکی کل 27/46 درصد حاصل می‌شوند.