مدل­سازی و تحلیل عملکرد یک چرخه هیبریدی موتور استرلینگ، توربین گاز و پیل ­سوختی جهت کاربرد در یک سیستم تولید همزمان

در این مقاله، عملکرد یک چرخه توربین ­گاز مجهز به پیل­ سوختی اکسید جامد و موتور استرلینگ از دیدگاه ترمودینامیکی بررسی شده و برای تمام اجزای چرخه مورد نظر یک تحلیل ترمودینامیکی و برای پیل ­سوختی به­ کار رفته در آن، یک تحلیل الکتروشیمیایی و حرارتی مجزا انجام شده است. با مطالعه پارامتری سیستم هیبریدی تأثیر نسبت فشار کمپرسور، دمای گازهای ورودی به توربین، تعداد سل­ های پیل ­سوختی، نوع سیال مورد استفاده در موتور استرلینگ و سرعت زاویه ­ای موتور استرلینگ بر روی بازده و توان تولیدی سیستم هیبریدی بررسی می­ شود. براساس مقایسه انجام­ شده توان تولیدی سیستم پیشنهادی در حدود سه برابر توان تولیدی چرخه ساده توربین­ گاز و 1/3 برابر توان تولیدی سیستم هیبریدی توربین ­گاز و پیل­ سوختی است. نتایج به­ دست آمده نشان می­ دهد که بازده الکتریکی سیستم پیشنهادی در حدود 82 درصد بوده و این در حالی است که بازده سیستم هیبریدی توربین­ گاز و پیل­ سوختی در حدود 50 درصد و چرخه ساده توربین­ گاز 30 درصد است.