بررسی پارامتریک سایت تولید توان هیبرید پیل سوختی اکسید جامد، توربین گاز و سیکل چنگ

به علت رشد مصرف انرژی و آلودگی های زیست محیطی ناشی از آن، بهره گیری از روش های تولید توان با راندمان بالا و آلایندگی کم، تبدیل به یکی از اولویت های عصر حاضر شده است. پیل های سوختی اکسید جامد که در تبدیل انرژی شیمیایی سوخت های فسیلی به الکتریسیته، علاوه بر راندمان بالا، دارای آلایندگی پایین نیز می باشند، از جمله ی این روش ها محسوب می شوند. با توجه به دمای بالای عملکردی پیل سوختی اکسید جامد (بیش از c 1000 ) امکان ترکیب آن با موتورهای حرارتی همانند توربین گاز وجود دارد. در بخش نخست مطاله ی حاضر، نمونه ای یک بعدی از پیل سوختی اکسید جامد صفحه ای با بهره گیری از سوخت متان، ارائه و عملکرد آن مورد بررسی قرار گرفته است. یک حالت پایه برای عملکرد سلول تعریف و اثر پارامترهای عملکردی همچون؛ نسبت هوا، مصرف سوخت، چگالی جریان متوسط و پیش اصلاح سوخت مورد بررسی قرار گرفت. سپس از الگوریتم ژنتیک نیز برای بهینه سازی مقادیر راندمان الکتریکی و توان تولیدی در سلول، تحت قیدهایی همچون اختلاف دمای مجاز و ولتاژ عملکردی محدود استفاده شده است. نتایج نشان داد که رسیدن به راندمان 53/7% با اختلاف دمایی کمتر از مقدار مجاز امکان پذیر است. همچنین به منظور بازیابی حرارت خروجی از پیل، سایت تولید توان ترکیبی که از اضافه کردن سیکل چنگ به پیل سوختی اکسید جامد و توربین گاز بهره می برد، مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که راندمان کلی الکتریکی 61/5% برای سیکل ترکیبی به دست خواهد آمد. در انتها، به منظور بررسی عملکرد سیستم هیبریدی، اثر پارامترهایی همچون؛ چگالی جریان متوسط، نسبت فشار عملکردی و دمای ورودی توربین مورد ارزیابی قرار گرفته اند.