固体氧化物燃料电池冷热电三联供系统及其性能分析
2021-06-28王世学路晓瑞梅书雪
天津大学学报(自然科学与工程技术版) 2021年10期
关键词:系统
王世学,路晓瑞,梅书雪,朱 禹
(1. 天津大学机械工程学院,天津 300072;2. 天津大学中低温热能高效利用教育部重点实验室,天津 300072)
能源和环境问题随着经济和社会的发展日益严重,提高能源的利用效率成为全世界范围内共同关注的课题.燃料电池由于其清洁、高效及可靠性高等特点被广泛认为是未来最有利用价值的可再生能源技术[1].此外固体氧化物燃料电池因燃料适应性强、廉价金属催化剂和无腐蚀问题备受关注[2],在单体电池模型[3]和材料[4]方面得到大量研究.
固体氧化物燃料电池的工作温度在973~1473K范围内[5],尾气排放中含有大量的余热.有学者利用Kalina循环[6]为底部循环回收固体氧化物燃料电池尾气余热,此外,Tian等[7]将固体氧化物燃料电池和燃气轮机以及有机朗肯循环相结合,进行了系统部件的烟用分析.岳秀艳等[6]将固体氧化物燃料电池高温尾气驱动燃气轮机发电,Wang等[8]发现真空热离子发生器与固体氧化物燃料电池有良好的匹配性能.Al-Sulaiman等[9]建立了固体氧化物燃料电池和吸收式机组联合的冷热电联供系统,Ozcan等[10]研究了3种不同气化炉对固体氧化物燃料电池、有机朗肯循环和吸收式机组三联供系统效率的影响,Zhang等[11]提出了将真空热离子发生器作为中间循环、吸收式机组为底循环的冷热电系统.
全固态能量转换的特点使温差发电器与固体氧化物燃料电池有良好的匹配效果[12],热电材料的不断发展也使其经济效益大幅提高.Rosendahl等[13]进行……
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