燃料電池發(fā)電技術(shù)是當前氫能研究的熱點之一,其中固體氧化物燃料電池是最有前景的燃料電池技術(shù)之一,將成為未來電力市場的重要角色。本文在總結(jié)國內(nèi)外固體氧化物燃料電池熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展及研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,對基于固體氧化物燃料電池和太陽能光伏的微型熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)進行了一系列有益的探索和研究。主要的研究內(nèi)容概括如下:(1)通過分析固體氧化物燃料電池的工作原理和發(fā)電機理并探索固體氧化物燃料電池的發(fā)電特性,建立了固體氧化物燃料電池的數(shù)學(xué)模型和系統(tǒng)設(shè)備模型,并分別對固定工況和非固定工況進行了模型準確性的驗證。(2)對于所建立的固體氧化物燃料電池系統(tǒng)模型進行了分析與優(yōu)化。分析主要針對燃料利用率、循環(huán)比、總利用率和凈輸出功率,也得到了系統(tǒng)凈功率的峰值,并對凈輸出功率與效率間的關(guān)系進行擬合。優(yōu)化則主要從電池進口燃料和空氣溫度、陰極冷卻和自散熱以及各處余熱的利用出發(fā),最終經(jīng)過優(yōu)化的系統(tǒng)在總電能轉(zhuǎn)化率、凈電能轉(zhuǎn)化率、總功率和凈功率等方面的都實現(xiàn)了提升。(3)基于太陽能和光伏電池的數(shù)學(xué)模型,制定出一套模擬流程和方法。通過模擬流程獲得一個具體地區(qū)的家用光伏系統(tǒng)的實際發(fā)電量。將所得結(jié)果與固體氧化物燃料電池的模型結(jié)果相結(jié)合... 

【文章來源】：東南大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：93 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

一種陽極排氣再循環(huán)式的SOFC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

東南大學(xué)碩士學(xué)位論文表 2.1 設(shè)備模型選擇設(shè)備 所用模型蒸汽重整器（Steam Reformer） 吉布斯反應(yīng)器（RGibbs）陽極換熱器（Anode Recuperator） 換熱器（MHeatX）環(huán)境散熱（Heat Loss toAmbient） 換熱器（Heater）陽極風機（Anode Blower） 壓縮機（Compr）燃料電池陽極（SOFCs Anode） 吉布斯反應(yīng)器（RGibbs）冷凝器（Condenser） 換熱器（Heater）陰極風機（Cathode Blower） 壓縮機（Compr）陰極換熱器（Cathode Recuperator） 換熱器（MHeatX）燃料電池陰極（SOFCs Cathode） 組分分離器（Sep）氣體混合 混合器（Mixer）氣體分離 分流器（FSplit）燃料電池向陰極氣體傳熱 換熱器（Heater）搭建好的系統(tǒng)流程如下圖：

圖 3-24 系統(tǒng)可利用的余熱由圖 3-24 可知，第 1 處余熱利用點是即將進入陽極風機的燃料為了將溫度低到陽極風機的入口允許溫度 150℃以下，這里一般是設(shè)為燃料氣流經(jīng)過“HEATLOSS”之后從 20降低到 145℃，所以這部分不得不失去的熱量成為了可利用的余熱點之一。第 2 處余熱利用點是冷凝器部分，因為經(jīng)過了這個冷凝器，200℃的尾氣將會降到 25℃，所以也具備熱能利用價值。第 3 處余熱利用點是經(jīng)過冷凝器冷卻之后的尾氣氣流 11，之所以說其有余熱可利用是因為其中有未發(fā)生反應(yīng)的殘留的燃料，當進行燃燒時，燃料中所含的化學(xué)能就能以比如熱能的形式釋放出來；第 4 處余熱利用點是陰極空氣最終的排氣氣流 1因為這股氣流經(jīng)過換熱后仍然具備可利用的熱量，但隨著進入電池堆陽極空氣氣流的溫度的提高，這股氣流的溫度將會下降，因為需要借助陰極換熱器釋放更多的熱能。這些熱量的主要希望用于提升燃料電池堆陽極入口處的燃料溫度，為了將 1、2、3、4 處余熱利用點全部利用起來，設(shè)計的思路是，周圍環(huán)境供給的空氣氣流 12 在通過陰極風機之后，將通過第 2 處余熱利用點進行升溫，成為氣流 27，這股氣流隨后將進入陰極換熱器，從陰極換熱器出來后成為氣流 14，然后進入燃料電池堆的陰極，參數(shù)電化學(xué)反應(yīng)，接著離開燃料電池堆的陰極成為氣流 15 并進入陰極換熱器，在換熱后出來成為氣

【參考文獻】：
期刊論文
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