تحلیل اگزرژی، اقتصادی و زیست محیطی سیستم تولید سه گانه بر پایه پیل سوختی اکسید جامد به همراه گاز سازی

Abstract

در این مقاله یک سیستم ترکیبی به منظور تولید توان، گرما وسرما با استفاده از سوخت زیست توده، بر پایه ی پیل سوختی اکسید جامد پیشنهاد شده و تحلیل کامل ترمودینامیکی و اگزرژی و نیز بررسی اثرات زیست ­محیطی انجام گرفته است. با استفاده از نرم افزار EES(حل گر معادلات مهندسی) سیستم ترکیبی جهت تعیین بازگشت ناپذیری ها در اجزا مختلف، به منظور تعیین نقاط ضعف سیستم، تحلیل اگزرژی می‌شود. همچنین معادلات موازنه اقتصادی به منظور یافتن هزینه محصول نوشته می­شود. در این راستا به اثرات زیست محیطی سیستم توجه شده و این پارامتر برای سه حالت متفاوت بر اساس چرخه‌های سازنده‌ی سیستم ترکیبی محاسبه می‌شود. برای درک بهتر کارکرد سیستم تاثیر تغییر متغیر‌های طراحی تاثیر گذار سیستم بر روی توان تولیدی و بازده قانون دوم ترمودینامیک بررسی می‌شود. نتایج نشان می­دهد که افزایش اختلاف دمای سلول پیل سوختی به میزان 75 درجه سلسیوس باعث 8/99 % افزایش بازده اگزرژی و 17/47% افزایش بازده انرژی می‌شود. همچنین تولید توان سیستم نسبت به چگالی جریان و فاکتور مصرف سوخت دارای مقادیر بهینه می­باشد. نتایج همچنین حاکی از این است که سیستم ترکیبی نسبت به سیستم تولید توان تنها دارای 12/04% بازده قانون دوم بیشتر و 62/34 % تولید کربن دی ‌اکسید کمتر می‌باشد. نتایج معرف این مهم نیز هست که هزینه واحد محصول توان 15/76 دلار بر گیگاژول می­باشد.