معرفی سامانه‌های هیبریدی نوین پیل سوختی اکسید جامد و توربین گاز جهت کاربرد در واحد توان کمکی هواپیماها

Abstract

مولدهای الکتریکی که توسط موتورهای اصلی هواپیما یا توربین گازی کوچکی تحت عنوان واحد توان کمکی راه‌اندازی می‌شوند، به‌طور سنتی و طی سالیان متمادی تأمین‌کنندة نیازهای الکتریکی هواپیماها بوده‌اند. در این میان، توربین گاز به‌عنوان منبع اصلی تأمین توان، علاوه بر بازده پایین، سروصدای نامطلوب ایجاد و آلاینده‌های زیست محیطی تولید می‌کند. به‌همین دلیل سازندگان هواپیما رقابت چشمگیری را جهت کاهش همزمان مصرف سوخت و آلاینده‌ها آغاز نموده‌اند که یکی از مهم‌ترین آنها توسعة پیل‌های سوختی است. ترکیب پیل سوختی اکسید جامد و توربین گاز، سیستم تولید توان جدیدی است که طی سالیان اخیر به‌شدت مورد توجه شرکت‌های هوایی قرار گرفته است. این سامانة هیبریدی ضمن افزایش بازده و کاهش آلاینده‌های زیست محیطی، کاهش قابل توجه مصرف سوخت را نیز به‌دنبال دارد. هدف اصلی این مقاله بررسی عملکرد سامانة توان جایگزینی است که با ترکیب توربین گاز و پیل سوختی اکسید جامد، قدرت مورد نیاز واحد توان کمکی هواپیما را فراهم می‌کند. بررسی نحوة کارکرد، پارامترهای طراحی و متغیرهای تصمیم‌گیری در این سامانه و بررسی چالش‌های پیش‌رو از دیگر موارد مطالعه‌شده در این پژوهش است. نتایج نشان می‌دهد که سامانة هیبریدی مورد اشاره دارای عملکرد مناسبی است و قابلیت کارکرد با بازده نزدیک به 70 درصد را خواهد داشت که بیش از دو برابر بازده توربین گاز معمولی می‌باشد.