Ogniwa paliwowe w elektrociepłowniach rolniczych

• Autorzy: Butlewski K.

Warianty tytułu

EN

Fuel cells in agricultural heat and power generating plant

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono koncepcję efektywnej rolniczej elektrociepłowni syngazowej, w której następuje konwersja energii zawartej w biomasie na energię elektryczną i cieplną. W elektrociepłowni tej wykorzystano zgazowarkę z cyrkulacyjnym złożem fluidalnym oraz wysokotemperaturowe ogniwo paliwowe ze stopionymi węglanami MCFC. Ogniwo to umożliwia efektywne wykorzystanie pod względem energetycznym dostępnej biomasy w obszarach wiejskich oraz przyczynia się do zmniejszenia emisji dwutlenku węgla, który produkowany na anodzie ogniwa bierze udział w reakcjach chemicznych na katodzie. W elektrociepłowniach rolniczych o mocy ponad 1 MW korzystne jest zastosowanie cyrkulacyjnych gazyfikatorów fluidalnych, w których potrzebna energia zewnętrzna może być dostarczona z innych odnawialnych źródeł energii. Nadwyżkę ciepła powstającego w układach czyszcząco-chłodzących oraz zawartego w odlotowym gazie anodowym można zamieniać na energię elektryczną za pomocą modułów ORC.

EN

Paper presents the concept of an efficient agricultural syngas heat and power generating plant which converts the energy contained in biomass into electricity and heat energy. The recirculating, fluidized-bed reactor and high temperature, carbonate molten fuel cell (MCFC), were used. This kind of fuel cell enables efficient use, in respect of energy, the biomass available in rural area; it also contributes to reduction of carbon dioxide emission, produced at the fuel cell anode, and takes part in a chemical reaction at the cathode. In agricultural, combined heat and power plants of the capacity above 1 MW it is preferred to use recirculating fluidized-bed reactor, which needs external energy to be supplied by another renewable energy source. The surplus of heat generated in the cooling systems and in anodic exhaust gas is to be converted into electricity by using organic ranking cycle (ORC) system.

Słowa kluczowe

PL

elektrociepłownia rolnicza; gazyfikacja; biomasa; ogniwo paliwowe; moduł ORC

EN

agricultural heat and power plant; biomass; gasification; fuel cells; ORC system

• Wydawca: Wydawnictwo ITP
• Czasopismo: Problemy Inżynierii Rolniczej
• Rocznik: 2013
• Tom: R. 21, nr 3
• Strony: 109--125
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., rys.

Twórcy

autor

Butlewski K.

• Instytut Technologiczno-Przyrodniczy, Oddział w Poznaniu, ul. Biskupińska 67, 60-463 Poznań, tel. [phone]

Bibliografia

• BOSIO B., MARRA D., ARATO E. 2010. Thermal management of the molten carbonate fuel cell plane. Journal of Power Sources. Vol. 195 s. 4826–4834.
• BUTLEWSKI K. 2011. Perspektywy rozwoju nowych źródeł energii w Polsce i Europie. W: Popularyzacja prac badawczo-rozwojowych z zakresu odnawialnych źródeł energii. Seminarium naukowe. 19.09.2011. Poznań. Koszalin. Ekspert-Sitr Sp. z o.o. s. 14–25.
• BUTLEWSKI K. 2012. Perspektywy rozwoju rolniczych elektrociepłowni biogazowych w Polsce i Europie. Problemy Inżynierii Rolniczej. Nr 2 s. 137–147.
• CIECHANOWICZ W., SZCZUKOWSKI S. 2010. Transformacja cywilizacji z ery ognia do ekonomii wodoru i metanolu. Warszawa. Wydaw. WSISiZ ss. 609.
• CZEKAŁA W., PILARSKI K., DACH J., JANCZAK D., SZYMAŃSKA M. 2012. Analiza możliwości zagospodarowania pofermentu z biogazowni. Technika Rolnicza Ogrodnicza Leśna. Nr 4 s. 14–16.
• GŁASZCZKA A., WARDAL W.J., ROMANIUK W., DOMASIEWICZ T. 2010. Biogazownie rolnicze. Warszawa. MULTICO. ISBN 978-83-7073-432-9 ss. 75.
• GOLIMOWSKA R., GOLIMOWSKI W. 2010. Ocena wartości opałowej fazy glicerynowej oraz jej mieszanin z biomasą. Problemy Inżynierii Rolniczej. Nr 3 s. 103–109.
• HARYANTO A., FERNANDO S., PORDESIMO L., ADHIKARI S. 2009. Upgrading of syngas derived from biomass gasification: A thermodynamic analysis. Biomass and Bioenergy. Vol. 33 s. 882–889.
• Ministerstwo Gospodarki 2009. Polityka energetyczna Polski do 2030 roku. Warszawa [online]. [Dostęp 20.05.2013]. Dostępny w Internecie: www.mg.gov.pl/files/upload/8134/Polityka%20energetyczna%20ost.pdf
• MYCZKO A. 2010. Agro-energetic systems for synergistic effect in production and energy use in agricultural plants. W: Building – Energy – Environment. Odra Partnership Workshop, 15.09.2010. Zielona Góra. Uniwersytet Zielonogórski s. 33–39.
• MYCZKO A. (red.) 2011. Budowa i eksploatacja biogazowni rolniczych. Warszawa–Poznań. Wydaw. ITP. ISBN 978-83-62416-23-3 ss. 140.
• OHKUBO T., HIDESHIMA Y., SHUDO Y. 2010. Estimation of hydrogen output from a full-scale plant for production of hydrogen from biogas. International Journal of Hydrogen Energy. Vol. 35 s. 13021–13027.
• PISKOWSKA-WASIAK J. 2011. Oczyszczanie i przetwarzanie gazu ze zgazowania biomasy w celu wytworzenia SNG (Substitute Natural Gas). Nafta–Gaz. Nr 5 s.347–360.
• PORADA S. 2008. Zgazowanie biomasy. W: Odnawialne i konwencjonalne źródła energii. Pr. zbior. Red. M. Gołusza, J. Paruch. Kraków. Tarbonus s. 441–465.
• RYCKEBOSCH E., DRUILLON M., VERVAEREN H. 2011. Technique for transformation of biogas to biomethane. Biomass and Bioenergy. Vol. 35 ss. 1633–1645.
• SURYGAŁA J. 2008. Wodór jako paliwo. Warszawa. WNT. ISBN 978-83-204-3457-6 ss. 177.
• TOMCZYK P. 2006. MCFC versus other fuel cells – Characteristics, technologies and prospects. Journal of Power Sources. Vol. 160 s. 858–862.
• TOMCZYK P. 2008. Energetyka wodorowa. W: Odnawialne i konwencjonalne źródła energii. Pr. zbior. Red. M. Gołusza, J. Paruch. Kraków. Tarbonus s. 535–614.
• STAINFORTH J., KENDALL K. 1998. Biogas powering a small tubular solid oxide fuel cell. Journal of Power Sources. Vol. 71 s. 275–277.
• SZARGUT J., ZIĘBIK A. 2007. Skojarzone wytwarzanie ciepła i elektryczności – elektrociepłownie. Katowice. PAN. ISBN 978-83-60716-17-5 ss. 217.
• WATANABE T., YOSHIYUKI I., MAGIKURA Y., MORITA H., YOSHIKAWA M., KAWASE M., YOSHIBA F., ASANO K. 2006. Application of molten carbonate fuel cells to various fuels. Journal of Power Sources. Vol. 160 s. 868–871.