Chłodzenie ogniwa paliwowego typu PAFC z wykorzystaniem układu ORC z mokrymi i suchymi czynnikami obiegowymi

• Autorzy: Wiśniewski S.
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W niniejszym referacie przedstawione zostały zagadnienia związane z wykorzystaniem energii pochodzącej z chłodzenia ogniwa paliwowego typu PAFC do zasilania układu siłowni ORC (Organic Rankine Cycle). W pracy przyjęto, że w siłowni ORC realizowany jest podkrytyczny obieg Clausiusa-Rankine’a, a układ ogniwa paliwowego zasilany jest gazem pochodzącym ze zgazowania biomasy (układ zgazowania biomasy nie był analizowany). W analizie efektywności pracy układu ORC uwzględniono między innymi następujące czynniki obiegowe z grupy tak zwanych czynników suchych: pentan, R236fa oraz z grupy czynników mokrych: metanol, etanol. W układzie ORC z suchym czynnikiem obiegowym zastosowano wewnętrzną regenerację ciepła, a para doprowadzana do turbiny układu ORC jest parą nasyconą suchą. W układzie ORC z mokrym czynnikiem obiegowym zastosowano przegrzew pary doprowadzanej do turbiny tak, aby minimalny stopień suchości pary na wypływie z turbiny przy izentropowym rozprężaniu wynosił x = 0,95. Dla obu grup czynników obiegowych przyjęto temperaturę skraplania wynoszącą 30°C. Przeprowadzona analiza wykazała, że dla przyjętych założeń najkorzystniej wypadł układ ORC z suchym czynnikiem obiegowym z zastosowaniem wewnętrznej regeneracji ciepła. Układ ORC wykorzystujący ciepło chłodzenia ogniwa paliwowego pozwala na osiągnięcie 27% wzrostu mocy całego układu.

EN

In this paper are presented issues associated with the use of energy from cooling the fuel cell of the type PAFC to supply the gym ORC (Organic Rankine Cycle). In this work it is assumed that in the gym ORC is implemented subcritical flow Clausiusa-Rankine'a, A fuel cell system is powered by a gas-source from gasification of biomass (biomass gasification system was not evaluated).

Słowa kluczowe

PL

siłownia ORC; czynniki obiegowe; ogniwo paliwowe PAFC

EN

fuell cell; renewable energy sources; biomass

• Wydawca: Wydawnictwo "Druk-Art" SC
• Czasopismo: Napędy i Sterowanie
• Rocznik: 2014
• Tom: R. 16, nr 9
• Strony: 128--135
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Wiśniewski S.

• Katedra Techniki Cieplnej, Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny, Szczecin

Bibliografia

• [1] Berent-Kowalska G. i in.: Energia ze źródeł odnawialnych w 2012 r. Informacje i opracowania statystyczne, Główny Urząd Statystyczny, Warszawa 2013 (Publikacja dostępna na: www.stat.gov.pl)
• [2] Stelmach S., Wasilewski R., Figa J.: Zgazowanie biomasy - przykłady nowych technologii. Archiwum gospodarki odpadami reklama i ochrony środowiska, Vol. 7, 2010.
• [3] Głodek E.: Zgazowanie biomasy. Przewodnik. Opracowanie w ramach projektu POLK.08.02.01-16-028/09, Źródła Energii Opolszczyzny - promocja, technologie, wsparcie, wdrożenie. Opole 2010.
• [4] Chmielniak T., Skorek J„ Kalina J., Lepszy S.: Układy energetyczne zintegrowane ze zgazowaniem biomasy. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2008.
• [5] Chmielniak T.: Technologie energetyczne. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 2008.
• [6] Quadrelli R., Peterson S.: The energy-climate challenge: Recent trends in CO, emissions from fuel combustion. „Energy Policy” 35/2007, p. 5932-5952.
• [7] Lucia U.: Overview on fuel cells. „Renewable and Sustainable Energy Reviews” 30/2014, p. 164-169.
• [8] Sammes N., Bove R., Stahl K.: Phosphoric acid fuel cells: Fundamentals and applications. „Current Opinion in Solid State and Materials Science” 8/2004, p. 372-378.
• [9] Pierobon L., Rokni M., Larsen U., Haglind E: Thermodynamic analysis of an integrated gasification solid oxide fuel cell plant combined with an organic Rankine cycle. Renewable Energy 60/2013, p. 226-234.
• [10] Blum L., Deja R., Peters R., Stolten D.: Comparison of efficiencies of low, mean and high temperature fuel cell Systems. „International Journal of Hydrogen Energy” 36/2011, p. 11056-11067.
• [11] Sciacovelli A., Verda V.: Entropy generation analysis in a mo-nolithic-type solid oxide fuel cell (SOFC). „Energy” 34(7)/2009, p. 850-865.
• [12] Carrette L, Friederich KA, Stimming U.: Fuel cells-fundamentals and applications. „Fuel Cells from Fundamentals to Systems” 1(1 )/2001, p. 5-39.
• [13] Kwak H.Y., Leea H.S., Junga J.Y, Jeonb J.S., Park D.R.: Exergetic and thermoeconomic analysis of a 200-kW phosphoric acid fuel cell plant. „Fuel” 83/2004, p. 2087-2094.
• [14] NIST. Refprop 9.0, Standard Reference Database 23, Version 9.0, Reference Fluid Thermodynamic and Transport Properties. National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD, USA, 2010.
• [15] Szargut J.: Termodynamika. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1998.