PL EN


Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
Tytuł artykułu

Opracowanie modelu dynamicznego stosu węglanowych ogniw paliwowych

Identyfikatory
Warianty tytułu
EN
Development of dynamic model of molten carbonate fuel cells stack
Języki publikacji
PL
Abstrakty
PL
W artykule przedstawiono wyniki pracy polegającej na opracowaniu modelu dynamicznego węglanowych ogniw paliwowych oraz jego weryfikacji przy wykorzystaniu rzeczywistych danych pomiarowych. Na podstawie danych wejściowych w postaci parametrów gazów na wlocie do katody i anody opracowany model umożliwia badanie stanów nieustalonych pracy stosu ogniw paliwowych, w tym parametrów gazów na wylocie z katody i anody, a także krzywych prądowo napięciowych możliwych do uzyskania z ogniwa. Do obliczeń wykorzystane zostało oprogramowanie Aspen Hysys. Wyniki uzyskiwane przy pomocy modelu zostały porównane z rzeczywistymi danymi pomiarowymi uzyskanymi z badania referencyjnego stosu ogniw paliwowych o mocy 1 kW. Przeanalizowano dwa stany pracy ogniwa: stan ustalony i stan nieustalony (proces rozruchu). Zaprezentowano wykresy wyników pomiarowych i obliczeniowych.
EN
The paper presents results of work involving development of a dynamic model of molten carbonate fuel cells, both with its verification using experimental data. On the basis of input parameters (supplied gases on the inlet to cathode and anode channel and current drawn from fuel cells) the model calculates the real-time stack response, i.e. stack voltage, parameters of outlet gases allowing for transient states of MCFC stack analysis. Aspen Hysys software was used for the calculations. The results obtained using the model were verified with real measurement data obtained from a reference test of a 1 kW fuel cell stack. Two cell operating states were analyzed: steady state and transient (startup process). Graphs of measurement and calculation results are presented.
Wydawca
Czasopismo
Rocznik
Tom
Strony
52--61
Opis fizyczny
Bibliogr. 24 poz., rys.
Twórcy
  • Instytut Techniki Cieplnej przy Wydziale Mechanicznym Energetyki i Lotnictwa Politechniki Warszawskiej
  • Instytut Techniki Cieplnej przy Wydziale Mechanicznym Energetyki i Lotnictwa Politechniki Warszawskiej
  • Instytut Techniki Cieplnej przy Wydziale Mechanicznym Energetyki i Lotnictwa Politechniki Warszawskiej
Bibliografia
  • [1] Milewski J., K. Swirski, M. Santarelli, P. Leone, Advanced methods of solid oxide fuel cell modeling, Springer Science & Business Media, 2011.
  • [2] O’Hayre R., S.-W. Cha, W. Colella, F. B. Prinz, Fuel Cell Fundamentals, John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, New Jersey, 2006.
  • [3] Kordesch K., G. Simader, Fuel Cell and Their Applications, VCH Verlagsgellschaft GmbH, 1996.
  • [4] Stambouli A. B., E. Traversa, Solid oxide fuel cells (sofcs): a review of an environmentally clean and efficient source of energy, Renewable and sustainable energy reviews 6 (5) (2002) 433–455.
  • [5] Laosiripojana N., S. Assabumrungrat, Catalytic steam reforming of methane, methanol, and ethanol over ni/ysz: The possible use of these fuels in internal reforming SOFC, Journal of Power Sources 163 (2) (2007) 943–951.
  • [6] Blum L., R. Deja, R. Peters, D. Stolten, Comparison of efficiencies of low, mean and high temperature fuel cell systems, International Journal of Hydrogen Energy 36 (17) (2011) 11056 – 11067.
  • [7] Kupecki J., K. Badyda, SOFC-based micro-CHP system as an example of efficient power generation unit, Archives of Thermodynamics 32 (3) (2011) 33–43.
  • [8] Fathabadi H., Fuel cell/back-up battery hybrid energy conversion systems: dynamic modeling and harmonic considerations, Energy Conversion and Management 103 (2015) 573–584.
  • [9] He W., Dynamic model for molten carbonate fuel-cell power-generation systems, Energy conversion and management 39 (8) (1998) 775–783.
  • [10] Sedghisigarchi K., A. Feliachi, Dynamic and transient analysis of power distribution systems with fuel cells-part i: fuel-cell dynamic model, IEEE transactions on energy conversion 19 (2) (2004) 423–428.
  • [11] Ovrum E., G. Dimopoulos, A validated dynamic model of the first marine molten carbonate fuel cell, Applied thermal engineering 35 (2012) 15–28.
  • [12] Wolowicz M., Modelowanie matematyczne węglanowego ogniwa paliwowego, Ph.D. thesis, Warsaw University of Technology.
  • [13] Moran M. J., Engineering Thermodynamics, CRC Press LLC, 1999.
  • [14] Staniszewski B., Termodynamics (in Polish), Panstwowe Wydawnictwo Naukowe, Warsaw, 1982.
  • [15] Burshtein A. I., Introduction to Thermodynamics and Kinetic Theory of Matter, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, 2006.
  • [16] Milewski J., M. Wołowicz, A. Miller, R. Bernat, A reduced order model of molten carbonate fuel cell: A proposal, International Journal of Hydrogen Energy 38 (26) (2013) 11565–11575.
  • [17] Sundmacher K., A. Kniele, H. J. Pesch, J. F. Berndt, G. Huppmann, Molten carbonate fuel cells, Modeling, analysis, simulation, and control. KGaA: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co.
  • [18] Morita H., M. Komoda, Y. Mugikura, Y. Izaki, T. Watanabe, Y. Masuda, T. Matsuyama, Performance analysis of molten carbonate fuel cell using a Li/Na electrolyte, Journal of Power Sources 112 (2) (2002) 509–518.
  • [19] Peng D. Y., D. B. Robinson, A new two-constant equation of state, Industrial & Engineering Chemistry Fundamentals 15 (1) (1976) 59–64.
  • [20] Szczesniak A., J. Milewski, The reduced order model of a protonconducting solid oxide fuel cell, Journal of Power Technologies 94 (2) (2014) 122.
  • [21] Hyprotech. HYSYS.Plant 2.1 User guide, 1996.
  • [22] Koh J.H., H. K. Seo, Y.S. Yoo, H. C. Lim, Consideration of numerical simulation parameters and heat transfer models for a molten carbonate fuel cell stack, Chemical Engineering Journal 87 (3) (2002) 367–379.
  • [23] J. Soler, T. Gonzalez, M. Escudero, T. Rodrigo, L. Daza, Endurance test on a single cell of a novel cathode material for MCFC, Journal of power sources 106 (1-2) (2002) 189–195.
  • [24] Mitsushima S., K. Matsuzawa, N. Kamiya, K. I. Ota, Improvement of MCFC cathode stability by addi-tives, Electrochimica acta 47 (22-23) (2002) 3823–3830.
Uwagi
Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-e0c3f319-6210-4ba7-985d-f481a8034b5f
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.