Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Operational characteristics of 36kw PEMFC-CHP unit

Milewski J., Wołowicz M., Badyda K., Misztal Z.

Rynek Energii

|

2011

|

nr 1

150-156

EN

The paper presents operational characteristics of start-up and shut-down of a 30kW micro Combined Heat and Power (ž-CHP) system. The main objective of the ž-CHP unit is to introduce the novel concept of a Polymeric Electrolyte Membrane Fuel Cell based CHP (ž-CHP-PEMFC) system able to supply heating (heating and sanitary water), cooling and electricity. Whereas the plant description was provided in the previous paper (Rynek Energii 5(90) 2010), the objectives of this paper are the main aspects of the start-up and shut-down procedures which were performed in situ. The plant is composed of three main units: reformer, CO oxidizer (reactor "water gas shift" and oxidation reactor - "prox"), and PEMFC. The sequence of the start-up procedure is as follows: heating up the reformer and CO oxidizer to a temperature of 700-800°C. A double-fuel burner is used to heat up the reformer. Then composition of the gas leaving the reformer is then checked. The outlet gas from the first part of the reformer (called syngas) contains about 5% CO, which is destructive for fuel cells such as PEM. The maximum acceptable level of CO in fuel for this category of fuel cell is approximately 25ppm. In the second part of the reformer, CO is reduced in catalytic reactions. This is the most difficult and time-consuming process due to the high sensitivity and inertia of the whole cycle. After adjusting some parameters, much time is needed to stabilize the process and check the results of the changes. After achieving the required CO levels in syngas, the control valve can be opened to feed the fuel cell and start production of combined heat and power.

PL

W artykule przedstawiono charakterystykę operacyjną rozruchu i odstawienia mikro elektrociepłowni (ž-CHP) o mocy elektrycznej 30kW z polimerowym ogniwem paliwowym (PEMFC). Głównym celem jednostki ž-CHP jest zabezpieczenie potrzeb termicznych (ogrzewanie oraz ciepła woda użytkowa) i elektrycznych konkretnego obiektu. Szczegółowy opis obiektu został przedstawiony w poprzednim artykule (Rynek Energii 5 (90) 2010). W niniejszym artykule zostały poruszone główne aspekty procedur rozruchu i odstawienia, które były wykonywane podczas testów obiektu. Obiekt składa się z trzech głównych zespołów: reformera parowego metanu, układu redukcji (dopalania) CO i polimerowego ogniwa paliwowego - PEMFC. Procedura rozruchu jest następująca: wygrzewanie reformera i układu dopalania CO do osiągnięcia poziomu temperatury 700-800°C za pomocą dwupaliwowego palnika. Po ustabilizowaniu się temperatury gazu wylotowego z reformera (tzw. gaz syntezowy) należy zbadać zawartość CO, która powinna wynosić około 5%. Jest to wartość, która działa niszcząco na ogniwa paliwowe, takie jak PEM. W przypadku tej kategorii ogniw paliwowych dopuszczalny poziom CO w paliwie wynosi maksymalnie ok. 25ppm. W dalszej części reformera (układzie dopalania) zmniejsza się poziom CO podczas reakcji katalitycznych. Jest to najbardziej trudny i czasochłonny proces ze względu na wysoką czułość i bezwładność całego układu. Po zmianie niektórych parametrów potrzeba dużo czasu aby proces się ustabilizował na tyle, by móc sprawdzić i ocenić skutek tej zmiany. Po osiągnięciu wymaganego poziomu CO w gazie syntezowym można otworzyć zawór zasilający ogniwo paliwowe i zacząć produkować energię elektryczną i cieplną.

2

Combined heat and power unit based on polymeric electrolyte membrane fuel cell in a hotel application

Milewski J., Badyda K., Misztal Z., Wołowicz M.

Rynek Energii

|

2010

|

nr 5

118-123

EN

The paper presents a 30 kW micro Combined Heat and Power (ž-CHP) system which is able to provide heat and power for a more efficient energy use in a hotel. The main objective of ž-CHP unit is to introduce the novel concept of a Polymeric Electrolyte Membrane Fuel Cell based CHP (ž-CHP-PEMFC) system able to satisfy both the thermal (heating and sanitary water), cooling and electrical power need of the whole building replacing the small methane boiler installed in the single flats as well as old-fashioned centralised oil thermal plant. To address current limitations in hydrogen supply the system is equipped with a compact steam reforming unit able to produce a hydrogen rich mixture suitable for feeding PEMFC starting from methane, methanol or bio-gas without any modification thanks to several innovative concepts based to very reliable and efficient catalysts as well as related design and manufacturing process. Adequate control unit quantify the amount of energy flowing in (electrical/thermal energy consumption) and flowing out (excess of electrical power sold out) from the ž-CHP-PEMFC. The 30kWel proposed size is the results of a market study which based on the assumption that the average power need for an apartment is about 1kW and therefore the proposed size is suitable to provide electrical power to the hotel with at least 20--25 apartments; moreover the required emergency power of the hotel can be covered by the proposed unit during any black down of the external electric network. As far as the heating need is concerned, the CHP system provides about 50kWth of additional heat and a small condensation boiler fills up the exceeding thermal need when required. The functioning principle of the CHP system with fuel cells is described.

PL

Przedstawiono 30 kW układ mikro kogeneracji (?-CHP), który jest w stanie pokryć część zapotrzebowania na ciepło i energię elektryczną hotelu. Aby rozwiązać obecne problemy z brakiem dostępu do wodoru, układ wyposażony jest w kompaktowy system parowego reformingu gazu ziemnego. Układ będzie zapewniał energię elektryczną dla maksymalnie 20--25 pokoi hotelowych (na 90 obecnych). Ponadto będzie spełniał funkcje zasilania awaryjnego podczas braku zasilania z sieci elektroenergetycznej. W miarę potrzeby układ może dostarczać ok 50kWth na potrzeby grzewcze.

3

Polymer, superionic membranes for Pem fuel cell application

Bujło P.

Prace Naukowe Instytutu Podstaw Elektrotechniki i Elektrotechnologii Politechniki Wrocławskiej. Konferencje

|

2003

|

Vol. 39, nr 14

21-26

EN

The work concerns new developed in Electrotechnical Institute polymer, superionic membranes and measurements, in the single cell configuration, the influence of working condition on the fuel cell performance. This is the subject of the Ph.D. thesis realized under the same topic as current paper. PVDV based polymer membranes are used as an electrolyte in PEM fuel cells which are next a very promising solution for portable or resident power sources as well as for electric drive for cars, buses etc. In spite of very fast development of this subject-t in the world there are still problems with membrane production process and fuel cell operation. Up to now polymer membranes based on the PVDF matrixes were synthesized, test stand for investigation of the fuel cell was built and preliminary tests of the single fuel cell were made. Results of the performed investigations, voltage-current characteristics in dependence on the main factors which influence on the fuel cell parameters are presented.