سیستم میکرو تولید همزمان توان و گرما (mCHP) با پیل سوختی

نوع مقاله: علمی-تخصصی

نویسنده

استادیار گروه مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه اصفهان، em-afshari@yahoo.com

چکیده

تولید انرژی الکتریکی همراه با به کارگیری گرمای تولیدی یک روش سریعاً در حال توسعه است که موجب افزایش راندمان و کاهش کلی تلفات می­شود. این موضوع عموماً به عنوان توان و گرمای ترکیبی (CHP) مطرح است. سیستم­های CHP دارای اندازه­های متنوعی هستند، از اندازه بزرگ که جهت تولید الکتریسته و گرم کردن یک شهر استفاده می­شود تا واحدهای کوچک که می­تواند یک خانه را سرویس دهد. مرز جدید CHP در ساختمان‌های کوچک مسکونی می‌باشد. تعداد زیادی از تولید کنندگان، در حال توسعه میکرو (mCHP) CHP می‌باشند. این نیروگاه‌های کوچک دارای توان الکتریکی 1 تا 15 کیلو وات و گرمای بازیابی شده 1 تا 20 کیلو وات می‌باشند. این ژنراتورها از تکنولوژی‌های مختلفی به عنوان روش تبدیل کننده انرژی بهره می‌برند. پیل سوختی از تکنولوژی­های جدید بوده که در سیستم­های mCHP می­توانند استفاده شوند. پیل سوختی مستقیماً انرژی الکتریکی را از انرژی شیمیایی تولید می­کند و راندمان آن بسیار بالاتر از راندمان موتورهای احتراق داخلی است. همه اجزا پیل­های سوختی ثابت و پیل هیچ قسمت متحرکی ندارد. عدم قسمت­های متحرک باعث شده که پیل سوختی بدون سر و صدا کار کند. دوام و قابلیت اعتماد آنها نیز بالا است و آلاینده­هایی مانند اکسیدهای نیتروژن، اکسیدهای گوگرد و ... در پیل سوختی نزدیک صفر هستند. پیل­های سوختی بالقوه دارای دانسیته انرژی بالاتری نسبت به باتری­ها می­باشند و می­توانند به سرعت تغذیه و به سهولت مورد بهره­برداری قرار گیرند. از این­رو بررسی استفاده از پیل سوختی در این سیستم­ها می­تواند بسیار قابل توجه باشد. هدف این مقاله معرفی انواع سیستم‌های mCHP و بررسی با جرئیات عملکرد سیستم mCHP بر پایه پیل سوختی می­باشد.
 

کلیدواژه‌ها


 

[1]   A. Bryan DeBruyn,"Integration of Combined Heat and Power Generators into Small Buildings". A thesis presented to the University of Waterloo in fulfillment of the thesis requirement for the degree of master of applied science in mechanical engineering. Waterloo, Ontario, Canada, 2006, pp. 1-5.

[2]   J.Worth,“Micro-Cooling,Heating,andPower(m-CHP) Instructional Module ”supported by united states department of energy (DOE), Mississippi Cooling, Heating, and Power (micro –CHP) and Bio-fuel center, December 2005 first printing

[3]   GUNTER R.SIMADER, ROBERTKRAWINKLER,GEORG TRNKA,"MICRO CHP systems: state-of-the-art". published by Austrian energy agency, march 2006,pp 5-10

[4]   Resource Dynamics Corporation, "Integrated Energy Systems For Buildings : A Market Assessment "August 2002,pp 8

[5]   F. Barbir,"PEM Fuell Cells theory and practice".University of Connecticut Storrs, CT February 2005, pp. 17-25

[6]   Anders Christian Olesen, Julian Ralf Jensen, "Solid Oxide Fuel Cell Micro Combined Heat And Power System-Choosing The Right Reformer" Master Thesis in Aalborg University, June 2009, pp 21-39