固体氧化物燃料电池与微型燃气轮机联合发电建模仿真研究

设计一种固体氧化物燃料电池与微型燃气轮机的联合发电系统,并对其进行建模仿真及性能研究.基于Matlab/Simulink仿真软件,采用模块化建模方法,再以拓扑结构连接各个子系统模型,搭建SOFC-MGT联合发电系统模型.仿真结果表明:模型满足仿真要求,系统具有较高的发电效率.在变工况,尤其是高背压条件下,该系统不能稳定工作,必须附加水处理系统才能保证该系统良好运行.     

模糊综合评判在SOFC-GT联合发电系统安全性评估中的应用

在舰船电力综合系统中,燃料电池-燃气轮机(SOFC-GT)联合发电系统作为一种新型的能源转化装置,直接把化学能转换为电能,打破了传统热机朗肯循环热效率的限制,具有其他热机不可比拟的高效性。同时SOFC-GT联合发电系统自身又具有复杂性、强耦合性等特点,使得无法对其安全性做出定量评价。本文采用模糊综合评判手段,构建模糊评判矩阵,对系统进行模糊层次分析(FAHP)[1]。     

电化学反应对甲烷直接内重整效能的耦合作用分析

本文以直接内部重整型固体氧化物燃料电池为对象,主要抓住研究对象的稳态特性,以尾气组分验证模型的正确性,着重分析电化学反应对甲烷直接内重整效能的耦合影响。结果发现,甲烷平衡转化率受甲烷流量、水碳比、压力变化的影响不是很大,仅对温度变化比较敏感;而氢气平衡转化率在不同甲烷流量、水碳比、压力及温度下的差别比较大;在电池放电电流增大的过程中,甲烷平衡转化率与氢气平衡生成率均有所提高,后者更为明显。电化学反应对甲烷直接内重整效能有很大的影响。     

直接内重整型固体氧化物燃料电池建模与仿真

基于MATLAB/SIMULINK软件,本文建立了直接内重整型固体氧化物燃料电池的性能仿真模型,综合考虑重整反应和电化学反应的耦合作用,讨论了不同温度、压力、水碳比、CH_4流量、空气组分下,放电电流对燃料电池电堆性能的影响。结果发现,设计点工况下,电堆的发电效率高达50%,适当提高运行温度和压力,减小空气和CH_4的流量,减小氮氧比,可以提高输出电压、功率和效率,使电堆的性能进一步提高,为固体氧化物燃料电池发电系统在常规动力潜艇上的应用提供理论支撑。     

燃料电池-燃气轮机底层循环性能研究

燃料电池-燃气轮机联合循环系统作为舰船电力综合系统优质动力源,具有传统热机不可比拟的高效性。本文针对燃料电池-燃气轮机底层循环构建数学模型,并对其性能进行仿真研究。目前燃料电池单堆功率相较于微型燃气轮机较小,为实现燃料电池与微型燃气轮机的功率匹配,提出多堆燃料电池与燃气轮机联合循环。分析多堆燃料电池与燃气轮机联合循环功率匹配与参数优化,使得系统在不同工况下均保持较高效率。为实现燃料电池-燃气轮机联合动力系统在水面舰艇上的应用打下坚实基础。