SOFC / Híbrido de Turbina de Gas  Sistema híbrido de Ciclo de Energía.

 

Ingeniería Diesel

 

Si un sistema SOFC es presurizado, un aumento del voltaje resulta, así que es mejor el desempeño mejorado. Por ejemplo, la operación con 3 atmósferas aumenta la producción de energía en ~10%. Sin embargo, este desempeño no puede justificar el gasto de la presurización, pero lo que puede es la habilidad de integrar el SOFC con una turbina de gas, que necesita un flujo presurizado caliente de gas para operar. Desde que el sistema de SOFC opera en 1000°C produce un alto del escape de gas por la temperatura. Si operado en una presión elevada, el escape llega a ser un flujo presurizado de gas caliente puede ser utilizado para hacer funcionar una turbina. Si el sistema SOFC es presurizado y es integrado a una turbina de gas, el aire presurizado necesario por el sistema SOFC puede ser proporcionado por el compresor de la turbina de gas, el SOFC puede actuar como el combustor de sistema, y el escape del SOFC puede manejar al compresor y a un generador por separado. Esto rinde un seco (no vapor) sistema de generación de energía de ciclo-híbrido que promueve la eficiencia eléctrica.

 

 

La Turbina del sistema SOFC/GAS Esquema de Ciclo Híbrido

 

Durante la operación normal del híbrido presurizado de SOFC, el aire entra el compresor y es comprimido a ~3 atmósferas. La compresión del aire se hace en el recuperator donde lo precalienta y entra el SOFC. El combustible presurizado del surtidor de gasolina entra también el SOFC y las reacciones electroquímicas suceden por la acción de las celdas. El escape presurizado sale caliente al SOFC y va directamente a la sección del ejercitador de la turbina de gas, que maneja el compresor y el generador. Los gases del paso de ejercitador en el recuperator y entonces se agotan. En ~200°C que el escape está suficiente caliente para hacer calentar el agua. La energía eléctrica así es generada por SOFC (dc) y el generador (C.a.) utilizando el mismo flujo de combustible/aire. El análisis indica que con tales híbridos de SOFC/GT hay una eficiencia eléctrica de 55% se puede lograr en capacidades de central eléctrica tan bajo como 250 kW, y ~60% tan bajo como 1 MW que utiliza turbinas pequeñas de gas. En el 2 a 3 nivel de la capacidad de MW con turbinas más grande y más sofisticadas de gas, el análisis indica que las eficiencia eléctricas es arriba de 70%.

Sistema de Turbina Hibrido SOFC/Gas

 

Sistema hibrido de 220-kW con una celda de energía de oxido solido (SOFC) El generador esta integrado con una micro turbina de gas demostrado por la Universidad de California, Irvine con asesoría de Southern California Edison		Sistema hibrido con una turbine de gas de 300-kW SOFC/ probado en Pittsburgh, Pennsylvania

 

Mientras que en otros tipos de turbina de celda/gas de energía en los ciclos híbridos es posible, Siemens Power Generation ha ido adelante en el desarrollo híbrido de SOFC/GTy es la única compañía que ha demostrado tal sistema. Mostrado debajo de las fotografías la la prueba del concepto SOFC/GT de 220 kW puesto a prueba en California, y un sistema híbrido de 300 kW probado en Pittsburgh.

 

El futuro de SOFC/Turbinas de Gas Hibridas

 

Siemens Power Generation ha estudiado numerosas configuraciones de SOFC/GTbajo un Acuerdo Cooperativo con el Departamento de energía de EEUU, el Laboratorio Nacional deTecnología de Energía. Estos estudios han incluido híbridos con módulos presurizados y atmosféricos de celdas de energía de presión, las turbinas calentadas sólo por escape de SOFC o también con calefacción suplementaria de conducto y múltiplo, preparado (cayó en cascada) la celda/turbina de energía recalienta los ciclos. Estos estudios han mostrado que mientras muchos ciclos ofrecen la eficiencia considerable. La promesa es llevada al máximo por un híbrido presurizado de SOFC, donde el SOFC actúa como el combustor para la turbina de gas. Para aplicaciones a gran escala (~ 20 MWe) los ciclos se recalienta y han indicado la eficiencia que podrían alcanzar ~70%. Estos estudios nos alentaron a realizar las demostraciones de híbridos presurizados de SOFC/GT en el persecución de una eficiencia mas alta en la generación de energía electrica. Se probo un sistema de 220 kW y uno 300 kW presurizó híbrido y hemos verificado la viabilidad del SOFC/GT. Con estas demostraciones probamos que al fin se emparejó los sistemas complejos hibridos al presurisarse y bastante costosos, pero a causa de su viabilidad y el desarrollo adicional de energía se justifica.

 

Nuestros estudios de ciclos híbridos indican que los ciclos atmosféricos, al ofrecer horizontes más bajos de eficiencia que los ciclos presurizados, serían mejor desarrollar y más rápido de aplicar. Porque ellos requieren menos integración por parte del SOFC y turbina de gas tienen el potencial para ser costosas y podría acomodar una gran variedad de turbinas de gas. Tomando antes una decisión de avanzar aún más con SOFC la tecnología híbrida que planeamos examinar aún más otra turbina de SOFC/GAS los ciclos híbridos para valorar su potencial.

 

El esfuerzo adicionales es necesario en la parte del gobierno y la industria para asegurar la disponibilidad de apropiadas turbinas de gas . Para híbridos presurizados especialmente, el flujo masivo, proporción de presión y otras características son necesarios.