First and second law analyses of a biomass fuelled solid oxide fuel cell-micro turbine hybrid system
Biyokütle ile çalışan katı oksit yakıt hücresi ve mikro türbinden oluşan melez sistemin birinci ve ikinci kanun analizleri
- Tez No: 238281
- Danışmanlar: PROF. DR. HAFİT YÜNCÜ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Katı oksit yakıt hücresi, mikro türbin, ekserji, biyokütle, melez sistem, Solid oxide fuel cell, micro turbine, exergy, biomass, hybrid system
- Yıl: 2008
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bölümü
- Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 92
Özet
Yakıt hücreleri elektrik üretmede kullanılan direkt enerji dönüşüm araçlarıdır. Var olan elektrik üretim yöntemleri arasında en düşük emisyon değerine sahiptirler. Yakıt hücreleri yakıtın yanmasına gerek duymaz. Yakıt hücrelerinden elde edilen ısı mikro türbinlerde (gaz türbinleri) kullanılabilir.Bu çalışmada bir katı oksit yakıt hücresi ve bir mikro türbinden oluşan melez bir sistemin birinci ve ikinci kanun analizleri yapılmış ve sistemin maksimum güç üretimi sağlayacağı basınç ve kütle oranı değerlerine sahip olan optimum noktası bulunmaya çalışılmıştır. Ayrıca aynı sistem gaz turbini çıkarılarak tekrar incelenmiş ve gaz türbinin sisteme katkısı görülmüştür. Analizler her donanım için MATLAB yazılımında oluşturulan program yardımıyla gerçekleştirilmiştir. Kullanılan yakıt belli bir konsantrasyona sahip biyokütledir. Yakıt hücresi ve mikro türbinden oluşan melez sistemlerde biyokütlenin kullanabilmesi için biyokütlenin gazlaştırıcılar kullanılarak belli bir kalori değerine sahip gaz haline dönüştürülmesi gerekmektedir. Mevcut çalışmada, iyi karışım ve yüksek seviyede ısı transferi gerçekleştirebilme avantajları dolayısıyla yeknesak koşullara sahip bir yatak sağlayan akışkan yatak yanma odası kullanılmıştır. Buna ek olarak, melez sistemde kullanılmadan önce gazlaştırma işlemi sonrası elde edilen gazın temizlenmesi için sisteme sülfürden arındırma üniteleri ve gaz filtreleri eklenmiştir. Yakıtın yakıt hücresinden yanmadan geçen miktarından faydalanabilmek için de yanma odası kullanılmıştır. Sistem için en uygun (optimum) kütle ve basınç oranları MR=0.6411 ve Pr=8'dir. Gaz türbini sisteme fazladan güç ve yüksek verim sağlamaktadır.Melez sistemlerde kullanılacak yakıt için birçok seçenek vardır. Bu yakıtlar arasından biyokütlenin seçilmesinin nedeni enerji taşıyıcılarının tüketimini ve çevreye verilen zararı azaltmasıdır.
Özet (Çeviri)
Fuel cells are direct energy conversion devices to generate electricity. They have the lowest emission level of all forms of electricity generation. Fuel cells require no combustion of the fuel. The thermal energy gained from fuel cells may be utilized in micro turbines (gas turbines).In this work, first and second law analyses are performed on a hybrid system consisting of a solid oxide fuel cell (SOFC) combined with a micro turbine to be able to find an optimum point of pressure and corresponding mass ratio to gain maximum work output. Also another system with same equipments only without a gas turbine is investigated to see the effects of gas turbine. The analyses are performed utilizing a code written in MATLAB for each of the equipments. Fuel used is biomass with a certain concentration. To be able to use biomass in a fuel cell-micro turbine hybrid cycle, it is gasified and converted into a certain calorific value gas, with the use of gasifiers. In this study fluidized bed gasifier is utilized since it has the advantage of good mixing and high heat transfer leading to a uniform bed condition. Desulphuration and gas filter units will be implemented in order to clean the producer gas before being used in hybrid system. For a certain percentage of the fuel that may pass through the fuel cell without being used, a combustor is utilized. Optimum point mass and pressure ratios for system are MR = 0.6411 and Pr = 8. Gas turbine supplies more power and higher efficiency to the system.There are different choices for fuel selection in hybrid systems. The reason why biomass is examined among these is that it decreases the depletion of energy carriers and reduces the environmental impact.
Benzer Tezler
- Çöp sızıntı sularının su bitkileriyle oluşturulan sistemlerle arıtılması
Başlık çevirisi yok
SONAY KARAGÖZ
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. LÜTFİ AKÇA
- Düşük sıcaklıklı jeotermal kaynağın konut ve sera ısıtmasında kullanılabilirliğinin araştırılması ve termodinamik analizi:Erzincan-Akyazı modeli
Low temperature geothermal source research and use of thermodynamic analysis of the usability of residence and greenhouse heating: Erzincan-Akyazı region
MUSTAFA ALPER YERLİKAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Makine MühendisliğiErzincan Binali Yıldırım ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET TANDIROĞLU
- Bazı yakıtların kimyasal ekserji değerlerinin hesaplanması
Calculation of chemical exergy values of some fuels
SELÇUK BİLGEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2000
KimyaKaradeniz Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF.DR. KAMİL KAYGUSUZ
- Türkiye'de yenilenebilir enerji stratejisi ve Federal Almanya stratejisinin analizi
Renewable energy strategy in Turkey and the analysis of renewable energy strategy of Federal Republic of Germany
ÇAĞKAN AYDOĞDU
Doktora
Türkçe
2021
EnerjiDokuz Eylül ÜniversitesiKamu Yönetimi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZERRİN TOPRAK KARAMAN
- Bina temeli altı toprak ısı değiştiricisindeki ısı transferinin incelenmesi
The investigation of heat transfer in ground heat exchangers under building foundation
NURULLAH KAYACI
Doktora
Türkçe
2018
Makine MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAKAN DEMİR
PROF. DR. ŞEVKET ÖZGÜR ATAYILMAZ