Doğalgaz beslemeli bir PEM yakıt pili sisteminin enerji ve ekserji analizi
Energy and exergy analysis of naturalgas feed PEM fuel cell system
- Tez No: 252960
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ALP ER KONUKMAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Makine Mühendisliği, Energy, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Ekserji, Enerji geri kazanımı, Hidrojen, Hidrojen üretimi, Yakıt hücreleri, Exergy, Energy recovery, Hydrogen, Hydrogen production, Fuel cells
- Yıl: 2010
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmada, buhar reformasyonuyla hidrojen üretimi yapan ve üretilenhidrojeni PEM yakıt pilinde kullanarak elektrik enerjisi üreten bir sistem AspenPlus(v7) programıyla modellenmektedir. Öte yandan, simülatörün mevcut özellikleri ileproses akımlarının ekserjileri hesaplanamamaktadır. Bu nedenle, öncelikleFORTRAN programlama dili kullanılarak yazılan alt rutinler yardımı ile sistemeekserji yetisi kazandırılmıştır. Sistemin enerji analizleri AspenPlus (v7) programınınkendi araçları kullanılarak, ekserji analizleri ise FORTRAN alt rutinlerininsimülatöre entegre edilmesiyle gerçekleştirilmektedir.Çalışmada ilk olarak sistemin enerji analizi yapılmıştır. Enerji analizisonuçlarına göre sistemde yüksek miktarlarda enerji tüketimi gerçekleştiği ve bununsistemin ekserji performansını olumsuz yönde etkilediği ortaya çıkmıştır. AyrıcaBuhar/Karbon oranı (S/C), reformer sıcaklığı ve çalışma basıncı parametrelerininsistemin enerji ve ekserji davranışları üzerine olan etkileri araştırılmıştır. Sisteme ısıentegrasyonu uygulanmış ve ısı entegrasyonu ile sistemin enerji tüketiminde %53,36oranında bir tasarruf, enerji veriminde ise %37 oranında bir iyileştirmesağlanabileceği ortaya çıkarılmıştır.Entegrasyonlu yeni sistemin çalışma parametrelerine göre esnekliği belirlenmişve yeni sistemin ekserji analizi yapılmıştır. Entegrasyonlu sistemin ekserji analizininsonuçları ise sürecin ekserji performansının enerji tüketimi ile doğrudan ilişkisiolduğunu ve ısı entegrasyonu sonucunda ekserji yıkımında %7,14 oranında birazalma kaydedileceğini işaret etmiştir.
Özet (Çeviri)
In this study, PEM fuel cell system with hydrogen production unit is modeledand simulated in AspenPlus (v7) process simulator. On the other hand, exergyanalysis cannot be made by using the simulators own tools. For this reason, firstlyexergy ability is introduced to the system with the help of external FORTRANsubroutines which are integrated to the simulator. Energy analysis of PEM fuel cellsystem is made by the process simulators own tools and exergy analysis is made bythe integrated subroutines.Firstly energy analysis of the PEM fuel cell system has been done in this study.According to the energy analysis results, it has been revealed that the energyconsumption is very high and it affects the exergetic performance negatively.Furthermore, steam to carbon ratio (S/C), reformer temperature and operatingpressure parameters effect on the system?s energy and exergy behavior areinvestigated in this study. Heat integration is performed to the system and 53.36% ofsaving for the energy consumption, 35% enhancement for the energy efficiency ofthe system is provided.Integrated system flexibility is specified with respect to operating parametersand exergy analysis of the new system has been performed. The exergy analysis ofintegrated system results indicates that the process of the exergy performance has adirect relationship with the energy consumption, also heat integration resultsdemonstrate a %7.14 reduction in exergy destruction.
Benzer Tezler
- Monolit kanallı katalizörlerde doğalgazdan hidrojen eldesinin ve doğalgaz - hidrojen karışımlarının yakılmasının deneysel ve teorik analizi
Experimental and theoretical analysis of hydrogen production from natural gas and combustion of natural gas - hydrogen mixtures on monolith catalysts
ASLI SAYAR
- Design,manufacturing and testing of high temperature PEM fuel cell stack
Yüksek sıcaklık PEM yakıt hücresi yığını tasarımı, üretimi ve testleri
YAĞMUR BUDAK
- Bir doğalgaz beslemeli tüpsel katı oksit yakıt pili sisteminde ısı ve güç entegrasyonu
Heat and power integration for a natural gas feed tubular solid oxide fuel cell system
ERSAN EYİLER
Yüksek Lisans
Türkçe
2008
Gebze Yüksek Teknoloji EnstitüsüEnerji Sistemleri Ana Bilim Dalı
Yükleniyor...
- Modeling and control of a fixed wing unmanned aerial vehicle
Sabit kanatlı bir insansız hava aracının modellenmesi ve kontrolü
BURAK YÜKSEK
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
İstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Yükleniyor...
- Türkiye enerji sektörünün stratejik konumu ve yapay sinir ağı modelleriyle enerji tüketiminin tahmini
Turkish energy sector strategic position and neural network prediction of energy consumption models with
HATİCE GENÇ KAVAS