Geri Dön

Doğalgaz beslemeli bir PEM yakıt pili sisteminin enerji ve ekserji analizi

Energy and exergy analysis of naturalgas feed PEM fuel cell system

  1. Tez No: 252960
  2. Yazar: AHMET ARSLAN
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. ALP ER KONUKMAN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Enerji, Makine Mühendisliği, Energy, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2010
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü
  10. Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 115

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

  1. 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

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Enerjiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NURDİL ESKİN

  2. Design,manufacturing and testing of high temperature PEM fuel cell stack

    Yüksek sıcaklık PEM yakıt hücresi yığını tasarımı, üretimi ve testleri

    YAĞMUR BUDAK

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    EnerjiAtılım Üniversitesi

    İmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. YILSER DEVRİM

  3. 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

    Türkçe

    2008

    EnerjiGebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü

    Enerji Sistemleri Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ALP ER KONUKMAN

  4. Anaerobik biyoreaktörlerde atık çörek otundan (Nigella sativa) biyohidrojen eldesi verimliliğinin araştırılması

    Research of the efficiency of biohydrogen gain from waste black cumin (Nigella sativa) in anaerobic bioreactors

    NESRİN DURSUN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    BiyoteknolojiHarran Üniversitesi

    Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ HAKKİ GÜLŞEN

  5. Petrol ve doğalgaz faaliyetlerinde çalışanların iş kazaları açısından değerlendirilmesi

    Evaluation of employees in petroleum and natural gas activities in terms of occupational accidents

    ÖNDER KÜNTEŞ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Petrol ve Doğal Gaz MühendisliğiBatman Üniversitesi

    İş Sağlığı ve Güvenliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ ÖZLEM BEZEK GÜRE