Exergetıc based multı-objectıve optımızatıon of selected fuel cell systems
Seçilen yakit pili sistemlerinin ekserji tabanli çok amaçli optimizasyonu
- Tez No: 320650
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. ZEHRA ÖZÇELİK
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Ekserji analizi, Genetik algoritmalar, Yakıt hücreleri, Çok kriterli optimizasyon, Exergy analysis, Genetic algorithms, Fuel cells, Multi criteria optimization
- Yıl: 2012
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Ege Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez kapsamında, yakıt pili sistemlerinin çok amaçlı optimizasyonu gerçekleştirilmiştir. Çoklu amaç fonksiyonu olarak güç üretiminin, enerji ve ekserji verimlerinin maksimize edilmesi, eksergoekonomik maliyet değerinin ise minimize edilmesi hedeflenmiştir.Seçilen yakıt pili sistemleri ekserji ve eksergoekonomik olarak modellenmiş sıcaklık, basınç, çevre sıcaklığı, çevre basıncı, akım yoğunluğu, bağıl nem ve benzeri çalışma koşullarından uygun olanları açısından parametrik olarak değerlendirilmiştir.İncelenen yakıt pili sistemleri; Polimer Elekrolit Membran (PEMFC), Doğrudan Metanol (DMFC), Katı Oksit (SOFC), ve Eriyik Karbonat (MCFC) yakıt pilleridir. Yakıt pili sistemlerinin eksergoekonomik modelleri, geliştirilen genetik algoritma tabanlı çok amaçlı optimizasyon problem çözücüsü olan MULOP desteği ile amaç fonksiyonunu oluşturan hedeflerin ağırlık oranına dayanarak parametrik olarak çözülmüştür.Yapılan çalışma sonucunda düşük sıcaklık yakıt pili sistemleri göz önüne alındığında, verim değerlerinin 10-30 % ve maliyet değerlerinin $3-4/W olduğu görülmüştür. Yüksek sıcaklık yakıt pillerinde ise verimler 15-45% aralığında ve maliyet değerleri ise be $0.0031-0.01/W aralığında oluşmuştur. Bu açılardan bakıldığında yüksek sıcaklık yakıt pili sistemlerinin büyük ölçekli uygulamalarda çok daha verimli çalıştıkları tespit edilmiştir.
Özet (Çeviri)
The multi-objective optimization of fuel cell systems is conducted in this thesis. The investigation is done with the available multi-objective function depending on the fuel cell type such as maximizing the power output, energy and exergy efficiencies, and minimizing the cost generation (through exergoeconomic analysis).The fuel cell systems are modeled exergetically and exergoeconomically. After modeling the cases are studied parametrically using varying available operating conditions, such as temperature, pressure, surrounding temperature and pressure, current density, relative humidity.The investigated fuel cell types are Polymer Electrolyte Membrane (PEMFC), Direct Methanol (DMFC) for low temperature fuel cells and Solid Oxide (SOFC), and Molten Carbonate (MCFC) Fuel Cells for high temperature fuel cells. Moreover, the exergoeconomic models of the fuel cell systems are solved parametrically using the developed computer program MULOP (Multi-Objective Optimizer) that is based on a genetic algorithm depending on the multi-objective optimization objective function ratios.For the low temperature fuel cells it is seen that the efficiencies are in the range of 10-30% and the costs are around $3-4/W. Besides for the high temperature fuel cell systems efficiencies are in the range of 15-45% and the costs are seems to be $0.01-0.003/W. Especially It is seen that high temperature fuel cell operate more effective for large scale applications.
Benzer Tezler
- Gemilerde organik rankine çevrimine dayalı atık ısı geri kazanım sistemlerinin ileri termal analizleri ve termo-ekonomik optimizasyonu
Advanced thermal analyses and thermo-economic optimization of waste heat recovery systems based on organic rankine cycle onboard ships
MEHMET AKMAN
Doktora
Türkçe
2021
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SELMA ERGİN
- Multi-jenerasyon entegre enerji sistemlerinin termodinamik analizi ve optimizasyonu
Thermodynamic analysis and optimisation of multigeneration integrated energy systems
NEJAT TÜKENMEZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Mühendislik BilimleriIsparta Uygulamalı Bilimler ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT ÖZTÜRK
- Energy, exergy, economic and environmental-based design, analysis and multi objective optimization of novel solar tower-based gas turbine cycle multi-generation systems with new performance criteria
Özgün güneş kuleli gaz türbini çevrimli çoklu-üretim sistemlerinin yeni performans kriterleri ile enerji, ekserji, ekonomik ve çevresel tasarımı, performans analizi ve çok amaçlı optimizasyonu
MERT ÇOLAKOĞLU
Doktora
İngilizce
2022
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilimi ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET DURMAYAZ
- Development of crystal plasticity models in a thermomechanical variational framework for magnesium alloys
Magnezyum alaşımları için termomekanik varyasyonel çerçevede kristal plastisite modellerinin geliştirilmesi
NECDET ALİ ÖZDÜR
Doktora
İngilizce
2025
Makine MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CAHİT CAN AYDINER
- Power control strategies for D2D communications incellular networks
Başlık çevirisi yok
UTKU ALİ YURTTAŞ