Performance analysis of solid oxide fuel cell gas turbine hybrid system
Katı oksit yakıt hücresi-gaz türbini hibrit sisteminin performans analizi
- Tez No: 533152
- Danışmanlar: Prof. Dr. SERHAT YEŞİLYURT
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Enerji, Energy
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Sabancı Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Enerji Kaynakları ve Yönetimi Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 65
Özet
Kömür, doğal gaz ve yağ içeren fosil yakıtlar, enerji üretimi için çeşitli enstrümanlarda (gaz türbini, içten yanmalı motorlar, termal enerji santralleri) kullanıldığı için endüstriyel devrimin başlangıcından bu yana enerjinin ana kaynakları olmuştur. Fosil yakıtlar iyi verimlilik ve yüksek performans sunmaktadırlar, ancak bu yakıtların sınırlı miktarda olması ve çevre üzerinde ciddi etkileri olması, araştırmacıların, dünyadaki artan enerji talebini karşılamak için alternatif teknikler arayışında olmasına sebep olmuştur. Yakıt hücreleri (YH) ,170 yılı aşkın bir süre önce keşfedilmelerine rağmen, ancak son otuz yılda ticari olarak uygun olabilirlik olasılığı göstermiştir. YH'ler, özellikle katı oksit yakıt hücreleri (KOYH), yüksek verimliliğe sahip elektrik gücü ve ısı üreten, çevre dostu cihazlardır ve mevcut geleneksel güç üreten teknolojilerinin yerlerini alması umulmaktadır. Ayrıca, bu cihazlar, kontrolsüz artan küresel enerji taleplerini karşılama potansiyeline sahiptir. Tek başına güç ve ısı üreten birimler olarak iyi performans göstermelerinin dışında, KOYH'lerin atık ısı kurtarma üniteleri ile entegre olarak, performans verimliliği daha da geliştirilebilir. Katı oksit yakıt hücresi-gaz türbini (KOYH-GT) Kombine ısı ve güç (KIP) hibrid sistemleri gelecekteki enerji talepleri için umut verici bir çözüm haline gelmektedir. KOYH'leri iyileştirici gaz türbini (GT) ile bütünleştirerek, yüzde 70 oranında genel verimlilik elde edilebilir. Hibrit sistemlere olan yükselen ilgiye bakarak, bu tezde ayrıntılı bir KOYH-GT termodinamik ve termal modeli MATLAB üzerinde uyarlanmıştır. Bu tez, yakıt debisi, akım yoğunluğu ve sıcaklık ve KOYH-GT'nin elektriksel güç çıktısındaki basınç oranı değişimini inceleyerek, KOYH-GT'nin performans analizini amaçlamaktadır. Model, ayrıca, yukarıda belirtilen parametrelerin yığın voltajı ve tüm santralin verimliliği üzerindeki etkisini de incelemektedir. Testlerin sonuçları literatürde bulunan sonuçlarla karşılaştırılmıştır.
Özet (Çeviri)
Fossil fuels which includes coal, natural gas and oil, have been the main sources of energy since the beginning of industrial revolution as they are used in various instruments (gas turbine, internal combustion engines, thermal power plants) for power production. Fossil fuels may offer good efficiencies and high performance, but the fact that they are finite and have severe effects on the environment has always left the researchers of exploring alternative techniques for energy production to overcome the growing energy demands of the world. Although Fuel Cells (FCs) were first introduced more than 170 years ago, yet it has been only the last three decades since they have shown great prospects of being commercially suitable. FCs particularly Solid Oxide Fuel Cells (SOFCs) are high efficiency electrical power, heat generating and environment friendly devices which offers a great promise of overtaking the traditionally existing power generating technologies and they have the potentials to meet the uncontrollable increasing energy demands around the globe. Apart from their good performance as a stand-alone power and heat generating units, the performance efficiency can be improved even more when SOFCs are integrated with the waste heat recovery units. Solid Oxide Fuel Cell-Gas Turbine (SOFC-GT) Combined Heat and Power (CHP) hybrid systems are becoming a promising solution to the future energy demands. Integrating the recuperative Gas Turbine (GT) with SOFC, the overall efficiency of up to 70 percent could be achieved. Looking to the rising interest of hybrid system, a detailed thermodynamic and thermal model of SOFC-GT is simulated in MATLAB in this thesis. This thesis aims to analyze the performance of SOFC-GT by investigating the effect of fuel flow rates, current density and pressure ratio change on the temperature and electrical power output of SOFC stack, gas turbine. The model also investigates the effects of the aforementioned parameters on the stack voltage and the efficiency of the whole plant. The results of the tests are compared with the results available in the literature.
Benzer Tezler
- Katı oksit yakıt hücreli enerji üretim sistemlerinin alternatif kriterlere göre performans analizi
Performance analysis of solid oxide fuel cell based energy generation systems with alternative criteria
ALİ VOLKAN AKKAYA
Doktora
Türkçe
2007
Makine MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. BAHRİ ŞAHİN
- Mathematical modelling of a solid oxide fuel cell based micro cogeneration system for residential applications
Konut uygulamaları için katı oksit yakıt piline dayalı mikro kojenerasyon sisteminin matematiksel modellenmesi
MERVE ATILMIŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Makine MühendisliğiDokuz Eylül ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CAN ÖZGÜR ÇOLPAN
- Katı oksit yakıt hücresi (KOYH) ejektörü akış kanalının sayısal yöntemlerle geliştirilmesi
Developoment of solid oxide fuel cell (SOFC) ejector flow channel by numerical methods
YASİN AKALAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
EnerjiSakarya ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HASAN KÜÇÜK
- Katı oksit yakıt hücreleri için ejektör tasarımı ve analizi
Design and analysis of an ejector for solid oxide fuel cell
GÖKHAN TAŞDELEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Makine MühendisliğiSakarya ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. HASAN KÜÇÜK
- Modelling and simulation of a catalytic gasification integrated with solid oxide fuel cell system
Katı oksit yakıt hücresi sistemi ile entegre katalitik gazlaştırma modellemesi ve benzeşimi
NUR ÇEKERYÜREKLİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Kimya MühendisliğiMarmara ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ UĞUR ÖZVEREN