高温太阳能热化学与甲烷互补的SOFC-GT-KC复合动力系统研究

作者:王秋实; 蒋潇甫; 段立强*; 郑红旭; 卢紫艺
来源:太阳能学报, 2023, 44(10): 218-228.
DOI:10.19912/j.0254-0096.tynxb.2022-1013

摘要

提出一种新型高温太阳能热化学与甲烷互补固体氧化物燃料电池-燃气轮机-卡琳娜循环(SOFC-GT-KC)复合动力系统,利用高温太阳能热驱动甲烷重整制氢,将太阳能转化为富氢燃料合成气中的化学能,实现了太阳能的转化与储存。以产生的氢气驱动SOFC-GT-KC复合系统发电,实现能量的梯级利用。分析各关键参数对新系统热力性能影响并研究在不同季节典型日系统运行特性,给出不同的运行策略。研究结果表明:在设计工况下,系统发电效率为62.28%,效率为64.92%,与相同条件下的无太阳能热化学过程互补的SOFC-GT-KC系统相比,新系统输出功率提升31.90%,且效率提升2.77个百分点。额定工况下,输出同样的电功率,新系统要比参考系统节省化石燃料29.6%。

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