人類文明的進(jìn)步離不開對(duì)能源的開發(fā)和利用,當(dāng)今世界,化石燃料仍是主要的能源消耗形式,對(duì)化石能源的依賴會(huì)越來越制約社會(huì)的發(fā)展。因此,人們亟需新的能源來替代傳統(tǒng)化石能源或者新的能源利用方式來提高傳統(tǒng)能源的利用率。氫能作為一種新能源,具有清潔、高效、可持續(xù)等很多的優(yōu)點(diǎn),被視為本世紀(jì)最具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉�。燃料電池是一種能夠利用氫氣的高效能源轉(zhuǎn)化裝置,它是通過電化學(xué)反應(yīng)將氫氣內(nèi)的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能和熱能,其轉(zhuǎn)化效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于化石能源在內(nèi)燃機(jī)里轉(zhuǎn)化為機(jī)械能或在熱電廠里轉(zhuǎn)換為電能的效率�；谌剂想姵氐臒犭娐�(lián)產(chǎn)系統(tǒng)是一種適合于家庭使用的分布式能源系統(tǒng)。相比較于傳統(tǒng)的能源轉(zhuǎn)換方式和其他熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù),基于燃料電池?zé)犭娐?lián)產(chǎn)系統(tǒng)有更高的發(fā)電效率和綜合能量利用率,同時(shí)還在經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性與可靠性方面具有無可比擬的優(yōu)勢(shì)。結(jié)合了天然氣重整制氫裝置的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)可以利用現(xiàn)有的燃?xì)夤艿?將整套設(shè)備安裝在用戶端,減少了能量傳輸過程中的損失,因而具有廣闊的研究前景。本文建立了完整的燃料電池?zé)犭娐?lián)產(chǎn)系統(tǒng)模型,對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了能量分析和（?）分析,根據(jù)系統(tǒng)與負(fù)荷的能量供需特性設(shè)計(jì)不同的運(yùn)行策略并進(jìn)行優(yōu)化,具體研究內(nèi)容和主要結(jié)論如下:（1... 

【文章來源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖２－１熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖??

第一章中介紹了現(xiàn)階段三種主要的制氫技術(shù)路線：甲烷蒸汽重整法（ＳＭＲ），??部分氧化法（ＰＯＭ）和自熱重整法（ＡＴＲ）。自熱重整相較于前兩種各自反應(yīng)而??言，不僅使兩個(gè)反應(yīng)的吸熱和放熱得到耦合，實(shí)現(xiàn)了體系的自供熱，能源利用更??加合理，而且整個(gè)系統(tǒng)啟動(dòng)速度快，在運(yùn)行過程中對(duì)供電和供熱負(fù)載變化具有良??好的響應(yīng)速度，非常適合用于千瓦級(jí)別的燃料電池?zé)犭娐?lián)產(chǎn)系統(tǒng)中制取氫氣。因??此，本文中制氫系統(tǒng)模型采用自熱重整法。??２．１．１系統(tǒng)工藝流程??通常情況下，只經(jīng)過重整環(huán)節(jié)的氣體中雖然已經(jīng)制取了相當(dāng)數(shù)量的氫氣，但??還無法直接供應(yīng)燃料電池使用，一方面是因?yàn)榛旌蠚怏w中氫氣含量不夠高，會(huì)使??電池內(nèi)反應(yīng)速率降低；另一方面是因?yàn)榉磻?yīng)氣體中Ｃ０含量較多，質(zhì)子交換膜燃??料電池的鉑電極在較低溫度下容易Ｃ０中毒。因此，重整器后通常還會(huì)有幾個(gè)處??理環(huán)節(jié)來去除Ｃ０，提高氫氣含量。完整的燃料處理系統(tǒng)系統(tǒng)模型框圖如圖２－２??所示［３７］：???１?冷卻水??????

圖２－３燃料電池電堆能量平衡模型??入輸出能量可以分為四部分：進(jìn)入電池電堆的總能量，電池卻吸熱吸收的內(nèi)能及耗散產(chǎn)生的熱損失。??量平衡模型，燃料電池電堆滿足如下瞬態(tài)方程［２６］：??？?ｄＴｓｔ?．?．??Ｑｓｔａｃｋ?＝?Ｃｔ?辦＝Ｐｔｏｔａｌ?－?Ｐｅｌｅｃ?－?Ｑｃｏｏｌ?—?Ｑｌｏｓｓ?（２－ｅｆｃ—電堆吸熱功率（Ｋ１）；??一進(jìn)入電堆總功率（ｗ）；??—電堆輸出電功率（Ｗ）；??—單位時(shí)間內(nèi)冷卻水帶走的熱量（＾１）；??—單位時(shí)間內(nèi)電堆對(duì)外耗散的熱（Ｋ１）；??電堆的熱容ＣＭＣ１）；??電堆運(yùn)行溫度（°Ｃ）。??


本文編號(hào)：3348652