本文關(guān)鍵詞：基于燃料電池微型熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的集成與經(jīng)濟(jì)性分析

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【摘要】：微型熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)作為一種新型的能源供應(yīng)方式逐漸成熟,它將發(fā)電與生產(chǎn)熱水兩者有機(jī)的結(jié)合在一起,能夠很好的為家庭提供所需的電能與熱能,提高了能源利用效率,同時在減少能源消耗、降低二氧化碳排放等方面具有重要意義。不同類型的微型熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組電熱輸出功率、電熱比和燃料需求特點都不相同,國外針對微型熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)已經(jīng)做了大量的研究,但針對國內(nèi)的優(yōu)化配置、規(guī)劃設(shè)計研究存在一定的滯后性。本文以廣州典型家庭為例,建立了典型家庭能耗日負(fù)荷曲線。分別考察典型家庭在使用四種不同技術(shù)的微型熱電聯(lián)產(chǎn)產(chǎn)品(Ene-Farm、Ene-Farm type S、Ecowill、Whisper Gen)時的經(jīng)濟(jì)收益與溫室氣體減排量等情況,論文引用了國內(nèi)外常用的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)評價指標(biāo),包括節(jié)能因子、經(jīng)濟(jì)節(jié)約指數(shù)與二氧化碳減排比。針對不同的技術(shù),確定了微型熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的運行時間。分析得出,微型熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)在單獨供熱或電是不合理的,在滿足電或熱負(fù)荷時,微型熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)即停止運行。與傳統(tǒng)能源供應(yīng)方式相比較,微型熱電聯(lián)產(chǎn)產(chǎn)品可以明顯減少燃料費用以及溫室氣體的排放。以當(dāng)前的電氣價,微型熱電聯(lián)產(chǎn)產(chǎn)品最高能夠減少成本15.3%,減少二氧化碳排放37.4%。電價與氣價對微型熱電聯(lián)產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性有重要的影響,即電價越高或氣價越低,微型熱電聯(lián)產(chǎn)的收益就越高,越有利于微型熱電聯(lián)產(chǎn)的普及應(yīng)用。燃料電池微型熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)包括制氫單元、CO脫除單元、燃料電池產(chǎn)電單元、產(chǎn)熱單元以及其他附屬結(jié)構(gòu),本文測試了樣機(jī)在典型操作條件下各個反應(yīng)器出口氣成分,以及整個樣機(jī)的效率,并對樣機(jī)進(jìn)行能量平衡分析,分析結(jié)果表明,在典型操作條件下,樣機(jī)能夠滿足家庭的基本熱負(fù)荷以及部分電負(fù)荷。然而樣機(jī)的電效率為23.6%,熱效率為24.7%,能量損失比較嚴(yán)重,對樣機(jī)的各個單元進(jìn)行分析,得出制氫單元的燃燒器與微型燃料電池的尾氣能量損失占據(jù)的比例最大,分別達(dá)到各自單元總能量的25.4%與39.8%。對燃料電池尾氣進(jìn)行成分分析,尾氣中含有大量未反應(yīng)的甲烷氣,如果充分利用這部分尾氣,將極大提高系統(tǒng)的能量利用效率,得出了燃料電池尾氣能量回收比例與樣機(jī)節(jié)能因子的關(guān)系。
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM911.4

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