發(fā)布時間：2017-11-04 09:20

  本文關鍵詞：基于燃料電池微型熱電聯(lián)產系統(tǒng)的集成與經濟性分析

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【摘要】：微型熱電聯(lián)產系統(tǒng)作為一種新型的能源供應方式逐漸成熟,它將發(fā)電與生產熱水兩者有機的結合在一起,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)產機組電熱輸出功率、電熱比和燃料需求特點都不相同,國外針對微型熱電聯(lián)產系統(tǒng)已經做了大量的研究,但針對國內的優(yōu)化配置、規(guī)劃設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荷曲線。分別考察典型家庭在使用四種不同技術的微型熱電聯(lián)產產品(Ene-Farm、Ene-Farm type S、Ecowill、Whisper Gen)時的經濟收益與溫室氣體減排量等情況,論文引用了國內外常用的熱電聯(lián)產系統(tǒng)評價指標,包括節(jié)能因子、經濟節(jié)約指數(shù)與二氧化碳減排比。針對不同的技術,確定了微型熱電聯(lián)產系統(tǒng)的運行時間。分析得出,微型熱電聯(lián)產系統(tǒng)在單獨供熱或電是不合理的,在滿足電或熱負荷時,微型熱電聯(lián)產系統(tǒng)即停止運行。與傳統(tǒng)能源供應方式相比較,微型熱電聯(lián)產產品可以明顯減少燃料費用以及溫室氣體的排放。以當前的電氣價,微型熱電聯(lián)產產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)產的經濟性有重要的影響,即電價越高或氣價越低,微型熱電聯(lián)產的收益就越高,越有利于微型熱電聯(lián)產的普及應用。燃料電池微型熱電聯(lián)產系統(tǒng)包括制氫單元、CO脫除單元、燃料電池產電單元、產熱單元以及其他附屬結構,本文測試了樣機在典型操作條件下各個反應器出口氣成分,以及整個樣機的效率,并對樣機進行能量平衡分析,分析結果表明,在典型操作條件下,樣機能夠滿足家庭的基本熱負荷以及部分電負荷。然而樣機的電效率為23.6%,熱效率為24.7%,能量損失比較嚴重,對樣機的各個單元進行分析,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的比例最大,分別達到各自單元總能量的25.4%與39.8%。對燃料電池尾氣進行成分分析,尾氣中含有大量未反應的甲烷氣,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節(jié)能因子的關系。
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM911.4

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本文編號：1138795