現(xiàn)階段我國能源策略逐漸轉型,強調控制能源消費總量。節(jié)能減排及新能源技術得到重視,發(fā)展以氫能利用為核心的固體氧化物燃料電池技術,將其應用在居民住宅建筑領域,符合我國現(xiàn)階段能源改革要求。將燃料電池技術應用在建筑領域,可以充分發(fā)揮其優(yōu)勢。燃料電池設備發(fā)電效率高,一次能源利用率高,設備運行策略使其區(qū)別于強調供給側能源輸出的傳統(tǒng)發(fā)電方式,新技術可以兼顧對需求側負荷的及時反饋,達到節(jié)能減排效果。基于燃料電池技術的分布式能源系統(tǒng)在國外已經(jīng)實現(xiàn)市場化發(fā)展,結合日本設備選型經(jīng)驗,選擇發(fā)電效率高、更適合在低熱電比家庭推廣的固體氧化物燃料電池為研究對象。為了了解該技術在我國居民家庭應用技術適配性,結合其工作原理,首先對需求側能源負荷展開調研,開展關于我國北方城鎮(zhèn)居民生活習慣的調研,初步了解我國居民用能習慣與熱電比,提出可能適合住宅用燃料電池設備運行的家庭類型以及可能出現(xiàn)的運行問題。接下來,結合問卷調研結果對比了中日兩國居民在生活習慣及用電用熱水的差異,對居民用電大小進行等級劃分,嘗試得到居民熱電比,對比結果為我國多數(shù)居民能耗,尤其是生活熱水使用明顯少于日本家庭。根據(jù)調研結果進一步確定設備推廣路徑,應優(yōu)先推廣... 

【文章來源】：北方工業(yè)大學北京市

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

燃料電池原理

第一章緒論3圖1-1日本研究推廣家用燃料電池路徑對于家用燃料電池在國內的市場發(fā)展而言，未來無論選擇自主研發(fā)還是引進設備，日本對市場用戶的篩選與分析是需要我們去學習的，這對以后設備容量確定具有實際意義。1.2燃料電池及熱電聯(lián)供技術介紹燃料電池的原理及發(fā)展燃料電池作為一種新型的能源應用技術，可以將燃料和氧化劑中的化學能直接轉換成電能，如圖1-1所示。最常見的燃料為氫氣，該技術與氫能利用密切相關，配合燃料改質裝置，還可以使用能分解出氫離子的碳氫化合物為燃料，比如天然氣、醇和甲烷等。燃料電池主要由三個相鄰區(qū)塊組成：陽極、電解質與陰極，根據(jù)電解質的不同對燃料電池進行分類，包括磷酸燃料電池(PAFC)、堿性燃料電池（AFC）、熔融碳酸鹽燃料電池（MCFC）、質子交換膜燃料電池（PEMFC或PEFC）以及固體氧化物燃料電池（SOFC），不同種類燃料電池陰極陽極產(chǎn)生不同化學反應，以SOFC為例，燃料向負極供給氫元素，氫在負極分解成氫離子和兩個電子。作為第四代發(fā)電技術，由于不需要經(jīng)過燃燒等中間環(huán)節(jié)，燃料電池具有諸多優(yōu)點，主要包括反應無多余污染物、發(fā)電高效率、適用范圍廣、可以連續(xù)輸出且模塊性強。圖1-2燃料電池原理

第一章緒論6圖1-3家用SOFC外觀圖1-4家用SOFC原理圖根據(jù)圖1-3所示，天然氣在燃料改質設備中進行改質，生成的氫離子用于參與氧化反應，為住戶提供電能熱能。當生成電量小于此時居民電負荷時，再提供集中電網(wǎng)電力支持，通過傳統(tǒng)買電來實現(xiàn)。另外，μCHP單元集成的主要組件還包括蓄熱槽、輔助加熱裝置等，其中每一個組件在改善μCHP系統(tǒng)的性能和克服某一問題方面都具有特定的作用。發(fā)電裝置產(chǎn)生的熱量通過排熱回收水被回收，通過熱交換器將自來水溫度加熱至設定溫度。被加熱的水被儲蓄在蓄水槽里，在產(chǎn)生熱水需求時供給。當熱量不足以滿足用戶需求時，輔助熱源進行加熱，使水溫達到用戶要求。

【參考文獻】：
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本文編號：3616438