بررسی قانون اول و دوم یک سیستم جدید جهت تولید توان، گرمایش، هیدروژن با استفاده از سیستم پیل سوختی پلیمری

استفاده از سیستم تولید همزمان برای نیروگاه ها می تواند روشی امیدوارکننده برای افزایش راندمان سیستم از نظر انرژی و اگزرژی باشد. در این مطالعه، یک سیستم تولید چند گانه که شامل چرخه رانکین آلی، آب گرم کن داخلی، الکترولایزر غشاء پروتونی و پیل سوختی غشاء تبادل پروتونی پیشنهاد شده است. در این سیستم ترکیبی از بازیابی گرمای هدر رفت پیل سوختی استفاده شده است. این سیستم مورد تحلیل انرژی و اگزرژی قرار گرفته و تاثیر پارامترهای مهمی همانند دمای تبخیرکن، اختلاف دمای تنگش تبخیر کن، چگالی جریان و دمای پیل سوختی روی پارامترهای عملکردی سیستم بررسی شده است. برای سیستم پیشنهادی توان تولیدی پیل سوختی 609.4 کیلووات، مقدار هیدروژن تولیدی 0.137 کیلوگرم بر ساعت، گرمایش 210.2 کیلووات، تولید توان سیستم 588.9 کیلووات، بازده حرارتی پیل سوختی %53.71، بازده حرارتی کل %71.76 و بازده اگزرژی کل %54.84 محاسبه شده است.

investigating the first and second laws of a proposed system for generating power, heating, and hydrogen using a polymer fuel cell system

the use of a cogeneration system for power plants can be a promising way to increase the efficiency of the system from the energy and exergy viewpoints. in the present study, a multigeneration system including an organic rankine cycle (orc), domestic water heater (dwh), proton exchange membrane (pem) electrolyzer, and proton-exchange membrane fuel cell (pemfc) is proposed.a heat recovery system is employed for the multigeneration system from a pem fuel cell’s waste heat. this proposed system is investigated from energy and exergy viewpoints. also, a parametric study is done to illustrate the effects of some important factors including pinch point temperature difference of evaporator, evaporator temperature, current density, and pemfc temperature on themain performance criteria of the multigeneration system. for multigeneration system values of pemfc power generation, produced hydrogen, heating, net output power, pemfc thermal efficiency, system thermal efficiency, and system exergy efficiency, are calculated as 609.4 kw, 0.137 kg/hr, 210.2 kw, 588.9 kw, 53.71%, 71.76%, 54.84%, respectively.