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Titelbild-leitlinien
Simulation eines SOFC-Brennstoffzellensystems mit Anodenabgasrückführung

Printausgabe
EUR 43,60 EUR 41,42

E-Book
EUR 30,52

Simulation eines SOFC-Brennstoffzellensystems mit Anodenabgasrückführung (Band 19)

Shaofei Chen (Autor)

Vorschau

Vorwort, PDF (81 KB)
Inhaltsverzeichnis, PDF (110 KB)
Leseprobe, PDF (470 KB)

ISBN-13 (Printausgabe) 9783954047314
ISBN-13 (E-Book) 9783736947313
Sprache Deutsch
Seitenanzahl 222
Auflage 1. Aufl.
Buchreihe Schriftenreihe des Energie-Forschungszentrums Niedersachsen (EFZN)
Band 19
Erscheinungsort Göttingen
Promotionsort Braunschweig
Erscheinungsdatum 16.06.2014
Allgemeine Einordnung Dissertation
Fachbereiche Maschinenbau und Verfahrenstechnik
Energietechnik
Schlagwörter SOFC, Brennstoffzellensystem, Propan, Reformierung, Anfahrvorgang, Anodenabgasrückführung, autark, Simulation, MATLAB, SIMULINK, Energietechnik
URL zu externer Homepage https://www.efzn.de/de/ueber-uns/oeffentlichkeitsarbeit/efzn-schriftenreihe/
Beschreibung

In dieser Arbeit werden ein neuartiges Konzepteines kleinen propangetriebenen SOFC-Brennstoffzellensystems (ca. 350 We), Tests, Messungen und Simulationen vorgestellt. Dieses Konzept nutzt sowohl eine stoffliche wie auch eine thermische Integration, durch die gleichzeitig der elektrische Wirkungsgrad verbessert und die Systemkomplexität verringert werden. Dies wird durch die Rückführung eines Teils der Anodenabgase, die aus Wasserdampf, CO2 und unverbrauchtem Brenngas bestehen, zur Anodedurch einen Injektor statt durch ein Hochtemperaturgebläse,der als Treibgas das frische Brenngas verwendet, und die Nachverbrennung unverbrauchter Brenngase im restlichen Anodenabgas erreicht. Das rezirkulierte Anodenabgas dient zur direkten Nutzung eines Teils der unverbrauchten Brenngase undals Reformierungsmittel, wodurch kein Wasserdampferzeuger benötigt wird. Durch die endotherme, kombinierte Wasserdampf-Boudouard-Propanreformierung wird Anodenabgas- und Nachverbrennungswärme in den Prozess integriert.
Zur Simulation der An- und Abfahrvorgänge dieses Systems wird ein dynamisches Modell in MATLAB/Simulink entwickelt und validiert mit Hilfe von Messdaten, die von den Projektpartnern an einem prototypischen System erhoben wurden. Der Schwerpunkt der Simulationen liegt beim Anfahrvorgang, bei dem das Propan zuerst durch die exotherme partielle Oxidation (POX) mit Luft reformiert wird, bis der Stack eine ausreichend hohe Betriebstemperatur erreicht hat. Anschließend wird der Reformer sukzessiv in den endothermen Wasserdampf- und CO2-Reformierungsmodusumgeschaltet. Die Simulationen zeigen die Funktionsfähigkeit des Konzeptes, die Betriebsstrategie zur Vermeidung von Überhitzung und Rußbildung im Nachbrenner und Reformersowie weitere Prognosen zur Realisierung eines thermisch autarken Betriebes.