31546

بررسي طراحي مفهومي سامانه تجديدپذير تركيبي بيومتان/پيل سوختي كربنات مذاب با هدف تأمين انرژي

كارشناسي ارشد

مهندسي سيستم هاي انرژي-انرژي و محيط زيست

1399

1402/8/27

دكتر ابوالفضل احمدي-دكتر عليرضا زاهدي

-

فناوري هاي نوين

به منظور تامين انرژي مستقل و پايدار يك ساختمان 4 طبقه در بندر دير كه شامل انرژي الكتريكي، آب آشاميدني، آب گرم، گرمايش و سرمايش مي‌شد، يك سيستم انرژي تجديدپذير هيبريدي جديد متشكل از بيوگاز/ پيل سوختي كربنات مذاب/ آب شيرين كن پيشنهاد شد. با زمان نگهداري هيدروليك 15 روز و دماي 55 درجه سانتي گراد در بخش هاضم، توليد روزانه متان به 16000 ليتر رسيد. توان خروجي به دست آمده پيل سوختي با عملكرد در دماي 650 درجه سانتي گراد، به 98 كيلووات رسيد. همچنين روزانه 1137.4 كيلوگرم آب شيرين براي تامين نيازهاي مصرفي و نياز آبي بهسازگر توليد شد. مقدار CO 2 توليد شده در محفظه احتراق و پيل سوختي به ترتيب 43.93 و 23.3 كيلوگرم در ساعت بود. تجزيه و تحليل تركيبات گاز خروجي، مقدار CO 2 را 4% نشان داد. بازده كلي انرژي و اگزرژي سيستم هيبريدي به ترتيب 54% و 52.58% بود. اين سيستم عملكرد فوق‌العاده‌اي را به عنوان يك سيستم انرژي تجديدپذير پايدار نشان مي‌دهد و توليد زباله و مصرف انرژي الكتريكي، آب آشاميدني، آب گرم، گرمايش و سرمايش را كاهش مي‌دهد و در عين حال با انتشار گازهاي گلخانه‌اي محدود، اثرات زيست‌محيطي مطلوبي را نشان مي‌دهد.

1403/08/22

Conceptual Design of Combined Biomethane/Molten Carbonate Fuel Cell Renewable Conceptual Design of Combined Biomethane/Molten Carbonate Fuel Cell Renewable System to Provide Energyto Provide Energy

1/1/1900 12:00:00 AM

To ensure an independent and sustainable energy supply, including electricity, drinking water, hot water, heating, and cooling for a 4-floor building in Bandar Dayyer, located in the south of Iran, a novel hybrid renewable energy system consisting of biogas/molten carbonate fuel cell/water desalination was proposed. With a hydraulic retention time of 15 days and a temperature of 55 °C in the digester section, the daily methane production reached 16,000 L. A power output of 98 kW was achieved with the fuel cell operation at a temperature of 650 °C. Additionally, 1137.4 kg of fresh water was produced daily to meet the consumption needs and the reformer's water requirements. The amounts of CO2 produced in the combustion chamber and the fuel cell were 43.93 and 23.3 kg/hour, respectively. The gas composition analysis indicated a CO2 output of 4%. The hybrid system's overall energy and exergy efficiency were 54% and 52.58%, respectively. This system demonstrates outstanding performance as a sustainable renewable energy system, providing reduced waste production and electricity, drinking water, hot water, heating, and cooling while exhibiting favorable environmental impacts with limited greenhouse gas emissions.

بيوگاز , بيومتان , سيستم هاضم , پيل سوختي كربنات مذاب , انرژي تجديد پذير تركيبي , آب شيرين كن

Biogas , Biomethane , Digestion System , Molten Carbonate Fuel Cell , Hybrid Renewable Energy System , Water Desalination

Elnaz Rasmi

Dr. Abolfazl Ahmadi Dr. Alireza Zahedi