一種使用旁通閥的多堆固體氧化物燃料電池（SOFC）熱管理方法

熱管理博覽會

2023年9月4日 09:38

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來源 | Applied Thermal Engineering

背景介紹

可持續發展政策的重點是采用可再生能源和減少化石能源的使用。固體氧化物燃料電池（SOFC）是可再生能源轉換裝置，由于其低排放、高效率和易于獲得等優點，成為具有巨大潛力的能源裝置選擇之一。大型SOFC固定式發電系統通常由多個電堆組裝而成，系統穩定性優越。SOFC 多堆系統通常由多個堆和平衡的組件組成，包括輸配電網絡、熱交換器和廢氣處理裝置。由于流量、溫度和燃料之間的密切關系，電堆的結構可以顯著影響這些物理量的分布。因此，參數的任何不均勻性都會影響整個堆棧的均勻性。為了提高系統的一致性，有必要研究系統的流量和溫度分布以及進行有效的熱管理。

成果掠影

近期，華中科技大學能源與動力工程學院涂正凱研究員團隊提出了一種使用旁通閥的多堆固體氧化物燃料電池（SOFC）系統均勻熱管理方法，來解決溫度分布不均的問題。流量網絡計算出的流量特性和電堆的電熱特性決定了旁通閥的開度（或空氣混合比）。結果表明，在 5 kW 多堆系統中，通過所提出的熱管理策略，可以將 60 K 的最大溫差降至 0 K。旁通閥的應用使系統能夠達到溫度一致性，整個SOFC系統的熱效率在設定溫度下最高可提高50%。相關研究成果以“Thermal management of bypass valves for temperature difference elimination in a 5 kW multi-stack solid oxide fuel cell system”為題發表于《Applied Thermal Engineering》。

圖文導讀

一種使用旁通閥的多堆固體氧化物燃料電池（SOFC）熱管理方法的圖3