Układ kogeneracji energii elektrycznej i ciepła
na bazie ogniwa paliwowego o mocy 2,5 kWe

Celem 6 Bloku tematycznego jest:

1. opracowanie technologii skalowalnego modułu stosu ogniw paliwowych SOFC, umożliwiającego wykorzystanie szerokiego zakresu paliw gazowych oraz wzrost sprawności w trakcie łączenia modułów w jednostki o wyższej mocy (IEn),
2. opracowanie technologii (dokumentacji technicznej oraz prototypu) sprzężonej generacji energii elektrycznej i ciepła (mikro-CHP) o mocy elektrycznej 2,5 kW, z wykorzystaniem ciepła odpadowego stosu ogniw SOFC.

Ad (1). W wyniku prac badawczych w zakresie materiałowo-konstrukcyjnym elementów stosu ogniw (przegrody planarnych ogniw paliwowych na podłożu anodowym, uszczelnienia, interkonektory), konfiguracji stosu oraz integracji cieplnej stosu z pomocni-czymi jednostkami procesowymi, przewiduje się uzyskanie sprawności elektrycznej w granicach 30-45% w zależności od rodzaju zasilającego paliwa oraz osiągów przegrody ogniwa, przy mocy elektrycznej prototypowego modułu badawczego w zakresie 2,5 kW. Jednocześnie opracowana zostanie metoda skalowania modułu stosów umożliwiająca radykalny wzrost sprawności elektrycznej w miarę zwiększania mocy układu. W ramach zadania spodziewane jest również, w przypadku osiągnięcia postawionych parametrów technologicznych przegrody ogniwa, opracowanie technologii wytwarzania przegród ogniwa paliwowego w skali ćwierć-technicznej (IEn Cerel).

Ad (2). Dla zademonstrowanego prototypu badawczego układu mikro-CHP spodziewana jest sprawność całkowita w granicach 75-90% przy zasilaniu wyselekcjonowanym biopaliwem. Porównanie sprawności elektrycznych dla różnych metod generacji mocy elektrycznej (punkty – demonstracje prototypowe z uwzględnieniem technologii ogniw planarnych oraz ogniw tubularnych, działających w wyższym zakresie temperatur) przedstawia Rys. 5. Wykres opisuje spodziewany zakres osiągów prototypu badawczego modułu stosów SOFC.

Głównym efektem realizacji bloku tematycznego będzie opracowanie projektu wykonawczego, budowa i uruchomienie, instalacji pilotażowej układu sprzężonej generacji energii elektrycznej i ciepła na bazie ogniwa paliwowego. Wdrożenie układu μ-CHP/SOFC ułatwi modyfikację koncepcji energetyki wielkoprzemysłowej i scentralizowanej w strukturę energetyki rozproszonej w interesującym zakresie rynkowym mocy rzędu pojedynczych kilowatów mocy elektrycznej. Zakres ten obejmuje m.in. układy zasilania domów jednorodzinnych w energię elektryczną i ciepłą wodę (przy wykorzystaniu wysokiej jakości ciepła odpadowego układu).

Rys. 5. Porównanie sprawności elektrycznych dla różnych metod generacji mocy elektrycznej.

 

---

Przejdź do Bloku:

1

2

3

4

5

6

7

8

Energa SA

Instytut Chemicznej
Przeróbki Węgla w Zabrzu

Instytut Energetyki

Politechnika Gdańska

Politechnika Krakowska

Politechnika Śląska w Gliwicach

SYNGAZ sp. z o.o.

Uniwersytet
Warmińsko-Mazurski
w Olsztynie