6915323851

węglanowym ogniwem paliwowym w rozproszonych źródłach energii. Źródła te pracują przeważnie w zakresach niewielkich mocy, do czego węglanowe ogniwa paliwowe idealnie się nadają. Sprawność ich bowiem w niewielkim stopniu zależy od generowanej mocy, czego nie można powiedzieć o turbinach i silnikach tłokowych. Ponadto możliwe generowanie energii w skojarzeniu (energia elektryczna oraz ciepło), co znacznie podnosi sprawność. W artykule [23] zaprezentowane są różne układy hybrydowe z ogniwem MCFC, które znajdują zastosowanie w energetyce rozproszonej.

3. GŁÓWNE PARAMETRY PRACY UKŁADU ENERGETYCZNEGO Z WĘGLANOWYM OGNIWEM PALIWOWYM

Główne parametry pracy ogniwa paliwowego i układu MCFC zależą od bardzo wielu czynników. Z punktu widzenia układu zawierającego ogniwo istotne są następujące parametry pracy ogniwa: stopień utlenienia (wykorzystania paliwa), sprawność generacji energii elektrycznej, ilość i sposób odebranego z ogniwa ciepła oraz sposób przygotowania gazów procesowych (paliwa i utleniacza) przed ich dostarczeniem do ogniwa. Ważnym parametrem także jest skład i temperatura spalin opuszczających ogniwo. Parametry te w sposób jednoznaczny definiują podział mocy produkowanej w samym ogniwie w stosunku do mocy na generatorze turbiny.

Z drugiej strony występują pewne cechy charakteryzujące samo ogniwo paliwowe, z których najważniejsza to gęstość prądu generowana z powierzchni ogniwa oraz sama powierzchnia. Istotne jest także odpowiednie połączenie poszczególnych ogniw w stosie od strony przepływu paliwowego. Pojedyncza cela w swoim obliczeniowym punkcie pracy generuje napięcie na poziomie 0,7 V, wobec czego w celu uzyskania praktycznych wielkości napięcia, ogniwa łączone są szeregowo, chodź spotyka się także takie sytuacje, w których ogniwa są łączone wyłącznie równolegle. Rozwiązanie takie ma zalety eksploatacyjne, w przypadku awarii jednej celi napięcie wyjściowe nie ulega znaczącym zmianom. Poza zagadnieniami elektrycznymi, ogniwa także można łączyć na różne sposoby od strony przepływających gazów. Najbardziej popularnym sposobem jest tutaj łączenie równoległe, tj. każda cela ogniwa zasilana jest gazami o jednakowych składach. Tutaj także decydują względy praktyczne, bo przy takim połączeniu wszystkie ogniwa pracują przy jednakowych warunkach dając takie samo napięcie. Jednakże nie jest to rozwiązanie optymalne energetycznie, gdyby cele były połączone szeregowo od strony przepływu paliwowego, paliwo przepływałoby przez poszczególne cele kolejno, to ogniwa znajdujące się na początku dawałyby wyraźnie wyższe napięcia i sumarycznie wyższą sprawność.

Ogniwo paliwowe oddziałuje z układem energetycznym głównie poprzez strumienie czynników do niego dostarczanych i odbieranych. Ogniwo posiada pewne ograniczenia co do swojej natury i część z nich musi być uwzględniona przez inne elementy składające się na cały układ. Określenie wszystkich parametrów bardzo zależy od konkretnego układu.