Sensitivity Analysis of a SOFC-GT Based Power Cycle
Notice bibliographique
Résumé
This paper presents the sensitivity analysis of tubular Solid Oxide Fuel Cell (SOFC) stacks. The macro level modelling implemented in AspenPlus™ for the simulation of hybrid SOFC-gas turbine systems. The macro level thermodynamic first law analysis was previously performed on the same model. This sensitivity analysis is the continuation towards investigating the effects of different fuel compositions and turbine and compressor efficiencies on cycle efficiency and other parameters. The model is 0-dimensional, can accept hydrocarbon fuels with user inputs of current density, fuel and air composition, flow rates, temperature, pressure and fuel utilization factor. The model outputs the composition of the exhaust, work produced, heat available for reformer, etc. The model was developed considering the activation, concentration and ohmic losses within SOFC and mathematical expressions for these were chosen based on available studies in recent literatures. In this paper different fuels such as reformed natural gas, biogas with different compositions are considered to investigate the effect of fuel composition on the performance of the hybrid SOFC-gas turbine systems. In order to monitor the performance of the system parameters such as thermal efficiency, cycle specific work, SOFC specific work, gas turbine specific work, and work ratio (SOFC work / gas turbine work) are investigated. Furthermore, for specific fuel the effect of turbine and compressor efficiencies on system’s overall performance are studied for entire range from 50% to 100%, keeping gas turbine efficiency constant and increasing compressor efficiency by 5% and vice versa. For instance, if the fuel is switched from natural gas (with 100% CH4) to biogas (with the composition of 70% CH4, 25% CO2 and 5% H2) and the other parameters are kept constant (isentropic efficiency 85% for both turbine and compressor) the overall thermal efficiency will decrease by 1.4%, whereas the cycle specific work will increase by 36.7%. In addition, the work ratio will increase by 25.1% showing that more power is generated in SOFC in comparison to gas turbine. In addition, if the efficiency of turbine and compressor increase from 85% to 90%, the efficiency and cycle specific work of the system will increase by 3.1% and 3%, respectively whereas, the work ratio will decrease by 5.6%, due to the more power generated in gas turbine.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,006 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».