Energikonvertering ved Solid Oxide Electrolyser Cells

Kapitel 4
SOEC-anlæg
I dette afsnit beskrives opbygningen af et SOEC-anlæg, beregning af opstartstider og elektrisk energikonvertering.
SOEC-anlægget forarbejder inputs til outputs, se tabel 4.1. Ved opbygning af et SOECanlæg
er det ønskeligt at have varmeveksling mellem input- og outputprodukterne for at udnytte den
høje temperatur fra outputs til opvarming af inputs.
Anlægget kræver jævnspænding og derfor beskrives den elektriske energikonvertering fra vekselspændingen
fra det danske elnet. Opvarming og nedkølning af anlægget er beregnet, da kendskab til opstartstiden
er vigtig i forhold til hvorvidt anlægget kan bruges til regulering af elnettet.
4.1 Opbygning af SOEC-anlæg
Afsnittet bygger på kilden [Jensen et al., 2008], som er forskning fra Risø DTU og flere personlige samtaler
med Søren Højgaard Jensen, forsker ved Risø DTU [Jensen 3, 2008]. SOEC-anlægget beskrevet
nedenfor er rent teoretisk, da ingen endnu har bygget et fungerende storskalaanlæg. Der tages udgangspunkt
i et mindre anlæg på 140 kW, men systemet kan i princippet skaleres op efter behov. Et
større anlæg kan bygges mere effektivt, da parametre som varmetab, effekttab og tryktab nemmere
kan minimeres. I tabel 4.1 listes informationer om SOEC-stakken.
Tabel 4.1: SOEC-anlæg.
input: Vand
Kuldioxid
Elektrisk energi
Output: Ilt
Syntesegas (CO + H2) / Syntetisk brændstof
Arbejdstemperatur 850 ◦ C
Arbejdstryk 5 MPa
Antal celler 500 stk.
Cellespænding 1,346 V (1/3 del CO2 / 2/3 del H2O)
Cellestrøm -210 A
Samlet effekt 140 kW
Først beskrives hvilke in- og outputs SOEC-anlægget kræver for at være funktionsdygtigt, hvorefter en
mere detaljeret beskrivelse af anlægget følger.
39