Energikonvertering ved Solid Oxide Electrolyser Cells

KAPITEL 4. SOEC-ANLÆG
I tabel 4.4 ses de forskellige komponenters tykkelse og densiteter. Tykkelsen er benyttet til at udregne
stakkens højde. Denne udregning ses i formel 4.3:
hst ak = (hi nter connect + hanode + hel ektr ol y t + hkatode)·nceller + 2·hendest ykke [m] (4.2)
hst ak = 1,58m (4.3)
ved en stak bestående af 500 celler.
Densiteterne i tabel 4.4 er antaget uden hensyntagen til at noget af materialet er porøst, hvilket betyder
at systemets samlede densitet reelt er mindre end antaget. Forskellen antages at være negligibel.
Densiteterne i tabel 4.4 er benyttet til udregning af cellens masse og derved stakkens masse. Disse
udregninger ses i formel 4.4 og formel 4.5:
mcelle = Ac ·hi nter connect ·ρi nter connect
+ Ac ·hel ektr ol y t ·ρel ektr ol y t
+ Ac ·hanode ·ρanode
+ Ac ·hkatode ·ρkatode [kg] (4.4)
mst ak = mcelle ·n + 2· Ac ·ρendest ykke ·hendest ykke [kg] (4.5)
hvor Ac er cellens areal, h er højden og ρ er densitetet for den angivne komponent.
Stakkens beregnede masse = 118 kg
Lumped System Analysis
Lumped System Analysis er en metode til at lave en varmeledningsanalyse af et givent legeme. Under
analysen anses legemet som værende en ensartet masse. Udfra denne antagelse vil legemets indre
temperatur fordele sig jævnt til alle tider under en varmetransmissionsproces. Temperaturen for sådanne
legemer kan ses som en funktion af tid, T(t).
Under en tidsperiode med tidsinterval dt vil temperaturen stige med en differential størrelse dT. Derfor
vil en energibalance for systemet over tidsintervallet dt, kunne udtrykkes som:
Varmetransmission ind i legeme under dt = Legemets forøgelse af energi under dt
Det kan udtrykkes vha. af ligningen:
h · As ·(Tr um − Ti )·dt = m ·cmi ddel ·dT [J] (4.6)
hvor h er varmetransmissionskoefficienten, As er legemets overfladeareal, m er legemets masse, Tr um
er omgivelsernes temperatur, Ti er legemets overfladetemperatur ved start, dt er tidsinterval for temperaturændringen
dT.
Udtryk 4.6 kan i de ideelle udregninger for stakken udtrykkes som:
h· As ·(Tr um − Ti )·∆t = m ·cmi ddel ·∆T [J] (4.7)
∆ t og ∆ T er ændringer i tid og temperatur, eftersom temperaturændringen antages at være lineær.
Dette kan udtrykkes som:
˙Q ·dt = Q [J] (4.8)
48