Energikonvertering ved Solid Oxide Electrolyser Cells

KAPITEL 4. SOEC-ANLÆG
Hvis energien stiger over tid for en bestemt masse, vil varmekapaciteten stige med temperaturen.
Derfor vil det være en bedre tilnærmelse at udregne varmekapaciteten over meget små step i forløbet
vha. en differentialligning, fremfor den anvendte udregning i ligning 4.1.
På baggrund af energibetragtningen er der også antaget, at temperaturændringen under opvarmningen
er liniær. Dvs. temperaturændringen vil følge kurven til venstre på graf 4.11, hvor hældningskoefficienten
er den geometriske middelværdi.
Figur 4.11: Liniær og reel temperaturstigning i forhold til tid.
Den reelle kurve for en temperaturændring ses på figur 4.11 til højre. Her vil hældningen og derved
middelværdien for temperaturen i et vis punkt ændres over tid, indtil stakken når steady state og temperaturen
er konstant.
Af afsnittet konkluderes det, at isolering er effektivt i forhold til opstart og fastholdelse af temperatur.
At isolere systemet, gør det mere brugbart i forhold til at være et hurtigt reguleringsmiddel i elnettet.
Derudover er udgiften til opvarmning lavere.
4.4 Elektrisk energikonvertering
Afsnittet er baseret på kilden [Mohan et al., 2003] og omhandler SOEC-anlæggets sammenkobling
med elnettet. Sammenkoblingen skal ske, således at den rigtige mængde elektriske energi tilføres
stakken under opvarmning og drift.
Elektrolyse foregår ved jævnstrøm (DC), mens elnettet opererer med trefaset vekselstrøm (AC). Elektrolysecellens
spændingspotentiale er mellem 1,29-1,48 V afhængig af H2O/CO2-forholdet. Ved at
sætte cellerne i serie, ganges spændingspotentialet med antallet af celler i serie. Strømmen gennem
cellen ligger på omkring 2,1 A/cm 2 afhængig af spændingspotentialet. Ved at sætte cellerne parallelt,
ganges strømstyrken med antallet af celler i parallel.
Elnettet i Danmark opererer ved 400 kV, men 10 kV er også brugbart. Derfor skal den elektriske energi
transformeres til den rette strøm og spænding og ensrettes til DC i forhold til den elektrolyseenheden
kræver og laves om fra trefaset til enfaset.
54