Energikonvertering ved Solid Oxide Electrolyser Cells

More documents

Recommendations

Info

5.5 Diskussion Tabel 5.1: Resultater fra model. KAPITEL 5. MODELLERING AF SOEC Betegnelser 282,7 W 0,14 MW 50 MW Antal celler (stk.) 1 500 176.891 Strøm, spænding og effekt Strøm (I) i A 210 210 210 Spænding (ET n) i V 1,346 673 238.100 Effekt (P) i kW 0,2827 141,3 50.000 Elektrolyseproces (masseflow) Timebasis kg ti me H2O 0,02353 11,76 4.162 CO2 0,02874 14,37 5.083 O2 fra vandelektrolyse 0,02089 10,45 3.696 O2 fra CO2-elektrolyse 0,01044 5,224 1.848 H2 0,002632 1,316 465,7 CO 0,01829 9,145 3.235 Årsbasis kg år H2O 66,98 33.490 11.850.000 CO2 81,81 40.910 14.470.000 O2 fra vandelektrolyse 59,49 29.740 10.520.000 O2 fra CO2-elektrolyse 29,74 14.870 10.520.000 H2 7,495 3.748 1.326.000 CO 52,07 26.030 9.211.000 Output (masseflow) Timebasis kg år Metanol 0,0207 10,36 3.665 Syntetisk diesel C13H28 Årsbasis 0,0088 4,41 1.560 kg år Metanol 59,56 29.780 10.540 Syntetisk diesel 25,39 12.691 4.490.000 Andet Driftstimer/år 2.847 2.847 2.847 Gennemsnit elpris i DKK/MWh 174.8 174.8 174.8 Elektrisk energi DKK/år 140,7 70.340 24.880.000 Metanol i liter pr. år 75,30 37.650 13.320.000 Syntetisk diesel i liter pr. år 32,09 16.050 5.677.000 På baggrund af resultaterne fra tabel 5.1 kan den termiske virkningsgrad udregnes. Desuden kan der estimeres en systemvirkningsgrad. Udregningerne ses i afsnit 5.6. 70
5.6. SYSTEMVIRKNINGSGRAD Det ses fra tabel 5.1 at anlægget kun kører 2847 timer på et år af 8760 timer. Det betyder at anlægget kun er i drift i 32,5% over året 2007. For at gøre driftstiden større, er det nødvendigt at acceptere en højere maksimalpris på elektriciten. Den før antagede elektricitetspris på 32,4 EUR/MWh som giver signal „On“ i modellen, er den gennemsnitlige elspotpris for 2007 i Vestdanmark. Det kunne være interessant at beregne en ønsket driftsperiode og derved beregne den el pris som gør det muligt; eks. driftsperiode på 50% på et år. Ved at køre modellen ses, at det kræver at prisen sættes til 49 EUR/k- Wh, for at få 4379 timer drift på et år (50% driftstid). Det svarer til 39,0189 kg syntetisk diesel pr. år og 91,5538 kg metanol pr. år. Og elprisen er sat til 272,6165 kr. pr. år. 5.6 Systemvirkningsgrad For systemer, som det modellerede i rapporten, er det vigtigt at kende en virkningsgrad. Virkningsgraden er et udtryk for, hvor god en konverteringsevne et system har. Ud fra ligninger beskrevet i afsnit 3.6, udregnes den termiske virkningsgrad og systemvirkningsgraden ved: ηter mi sk = H HVsamlet P = ˙mCO · H HVCO + ˙mH2 · H HVH2 P [·] (5.3) hvor den samlede virkningsgrad for hele procesen for produktion af metanol udregnes ved: ηs y stem = H HV P = ·mC H3OH · H HVC H3OH P + samtlige parasitiske tab [·] (5.4) HHV er Higher Heating Value også kaldet den øvre brændværdi af henholdsvis H2 og CO og i k J kg . ˙m er masseflowet i kg s og P er effekten i kW, parasitiske tab er en samling af forskellige systemtab. Se 3.6.1. Et lignende udtryk kan opstilles for systemvirkningsgraden ved produktion af syntetisk diesel. I tabel 5.2 ses masseflowet og HHV-værdierne for CO, H2, syntetisk diesel og metanol. Værdierne anvendes i ligning 5.3 og 5.4. Tabel 5.2: Anvendte værdier for masseflow og higher heating value [Bossel, 2003]. Stof HHV [MJ/kg] Masseflow [kg/år] CO 10,10 52,07 H2 142,1 7,50 MeOH 19,93 59,56 Syntetisk diesel 46,05 25,39 Effekten P for en celle: P = 0,2827 kW. Dette omregnes til P = 2897 MJ/år, for en driftstid på 2847 timer pr. år. Indsættes værdien for effekten, samt værdierne fra tabel 5.2 i ligning 5.3 og 5.4 fås følgende virknings- 71
Page 1:
Energikonvertering ved Solid Oxide
Page 5:
Forord Denne rapport er udarbejdet
Page 8 and 9:
- forsat fra foregående side Symbo
Page 10 and 11:
INDHOLDSFORTEGNELSE 7 Konklusion 79
Page 12 and 13:
eguleres. Der er derfor lagrings- o
Page 14 and 15:
KAPITEL 1. INDLEDNING kan indgå i
Page 16 and 17:
KAPITEL 1. INDLEDNING mulere flere
Page 19 and 20: Kapitel 3 SOEC-teknologi Som muligh
Page 21 and 22: 3.3. ELEKTROLYSE AF KULDIOXID OG VA
Page 27 and 28: 3.4. ELEKTRISK MODSTAND I CELLEN 3.
Page 29 and 30: 3.5. TERMODYNAMIK I SOEC Tabel 3.2:
Page 31 and 32: 3.5. TERMODYNAMIK I SOEC Da energio
Page 33 and 34: 3.6. VIRKNINGSGRADER kan distrueres
Page 35 and 36: 3.7. ANVENDELSE AF ELEKTROLYSEPRODU
Page 37 and 38: 3.7. ANVENDELSE AF ELEKTROLYSEPRODU
Page 39 and 40: Kapitel 4 SOEC-anlæg I dette afsni
Page 41 and 42: 4.1. OPBYGNING AF SOEC-ANLÆG Ved (
Page 43 and 44: 4.2. PRODUKTIONSPRIS FOR BRINT Figu
Page 45 and 46: 4.3. BEREGNING AF OPSTARTSTID • D
Page 47 and 48: 4.3. BEREGNING AF OPSTARTSTID Dette
Page 49 and 50: 4.3. BEREGNING AF OPSTARTSTID hvor
Page 51 and 52: 4.3. BEREGNING AF OPSTARTSTID 4.3.1
Page 53 and 54: 4.3. BEREGNING AF OPSTARTSTID Af fi
Page 55 and 56: 4.4. ELEKTRISK ENERGIKONVERTERING T
Page 57 and 58: 4.4. ELEKTRISK ENERGIKONVERTERING i
Page 59 and 60: Kapitel 5 Modellering af SOEC Dette
Page 61 and 62: 5.3. MODEL FOR ELNETTET 5.3 Model f
Page 63 and 64: 5.3. MODEL FOR ELNETTET I den førs
Page 65 and 66: 5.4. MODEL AF SOEC-ANLÆG 5.4.1 Opb
Page 67 and 68: 5.4. MODEL AF SOEC-ANLÆG Figur 5.8
Page 69: 5.4. MODEL AF SOEC-ANLÆG ved en ma
Page 73 and 74: Kapitel 6 Økonomisk betragtning Ø
Page 75 and 76: 6.2. INDTÆGTER fra 15 ◦C til 400
Page 77 and 78: 6.4. RESULTATDISKUSSION Ud fra form
Page 79 and 80: Kapitel 7 Konklusion I rapportens i
Page 81 and 82: Kapitel 8 Perspektivering I 1960’
Page 83: 8.2. PLACERING Tabel 8.1: Fordele o
Page 86 and 87: Energistyrelsen 1 [2008]. Elprodukt
Page 88 and 89: LITTERATUR Steele [2000]. Steele, B
Page 90 and 91: v_stack = 0.0158 m^3 A.1.3 Densitet
Page 92 and 93: A. APPENDIKS - BEREGNINGER %Effektt
Page 94 and 95: A.2 Udregninger af ∆H i EES Figur
Page 97 and 98: B Appendiks - Supplerende materiale
Page 99 and 100: B.1. SOFC B.1.2 Cellernes reaktion
Page 101 and 102: B.2. METANOLBRÆNDSELSCELLER B.2 Me
Page 103: B.3. HÅNDTERING AF STOFFER B.3 Hå
show all

Energikonvertering ved Solid Oxide Electrolyser Cells

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?