Energikonvertering ved Solid Oxide Electrolyser Cells

More documents

Recommendations

Info

et elektrolyseanlæg. KAPITEL 6. ØKONOMISK BETRAGTNING Ifølge [International Energy Agency, 2008] vil olieprisen i år 2030 være US$ 200/tønde olie, hvilket vil gøre rentabiliteten for SOEC-anlægget bedre. 78
Kapitel 7 Konklusion I rapportens indledning beskrives de reguleringsmæssige udfordringer, der er i det danske elsystem. Overproduktion fra bl.a. vindmøller bliver solgt til nabolandene med lav fortjeneste. Det giver incitament til at forbedre reguleringen af elnettet i sammenspil med fremtidig implementering af f.eks. flere vindmøller. Der tages udgangspunkt i SOEC-teknologi som regulerings- og lagringsmiddel for overskudsel. Et SOEC-anlæg kan producere syntetiske brændstoffer, med input af el, vand og kuldioxid. SOEC-teknologien er endnu ikke kommercialiseret, da især levetiden, materialer og opstartstider på SOEC-stakke skal optimeres, før teknologien for alvor kan vinde indpas i reguleringssammenhænge. Ideelle opstarts- og nedkølingstider beregnes for en stak uden isolering. For en stak på 500 celler er opstartstiden 42 minutter, med en tilført effekt på 10 kW fra en brænder. Brænderen opvarmer stakken fra 15 ◦ C til 400 ◦ C, hvorefter elektrisk effekt, vha. stakkens indre modstand, opvarmer stakken til driftstemperatur 850 ◦ C. Nedkølingstid fra driftstemperatur til 15 ◦ C tager 85 minutter, mens temperaturen er faldet til 400 ◦ C efter 25 minutter. Placeres stakken i en hotbox med 0,1 m isolering, hvori temperaturen holdes konstant på 600 ◦ C, skal der tilføres en effekt på 71 W for at fastholde denne temperatur. Hvis stakken ikke er isoleret, skal der tilføres 301 W for at fastholde samme temperatur. Det konkluderes, at isolering har en væsentlig betydning, både til at gøre nedkølingstiden længere, samt til at holde temperaturen konstant i stakken. I projektet er der lavet en model for et SOEC-anlæg, der med input af vand, kuldioxid og elektricitet producerer ilt og syntesegas. Syntesegassen bruges til at fremstille syntetisk dielsel og metanol. Anlægget er modelleret i MATLAB Simulink, der bliver forsynet med data fra Nord Pool. Modellen udregner det totale masseflow pr. år af syntetisk diesel og metanol, samt antal producerede liter pr. år. Anlægget producerer i alt 37.275 l metanol pr. år, med et masseflow på 29.484 kg pr. år. Tilsvarende kan anlægget producere 14.783 l syntetisk diesel, hvor masseflowet er 12.566 kg pr. år. Den termiske virkningsgrad for SOEC-stakken er beregnet til ca. 55 %. Systemvirkningsgraden for produktion af metanol og syntetisk diesel ligger begge på ca. 40 %. Reelt set vil virkningsgraderne være en smule mindre, idet der ikke er medregnet parasitiske tab. Virkningsgraderne for effektelektronikken er udregnet til 84 % for ensretteren i transformeren vha. LTspice, mens transformerens virkningsgrad er vurderet til 98 % ud fra tabelværdier. Tilbagebetalingstiden for et SOEC-anlæg, der producerer metanol er beregnet til 5,4 år. For et SOEC- 79
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 23 and 24:
Page 25 and 26:
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 and 70: 5.4. MODEL AF SOEC-ANLÆG ved en ma
Page 71 and 72: 5.6. SYSTEMVIRKNINGSGRAD Det ses fr
Page 73 and 74: Kapitel 6 Økonomisk betragtning Ø
Page 75 and 76: 6.2. INDTÆGTER fra 15 ◦C til 400
Page 77: 6.4. RESULTATDISKUSSION Ud fra form
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

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?