《面向控制的固体氧化物燃料电池系统建模与分析》

  • 来源专题:可再生能源
  • 编译者: pengh
  • 发布时间:2020-08-04
  • 本文对固体氧化物燃料电池系统的控制模型进行了详细的推导和分析。首先,基于第一原理定律的集总模型是制定和调整使用来自真实固体氧化物燃料电池系统试验台的实验数据。为了使实验数据与模型数据之间的误差最小,采用一种优化方法进行模型标定。为了系统地分析系统的行为,提出并发展了平衡点分析。分析结果显示了在各栈温恒定条件下的最大稳态功率。这将允许在系统操作期间适当地选择操作点。其次,利用李雅普诺夫理论刻画了平衡点的局部稳定性。结果表明,平衡点是局部稳定的。通过对初始非线性模型与线性化模型的比较,验证了线性化模型分析的有效性。最后,对线性化模型进行了频率响应分析。该分析为固体氧化物燃料电池系统的有效运行提供了控制系统设计的关键信息。

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    • 编译者:guokm
    • 发布时间:2023-02-06
    • 2023年2月1日,徐州华清京昆能源有限公司(以下简称“华清能源”)举行首套商业化应用的自主知识产权25千瓦固体氧化物燃料电池(SOFC)热电联供系统下线仪式。徐州经济技术开发区党工委委员、管委会副主任马辉,徐州经济技术开发区金山桥街道党工委委员、办事处主任王冰冰,清华大学韩敏芳教授,投资方代表同润投资副总裁朱静、全新世投资总经理阮杰,华清能源董事长孙凯华、总经理孙再洪共同参加揭幕仪式。 华清能源董事长孙凯华介绍,公司创立于2010年,十三年始终坚守致力于SOFC技术产业化发展,2019年2月在徐州开启产业化进程,历时四年先后实现了电池量产、电堆量产,完成了发电模组、重整器、电力电子及BOP控制等系统开发,实现了1kW、5kW和25kW SOFC发电系统集成。本次下线25千瓦 SOFC热电联供系统可兼容氢气、天然气等多种燃料,发电效率达52%,总效率达86%,并配备1kW甲醇SOFC发电系统作为应急电源,同时每天提供10吨不低于60度的热水。华清能源董事长孙凯华表示,华清SOFC的商业化进程取得重大突破,要感谢徐州市各级领导的关怀和支持,经开区和街道项目团队的付出,感谢陪伴华清一路走来的投资人,感谢产业链上下游企业的协作,感谢清华大学技术团队的密切协作,感谢华清员工的努力和坚守。未来,华清将以25千瓦SOFC热电联供系统下线作为新的起点,继续使命担当,知难奋进,顽强拼搏,聚焦品质,深耕精益,以优质的产品和服务创建中国SOFC民族大产业。 清华大学韩敏芳教授表示,祝贺华清能源25千瓦 SOFC热电联供系统正式下线,本次产品下线实现了国内SOFC商业化应用从0到1的突破,开创了里程碑;感谢徐州经开区政府给予的全方位支持,感谢华清燃料电池技术团队和工程团队,尤其是华清全体员工的努力和付出;华清历时十三载,突破了SOFC“卡脖子”技术,推动成立了高温燃料电池专业委员会、燃料电池标准化技术委员会、中关村氢能与燃料电池技术与产业联盟,推进“政产学研金用”产业一体化发展; 未来我们要开启新的篇章,把自主知识产权的最新成果踏实的地写在祖国的大地上。 经开区党工委委员,管委会副主任马辉到场致辞,向华清能源25千瓦固体氧化物燃料电池热电联供系统下线表示祝贺;马主任讲到,徐州市委市政府及经开区高度重视氢能-燃料电池技术产业发展,已将固体氧化物燃料电池写入政府工作报告,并将其列入重点推进产业链之一。华清能源是经开区重点引进的氢能产业项目,企业在自身快速成长同时带动了经开区上下游产业链发展,形成了新能源产业集聚。今天,华清产品的下线代表了经开区氢能产业向前迈进了一大步,希望以此为契机迅速把企业和氢能产业在经开区做大做强。 华清能源25千瓦SOFC热电联供系统的顺利下线,标志着SOFC系统在生产制造端的产业链已在国内全部打通,标志着SOFC装备在应用端实现商业化落地成为现实。
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    • 来源专题:可再生能源
    • 编译者:pengh
    • 发布时间:2019-11-01
    • 尽管是一项成熟的技术,但固体氧化物燃料电池(SOFC)装置仍然受到寿命问题的限制。在SOFC电池组中,电池/互连相互作用是造成氧电极侧电压下降的主要原因。腐蚀和铬蒸发实际上可能会增加欧姆和电荷转移损失。这项研究提出了分别测试了45、2700、4800和10000小时的四个SOFC短烟囱内部降解现象的演变。还对经历了124个热循环的附加堆栈进行了分析,以评估互连/陶瓷耦合的机械可靠性。金属互连由涂有MnCo2O4多孔阻隔层的K41 / AISI441铁素体不锈钢制成。扫描电子显微镜(SEM)结合能量色散X射线光谱(EDS)表征用于检查降解过程。观察结果表明,尽管阴极材料和互连之间最初出现了严重的氧化还原相互作用,但在运行5000小时后,电接触区域中降解过程的动力学会显着降低。基于在不同互连位置的氧化皮厚度的经验模型,可估算出堆寿命期间氧化物的热增长。从机械性能的观点来看,没有观察到剥落,并且局部分层主要是由于样品制备过程。