Scarica "Progettazione, ottimizzazione termeconomica ed analisi exergetica di un impianto ibrido SOFC-GT" gratis
Voi potete richiedere il lavoro e noi troveremo essa in 24 ore. Potete anche discutere e aggiungere ai lavori esistenti i propri materiali e le lezioni. Sostieni l’esame o la prova al voto più alto e condividi con noi e con altri i materiali di riferimento.
Facolta: Ingegneria
Corso: Ingegneria gestionale
Anteprima dell’appunto:
Le celle a combustibile sono sistemi di conversione energetica che trasformano direttamente i vettori energetici chimici in energia elettrica, termica ed acqua, per effetto di una reazione elettrochimica fra un combustibile (generalmente idrogeno) ed un ossidante (ovvero ossigeno o più comunemente aria), senza conversioni intermedie in energia termica e meccanica. Esse hanno il vantaggio di avere una struttura semplice e di non possedere parti mobili. Sono simili ad una batteria e quindi, come gli altri elementi voltaici, la cella si compone di due elettrodi, anodo e catodo, separati da un elettrolita. L’anodo e il catodo servono da catalizzatori: al primo è inviato il combustibile, al secondo l’ossidante; mentre lo strato elettrolitico permette la migrazione degli ioni.
I prodotti dalla reazione elettrochimica di una cella a combustibile alimentata ad idrogeno sono:
corrente elettrica continua, generata dal passaggio di elettroni nel circuito elettrico esterno alla cella;
acqua, sia in fase liquida che in fase vapore, rimossa dalla cella mediante un flusso d’aria;
energia termica, dovuta alla reazione elettrochimica, fortemente esotermica.
L’obiettivo di questo lavoro di tesi è la progettazione e l’analisi del funzionamento di un impianto ibrido basato sull’utilizzo di celle a combustibile, che sia il più semplice possibile, ovvero esente da complicazioni impiantistiche e costosi sistemi di gestione e controllo, ma che possa garantire nel contempo elevati rendimenti e redditività dell’investimento iniziale. Pertanto, la ricerca è finalizzata allo sviluppo di un impianto che garantisca una maggiore redditività rispetto ad un impianto tradizionale, in modo da consentirne una rapida commercializzazione.
Per l’impianto in questione si è scelto il funzionamento secondo un ciclo ibrido basato sulla tecnologia delle celle a combustibile ad ossidi solidi (SOFC) e della turbina a gas (GT). In particolare, è stato scelto un ciclo aperto, con reforming interno, pre-reformer esterno e ricircolo del flusso anodico, del quale si riporta lo schema funzionale in fig. 1. L’impianto è in grado di produrre:
energia elettrica dal generatore elettrico, collegato alla turbina a gas;
energia elettrica dall’inverter, che converte la corrente elettrica continua prodotta dalla SOFC in corrente alternata;
energia termica dagli scambiatori di calore HE3 ed HE4.
Per tener conto simultaneamente sia delle prestazioni energetiche che economiche dell’impianto, si è ricorsi all’applicazione delle tecnica dell’ottimizzazione termoeconomica: tramite un codice di simulazione, sviluppato presso il DETEC, è stata costruita la funzione obiettivo, che esprime il costo complessivo dell’impianto durante tutta la sua vita utile (data dalla somma dei costi d’esercizio e delle aliquote di ammortamento del costo d’investimento iniziale, a cui si sottraggono i risparmi dovuti al recupero termico cogenerativo); tramite l’applicazione di un codice di ottimizzazione, in questo caso l’algoritmo genetico, è stato possibile determinare il set di variabili che minimizza la funzione obiettivo.
Per ogni componente dell’impianto è stato sviluppato un modello termodinamico 0-dimensionale in grado di simularne il funzionamento, mentre dalla letteratura sono stati tratti ulteriori modelli per ottenere una stima dei relativi costi d’investimento.
La funzione obiettivo, calcolata su base annuale, che nella procedura di ottimizzazione in esame viene minimizzata, è la seguente:
(1)
dove:
= funzione obiettivo
= fattore di ammortamento
= costo dell’i-esimo componente
= costo del combustibile [US$/Nm3]
= portata molare di combustibile [Nm3/h]
= ore annue di funzionamento [h]
= potenza termica recuperata [kW]
= potere calorifico del metano [kWh/Nm3]
= rendimento convenzionale di caldaia.
La funzione obiettivo implementata nella procedura di ottimizzazione ha le seguenti caratteristiche:
è non convessa, in quanto non è definita su tutto il dominio di valori delle variabili indipendenti
potrebbe essere non continua, insieme alle sue derivate
alcune delle sue variabili indipendenti sono di tipo intero, quali il numero di tubi della cella a combustibile e del pre-reformer, il numero di piatti degli scambiatori di calore a piastre alettate
è fortemente non lineare, come risulta evidente dalla sua definizione.
Si tratta pertanto di una funzione del tipo MINLP, ovvero “Mixed Integer Non-Linear Problem”.
Appunti, tesine e tesi simili:
Parafrasi di progettazione, ottimizzazione termeconomica ed analisi exergetica di un impianto ibrido sofc-gt | Tesine di progettazione, ottimizzazione termeconomica ed analisi exergetica di un impianto ibrido sofc-gt (traduzione in italiano) | Riassunti di progettazione, ottimizzazione termeconomica ed analisi exergetica di un impianto ibrido sofc-gt gratis | Temi svolti su progettazione, ottimizzazione termeconomica ed analisi exergetica di un impianto ibrido sofc-gt | Saggi brevi di progettazione, ottimizzazione termeconomica ed analisi exergetica di un impianto ibrido sofc-gt
- Scarica gratis -> Valorizzazione energetica di biomassa in un impianto a celle a combustibile, Giugno 11, 2008
Facolta: IngegneriaCorso: Ingegneria chimica Anteprima dell’appunto: Il lavoro ha come obiettivo quello di valutare la ... // Scaricato 12 volte. (33%) - Scarica gratis -> Analisi energetica del sistema di compressione dell’aria di una cella a combustibile PEM per la traz, Maggio 25, 2008
Facolta: IngegneriaCorso: Ingegneria meccanica Anteprima dell’appunto: In data 17.05.2005 tale lavoro di tesi è risultato ... // Scaricato 13 volte. (27%) - Scarica gratis -> Pirolisi Ossidativa di Biomasse in un Reattore a Letto Fisso con Riscaldamento per Convezione, Giugno 11, 2008
Facolta: IngegneriaCorso: Ingegneria Chimica Anteprima dell’appunto: Nell’ambito dei residui agricoli delle coltivazioni tradizionali, la paglia ... // Scaricato 15 volte. (23%) - Scarica gratis -> Aspetti elettrici ed ambientali della generazione anemoelettrica su scala significativa: il caso del, Giugno 16, 2008
Facolta: IngegneriaCorso: Ingegneria Elettrica Anteprima dell’appunto: La presente tesi di laurea si propone, nella sua ... // Scaricato 27 volte. (23%) - Scarica gratis -> Realizzazione di un impianto a biomasse presso Borgo Casale (PR): aspetti progettuali, ambientali,, Giugno 16, 2008
Facolta: IngegneriaCorso: Ingegneria per l’ambiente e il territorio Anteprima dell’appunto: Introduzione sulle fonti rinnovabili di ... // Scaricato 16 volte. (22%) - Scarica gratis -> Un sistema automatico di taratura on-line ai bassi carichi dei trasformatori di misura per energia e, Giugno 11, 2008
Facolta: IngegneriaCorso: Ingegneria Informatica Anteprima dell’appunto: Questo lavoro di tesi nasce da un’esigenza precisa da ... // Scaricato 8 volte. (21%) - Scarica gratis -> Valutazione gestionale impianto di depurazionecon conferimento di percolato, Giugno 11, 2008
Facolta: IngegneriaCorso: Ingegneria civile e ambientale Anteprima dell’appunto: La tesi riassume il lavoro svolto presso ... // Scaricato 12 volte. (21%) - Scarica gratis -> Ottimizzazione contrattuale e gestione del carico elettrico nel mercato libero dell’energia, Giugno 11, 2008
Facolta: IngegneriaCorso: Ingegneria Elettronica Anteprima dell’appunto: Questo lavoro descrive le opzioni contrattuali a disposizione dei ... // Scaricato 11 volte. (20%) - Scarica gratis -> Simulazione dello spray in motori diesel ad iniezione diretta, Maggio 26, 2008
Facolta: IngegneriaCorso: Ingegneria Meccanica Anteprima dell’appunto: Simulazione numerica della termofluidodinamica del fenomeno dell’iniezione di combustibile ... // Scaricato 26 volte. (20%) - Scarica gratis -> Progetto dell’impianto elettrico di uno stabilimento per la produzione di cavi, Giugno 8, 2008
Facolta: IngegneriaCorso: Ingegneria Elettrica Anteprima dell’appunto: L’argomento della tesi riguarda la progettazione dell’impianto elettrico di ... // Scaricato 12 volte. (20%)
Scaricato 14 volte.

(No Ratings Yet)