固体氧化物燃料电池冷热电三联供系统及其性能分析

冷热电三联供系统可以提高一次能源利用效率,固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell,SOFC)由于工作温度高、清洁等特点可以很好地作为冷热电三联供系统的顶层循环,针对SOFC尾气具有大量高温余热的特点,提出了一种以温差发电器(thermoelectric generator,TEG)为中间循环回收SOFC尾气余热的冷热电三联供系统,该系统包括内部重整SOFC、后燃室、温差发电器和溴化锂吸收式冷热水机组,实现了废热的梯次利用,极大地提高了混合系统能源利用效率.基于建立的各部件数学模型,研究了循环水利用形式对系统性能的影响,为系统节能节水提供了新的方向;分析了温差发电器面积、燃料流量、空气流量的变化对系统输出功率的影响,为系统最优工况的确定提供了相关参考.结果表明:采用系统C的水循环利用形式时SOFC冷热电三联供系统总效率相对最大,在设计工况下,混合系统C在制热工况下总效率可达到94%,在制冷工况下总效率约为65%;温差发电器面积的增加会导致温差发电器输出功率的增加,系统整体效率减小;随着燃料流量的增加,温差发电器输出功率逐渐增加,SOFC发电功率呈现先增加后减小的趋势,系统的整体效率逐渐增大;随着空气流量的增加,温差发电器输出功率逐渐减小,SOFC发电功率先增加后减小,而系统的整体效率先减小后逐渐增加.