haku: @keyword absorption / yhteensä: 26
viite: 9 / 26
| Tekijä: | Auvinen, Mikko Petteri |
| Työn nimi: | Waste heat utilization of solid oxide fuel cell systems |
| Kiinteäoksidipolttokennojen jätelämmön käyttömahdollisuudet | |
| Julkaisutyyppi: | Diplomityö |
| Julkaisuvuosi: | 2012 |
| Sivut: | 77 s. + liitt. 7 Kieli: eng |
| Koulu/Laitos/Osasto: | Energiatekniikan laitos |
| Oppiaine: | Lämpötekniikka ja koneoppi (Ene-39) |
| Valvoja: | Lampinen, Markku |
| Ohjaaja: | Kivisaari, Timo ; Saari, Kari |
| OEVS: | Digitoitu arkistokappale luettavissa Harald Herlin -oppimiskeskuksen asiakaskoneilla | ohje
Digitaalisten opinnäytteiden lukeminen Aalto-yliopiston Harald Herlin -oppimiskeskuksen suljetussa verkossaOppimiskeskuksen suljetussa verkossa voi lukea sellaisia digitaalisia ja digitoituja opinnäytteitä, joille ei ole saatu julkaisulupaa avoimessa verkossa. Oppimiskeskuksen yhteystiedot ja aukioloajat: https://learningcentre.aalto.fi/fi/harald-herlin-oppimiskeskus/ Opinnäytteitä voi lukea Oppimiskeskuksen asiakaskoneilla, joita löytyy kaikista kerroksista.
Kirjautuminen asiakaskoneille
Opinnäytteen avaaminen
Opinnäytteen lukeminen
Opinnäytteen tulostus
|
| Sijainti: | P1 Ark Aalto 4847 | Arkisto |
| Avainsanat: | waste heat solid oxide fuel cell SOFC organic Rankine cycle ORC thermoelectricity absorption adsorption chiller jätelämpö kiinteäoksidipolttokenno orgaaninen Rankine-sykli termosähkö absorptio adsorptio jäähdytin |
| Tiivistelmä (fin): | Ilmastonmuutoksen johdosta vihreää voimantuotantoa on alettu tutkimaan yhä enemmän ja enemmän. Vaihtoehtoiset, ekologiset voimantuotantotavat, kuten tuulivoima, aurinkovoima ja polttokennot, ovat saaneet valtavasti kiinnostusta. Yksi lupaava polttokennotyyppi on kiinteäoksidipolttokenno. Kiinteäoksidipolttokennot ovat pienessä kokoluokassa suorituskyvyltään parempia kuin perinteiset voimantuotantotavat, kuten diesel-moottorit tai kaasuturbiinit. Kiinteäoksidipolttokennot soveltuvat myös hyvin yhdistettyyn lämmön- ja sähköntuotantoon niiden korkean käyntilämpötilan takia. Nykyään kaukolämmöntuotanto on ylivoimaisesti yleisin jätelämmön käyttötapa. Joissain tilanteissa kaukolämmölle ei kuitenkaan ole tarvetta. Näissä tilanteissa on suotavaa, että polttokennojärjestelmässä on jokin vaihtoehtoinen jätelämmön käyttötapa, jotta kokonaishyötysuhde saataisiin maksimoitua. Tässä työssä tutkitaan useaa jätelämmön käyttötapaa. Käyttötavat ovat jaettu kolmeen kategoriaan: lisäsähköntuotantoon, kylmäntuotantoon, sekä kuivaukseen. Lisäsähköntuotannossa käsitellään orgaanista Rankine-sykliä, mikroturbiinia ja termosähköä. Kylmäntuotannossa puolestaan käsitellään absorptio- ja adsorptiokoneita, sekä kompressorijäähdytystä. Kuivauksessa käsitellään jäähdytinkuivausta ja pyörivää kuivainroottoria. Eri jätelämmön käyttötapoja mallinnettiin laskennallisesti. Lisäsähköntuotannossa parhaaksi vaihtoehdoksi ilmeni orgaaninen Rankine-sykli. Kylmäntuotannossa puolestaan savukaasukäyttöinen absorptiokone osoittautui parhaaksi vaihtoehdoksi. Kuivauksessa parhaaksi vaihtoehdoksi ilmeni pyörivä kuivainroottori, jolla on tosin muutama heikkous. Vaikka tässä työssä käsitellyt jätelämmön käyttötavat tutkittiin kiinteäoksidipolttokennon yhteyteen asennettuna, voi näitä käyttötapoja käyttää myös muissa sovelluksissa, kuten polttomoottoreissa, kaasuturbiineissa ja teollisuusprosesseissa. |
| Tiivistelmä (eng): | The current green revolution to combat climate change has greatly increased the research in alternative, ecological means of generating heat and power. Methods such as wind power, solar power, and fuel cells have gained more and more interest. One promising fuel cell type is the solid oxide fuel cell. Solid oxide fuel cells outperform conventional methods of electricity generation, such as diesel engines and gas turbines, in small-scale power generation plants. Solid oxide fuel cells are also suitable for co-generation of heat and power due to their high operating temperature. The generation of heat in the form of district heating is hitherto the most common way to utilize the waste heat generated by solid oxide fuel cells. However, on many occasions, there is no demand for district heating. Therefore, it is recommendable to integrate an alternative waste heat utilization method to the fuel cell system to achieve a higher net efficiency. This thesis investigates several alternative waste heat utilization methods. The utilization methods are divided into three categories: additional electricity, air conditioning and refrigeration, and dehumidification. The additional electricity generation methods include an organic Rankine cycle, microturbine module, and thermoelectricity. The air conditioning methods include an absorption chiller, adsorption chiller, and a vapor-compression chiller. The dehumidification methods include refrigerative dehumidification and desiccant dehumidification. The different methods for waste heat utilization were simulated computationally. In additional electricity generation, the organic Rankine cycle proved to be far superior over thermoelectricity, whereas the microturbine requires further research. In air conditioning and refrigeration, the exhaust gas fired absorption chiller is the most promising method in both technological and financial terms. In dehumidification, desiccant dehumidification is a promising method; however, it has a few drawbacks as well. Although the waste heat utilization methods presented in this thesis are analysed in a solid oxide fuel cell context, the methods can be adopted to utilize waste heat in many other applications, including gas turbines, internal combustion engines, and industrial processes. |
| ED: | 2012-06-27 |
INSSI tietueen numero: 44742
+ lisää koriin
INSSI