چکیده

پیل‌های سوختی غشای تبادلی پروتون یک فناوری کامل و قابل‌اعتماد برای واحدهای تولید برق و حرارت ترکیب شده می‌باشند. بازدهی بالا (به‌ویژه برای تجهیزات سایز کوچک)، که در عمل انتشار آلاینده‌های صفر را به دنبال دارد، عملکرد بدون نویز و پاسخ سریع به حالت‌های گذرا، این سیستم‌های انرژی را به سیستم‌های فوق‌العاده‌ای برای کاربردهای خانگی و تجاری تبدیل کرده است. با این وجود، به خاطر هزینه‌های سرمایه‌گذاری بالا، استفاده از این فناوری‌ها و تجاری‌سازی آن‌ها همچنان محدود به پروژه‌های خاص شده است. در این سناریو، ما روی یک پروژه تحقیقاتی تحت عنوان AutoRe, کار می‌کنیم که از یک پیل سوختی درایو شده به‌صورت خودکار برای یک واحد تولید همزمان به‌منظور هماهنگ‌سازی انرژی بین دو صنعت غیررقابتی (واحدهای ایستا و واحدهای خودکار) استفاده کرده و ازنظر اقتصادی نیز تا حد زیادی هزینه‌های مربوط به واحدهای تولید همزمان مبتنی بر پیل سوختی را کاهش می‌دهد. در این مقاله، ما تحلیل فنی اقتصادی را برای واحد تولیدی AutoRe (سیستم انرژی درایو شده به‌صورت خودکار) انجام می‌دهیم. یک سری سناریوهای مدیریت انرژی با تغییر تقاضای انرژی، تغییر شرایط آب‌وهوایی، هزینه انرژی و بازدهی سیستم انرژی محیطی، در نظر گرفته‌شده است. استراتژی کنترلی در واقع به‌صورت ساعتی تعیین شده و با مینیمم سازی هزینه و یا مصرف اولیه انرژی از طریق یک روش مبتنی بر گراف، صورت گرفته است. پارامترهای اصلی حاصل با سناریوی مرجع که در آن برق از شبکه اصلی دریافت شده و انرژی حرارتی نیز به‌صورت محلی از طریق یک بویلر گازی تأمین می‌شود، مقایسه شده است. ما 5 نوع ساختمان مختلف (اداری، ساختمان مسکونی، هتل، کلینیک و سوپرمارکت) را با 5 شرایط اقلیمی مختلف ( گرم، سرد معتدل، معتدل، گرم معتدل و سرد) و 2 سیستم انرژی محیطی مختلف (USA و اروپا) را در نظر گرفته‌ایم. نتایج نشان می‌دهد که واحد پیشنهادی ازنظر اقتصادی، در کاهش هزینه‌های انرژی و نیز مصرف اولیه انرژی کارآمد است. با این وجود، نوع ساختمان و قیمت‌های انرژی روی هزینه‌های سرمایه‌گذاری تأثیر می‌گذارد، در حالی که شرایط اقلیمی روی هزینه‌های واقعی و تغییرات انرژی تأثیرگذار است. در سناریوی USA، مدیریت مبتنی بر مینیمم سازی هزینه و انرژی اولیه، دارای الگوهای مشابهی است. در مقابل، در مینیمم سازی هزینه در محیط اروپا، مصرف اولیه انرژی بر اساس سناریوهای مختلف، ممکن است تغییر کند.

1-مقدمه

پیل‌های سوختی (FC) یک فناوری قابل‌اطمینان برای پاسخ  به تقاضای انرژی برای کاربردهای ساکن است به‌ویژه در سکتورهای تجاری و خانگی [1-5]، که در این شرایط به‌عنوان محرک‌های اولیه در واحدهای تولید همزمان کوچک (CHP) مورد استفاده قرار می‌گیرد [6و5]. در حقیقت، 64% سیستم‌های تولید همزمان در سال 2012 بر اساس FC ها بوده‌اند [3و7و8]. ویژگی‌های مختلف FC ها، نظیر بازدهی بالا [9]، انتشار آلاینده‌های خیلی کم ((NOx,Sox و موارد خاص) [10]، عملکرد بدون نویز و نوسان [11]، شناخته شده هستند. علاوه بر این، بازدهی یک FC تنها اثر کمی روی اندازه داشته و در افزایش بار نقطه‌ای، تأثیر می‌گذارد [12]، که نسبت به فناوری‌های تولید برق سنتی دارای تفاوت است [12]. بسته به فناوری به کار رفته در FC، پیل‌های مختلف را می‌توان مورد استفاده قرار داد نظیر هیدروژنی [13]، گاز طبیعی (NG) [14]، متانول [14]، و پیل‌های  زیستی [14-17]. GC های هیدروژنی نیز با نفوذ بالای منابع انرژی تجدید پذیر مواجه شده‌اند که امکان ذخیره‌سازی بلندمدت را برای انرژی الکتریکی فراهم می‌کند...

میتوانید از لینک ابتدای صفحه، مقاله انگلیسی را رایگان دانلود فرموده و چکیده انگلیسی و سایر بخش های مقاله را مشاهده فرمایید