A novel renewable energy storage system based on reversible SOFC, hydrogen storage, Rankine cycle and absorption refrigeration system

Singh, Uday Raj; Kaushik, Anuj; Bhogilla, Satya Sekhar

doi:10.1016/j.seta.2022.101978

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“…Este arranjo requer uma pressão de operação mais alta para a célula a combustível e torna a configuração mais difícil de operar e menos flexível. Para configurações de acoplamento indireto,com trocadores de calor, que são usados para transferir o excesso de calor da SOFC para o ciclo de potência, são sistema mais complexo, mas oferece algumas vantagens exclusivas, como a operação independente dos dois sistemas, melhor flexibilidade, condições operacionais padrão e a possibilidade de utilização de diferentes fluidos de trabalho, como dióxido de carbono e água no ciclo termodinâmico (Singh et. al, 2022).…”

Section: Conceitounclassified

Estado da arte do uso de células a combustível para a propulsão híbrida elétrica em aeronaves

et al. 2022

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No presente trabalho, são abordados conceitos sobre o uso de células a combustível em propulsão híbrida de aeronaves, com o objetivo de revisar conceitos como o funcionamento da célula a combustível e os principais tipos utilizados, conceitos sobre a propulsão híbrida, seus benefícios e desafios. Além disso, foram estudados quatro modelos de sistemas de propulsão híbrido. Os sistemas propostos foram: o Sistema de propulsão híbrido integrado com um algoritmo de distribuição de energia, o Sistema de propulsão e potência (HPP) ou motor híbrido a jato integrado com a SOFC, o Sistema de propulsão híbrido Turbofan-SOFC, e o Sistema de propulsão híbrido Turbofan-MCFC. Para cada um dos sistemas, foram observados indicadores como potência, consumo, empuxo, eficiências, gerenciamento de energia entre outros. Finalmente foram observadas algumas dificuldades para implementação do uso de células a combustível em aeronaves. Os resultados mais promissores em termos de eficiência foram apresentados pelo sistema Turbofan-SOFC e Turbofan- MCFC, em que o sistema Turbofan-SOFC obteve uma eficiência térmica 52,8% e uma eficiência exergética de 66,2%, e o sistema Turbofan-MCFC obteve maiores eficiência de 71% para eficiência térmica e 87,6% para eficiência exergética. Além da alta eficiência, esses sistemas permitem o uso de hidrocarbonetos como combustíveis, viabilizando a transição para o hidrogênio até que uma rede de distribuição esteja consolidada.

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Section: Conceitounclassified

Estado da arte do uso de células a combustível para a propulsão híbrida elétrica em aeronaves

et al. 2022

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“…In fuel-cell-based tri-generation plants, the waste heat from a fuel cell is used to supply heat and run the heat-driven refrigeration cycle to produce cooling power. There are many studies [1][2][3][4][5][6][7] of tri-generation systems focusing on fuel cells with high-quality waste heat sources, such as phosphoric acid fuel cells, molten carbonate fuel cells, and solid-oxide fuel cells, whereas their coupling with low-temperature fuel cells is relatively untapped [8]. Additionally, according to [9], more than 80% of the total estimated waste heat in the United States is in the 77-300 • F (25-149 • C) temperature range.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Tri-Generation System Configuration Selection Based on Energy and Exergy Analyses

et al. 2022

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A tri-generation system combining cooling, heating, and power generation can contribute to increased system efficiency and thereby reduce greenhouse gas emissions. This study proposed a novel concept using 100-kW polymer electrolyte membrane fuel cells (PEMFCs) as the basis for a tri-generation system with an integrated heat pump and adsorption chiller for greenhouse use. Three configurations of heat pump loop were designed to recover the waste heat from PEMFCs and used either for direct heating or cooling power generation in adsorption cooling. Analyses were carried out in terms of primary energy rate (PER) and exergy efficiencies. Of those investigated, the layout with a heat pump and internal heat exchanger demonstrated the best performance, with PERs of the cooling and heating modes at 0.94 and 0.78, respectively. Additionally, the exergy analysis revealed that the exergies are mostly destroyed at the expansion valve and evaporator due to differences in pressure and temperature. These differences are minimized when the system layout contains a cascade heat pump loop or an internal heat exchanger, thus resolving the problem of exergy destruction. As a result, the total exergy destruction in the system was decreased from 61.11% to 49.18% and 46.60%, respectively. Furthermore, the proposed configurations showed 36.1% and 31.4% lower values in terms of energy consumption compared with relevant works in the heating mode and cooling mode, respectively.

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Polygeneration (Power, Water, Hydrogen and Heat) by a Novel Cycle Based on Solid Oxide Fuel Cell Integrated with Micro-Gas Turbine, Metal Hydride, and Desalination

Ebrahimi,

Aryanfar

2024

Iran J Sci Technol Trans Mech Eng

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A novel renewable energy storage system based on reversible SOFC, hydrogen storage, Rankine cycle and absorption refrigeration system

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