Exergetic based multi-objective optimization of selected fuel cell systems
Yükleniyor...
Dosyalar
Tarih
2012
Yazarlar
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
Ege Üniversitesi
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/openAccess
Özet
Bu tez kapsamında, yakıt pili sistemlerinin çok amaçlı optimizasyonu gerçekleştirilmiştir. Çoklu amaç fonksiyonu olarak güç üretiminin, enerji ve ekserji verimlerinin maksimize edilmesi, eksergoekonomik maliyet değerinin ise minimize edilmesi hedeflenmiştir. Seçilen yakıt pili sistemleri ekserji ve eksergoekonomik olarak modellenmiş, sıcaklık, basınç, çevre sıcaklığı, çevre basıncı, akım yoğunluğu, bağıl nem ve benzeri çalışma koşullarından uygun olanları açısından parametrik olarak değerlendirilmiştir. İncelenen yakıt pili sistemleri; Polimer Elekrolit Membran (PEMFC), Doğrudan Metanol (DMFC), Katı Oksit (SOFC), ve Eriyik Karbonat (MCFC) yakıt pilleridir. Yakıt pili sistemlerinin eksergoekonomik modelleri, geliştirilen genetik algoritma tabanlı çok amaçlı optimizasyon problem çözücüsü olan MULOP desteği ile amaç fonksiyonunu oluşturan hedeflerin ağırlık oranına dayanarak parametrik olarak çözülmüştür. Yapılan çalışma sonucunda düşük sıcaklık yakıt pili sistemleri göz önüne alındığında, verim değerlerinin %10-30 ve maliyet değerlerinin $3-4/W olduğu görülmüştür. Yüksek sıcaklık yakıt pillerinde ise verimler %15-45 aralığında, maliyet değerleri ise $0.003-0.01/W aralığında oluşmuştur. Bu açılardan bakıldığında yüksek sıcaklık yakıt pili sistemlerinin büyük ölçekli uygulamalarda çok daha verimli çalıştıkları tespit edilmiştir.
Açıklama
Anahtar Kelimeler
Yakıt pili, çok-amaçlı optimizasyon, genetik algoritma, ekserji, eksergoekonomi., Fuel cell, multi-objective optimization, genetic algorithm, exergy, exergoeconomics., Kimya Mühendisliği A.B.D.
