一种使用旁通阀的多堆固体氧化物燃料电池（SOFC）热管理方法

热管理博览会

2023年9月4日 09:38

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来源 | Applied Thermal Engineering

背景介绍

可持续发展政策的重点是采用可再生能源和减少化石能源的使用。固体氧化物燃料电池（SOFC）是可再生能源转换装置，由于其低排放、高效率和易于获得等优点，成为具有巨大潜力的能源装置选择之一。大型SOFC固定式发电系统通常由多个电堆组装而成，系统稳定性优越。SOFC 多堆系统通常由多个堆和平衡的组件组成，包括输配电网络、热交换器和废气处理装置。由于流量、温度和燃料之间的密切关系，电堆的结构可以显著影响这些物理量的分布。因此，参数的任何不均匀性都会影响整个堆栈的均匀性。为了提高系统的一致性，有必要研究系统的流量和温度分布以及进行有效的热管理。

成果掠影

近期，华中科技大学能源与动力工程学院涂正凯研究员团队提出了一种使用旁通阀的多堆固体氧化物燃料电池（SOFC）系统均匀热管理方法，来解决温度分布不均的问题。流量网络计算出的流量特性和电堆的电热特性决定了旁通阀的开度（或空气混合比）。结果表明，在 5 kW 多堆系统中，通过所提出的热管理策略，可以将 60 K 的最大温差降至 0 K。旁通阀的应用使系统能够达到温度一致性，整个SOFC系统的热效率在设定温度下最高可提高50%。相关研究成果以“Thermal management of bypass valves for temperature difference elimination in a 5 kW multi-stack solid oxide fuel cell system”为题发表于《Applied Thermal Engineering》。

图文导读

一种使用旁通阀的多堆固体氧化物燃料电池（SOFC）热管理方法的图3