Суднова гібридна енергетична система з твердооксидними паливними елементами та газовою турбіною

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorВащиленко Микола Васильович
dc.contributor.authorСербін Сергій Іванович
dc.contributor.authorПатлайчук Олексій Володимирович
dc.contributor.authorWashchilenko Nikolay V.
dc.contributor.authorSerbin Serhiy I.
dc.contributor.authorPatlaichuk Oleksii V.
dc.date.accessioned2024-03-29T11:19:04Z
dc.date.available2024-03-29T11:19:04Z
dc.date.issued2023
dc.descriptionВащиленко, М. В. Суднова гібридна енергетична система з твердооксидними паливними елементами та газовою турбіною = Marine hybrid energy system with solid oxide fuel cells and gas turbine / М. В. Ващиленко, С. І. Сербін, О. В. Патлайчук // Shipbuilding & Marine Infrastructure. – 2023. – № 1 (17). – С. 13–21.
dc.description.abstractСтаття присвячена розробці декарбонізованих суднових енергетичних систем, що скла¬даються з твердооксидних паливних елементів та газової турбіни, з практично нульовими викидами екологічно шкідливих компонентів. Нині має місце зростаючий інтерес до використання паливних елементів у складі суднових гібридних систем. У паливних елементах перетворення енергії є прямим електрохімічним процесом без проміжного перетворення хімічної енергії палива в теплову енергію. Таким чином, паливні елементи не підлягають обмеженню циклу Карно. Одним з видів таких елементів є твердооксидний паливний елемент (solid oxide fuel cell – SOFC), в якому робоча температура становить близько 873–1373 K. Це дозволяє практично застосовувати SOFC разом з газовою турбіною (gas turbine – GT) для виробництва електричної та теплової енергії у гібридних циклах (SOFC-GT). Метою роботи є підвищення ефективності суднової гібридної системи для виробництва електричної та теплової енергії, що складається з твердооксидних паливних елементів і газової турбіни з перерозширенням. На відміну від попередніх досліджень, доведена перспективність використання газотурбінного циклу з впорскуванням водяної пари в камеру згоряння та турбіною перерозширення для утилізації теплоти відхідних газів паливних елементів, а також підвищення ефективності енергосистеми. Багаторежимність суднових енергетичних установок визначає велику потенційну можливість використання комплексу твердооксидних паливних елементів та газової турбіни для підвищення ефективності експлуатації всього судна. Розроблено схему суднової енергетичної установки з твердооксидними паливними елементами і газовою турбіною з перерозширенням. Проведено теплові розрахунки ефективності такої системи. Отримані результати визначили науково обґрунтовані напрями створення перспективних енергетичних систем з паливними елементами та газовими турбінами, розширили уявлення про процеси, які зумовлюють процеси перетворення енергії в таких системах. Це дасть змогу в перспективі створити в Україні високоефективні декарбонізовані енергетичні системи суднового та стаціонарного призначення.
dc.description.abstract1The article is devoted to the development of decarbonized marine power systems, consisting of solid oxide fuel cells and a gas turbine, with practically zero emissions of environmentally harmful components. Currently, there is a growing interest in the use of fuel cells as part of marine hybrid systems. In fuel cells, energy conversion is a direct electrochemical process without intermediate conversion of chemical fuel en¬ergy into thermal energy. Thus, fuel cells are not subject to the limitation of the Carnot cycle. One of the types of such elements is a solid oxide fuel cell (SOFC), in which the operating temperature is about 873-1373 K. This makes it possible to practically use SOFC together with a gas turbine (GT) for the production of electric and thermal energy in hybrid cycles (SOFC-GT). The aim of the work is to increase the efficiency of the marine hybrid system for the production of electrical and thermal energy, consisting of solid oxide fuel cells and a gas turbine with over-expansion. In contrast to previous studies, the promising use of the gas turbine cycle with the injection of steam into the combustion chamber and the over-expansion turbine for the utilization of the heat of the waste gases of the fuel cells, as well as increasing the efficiency of the power system, has been proven. The multi-mode nature of marine power plants determines the great potential of using a complex of solid oxide fuel cells and a gas turbine to increase the efficiency of the entire ship’s operation. A design scheme of a marine power plant with solid oxide fuel cells and a gas turbine with over-expansion has been developed. Thermal calculations of the efficiency of such a system were carried out. The obtained results determined scientifically based directions for the creation of promising energy systems with fuel cells and gas turbines, expanded the understanding of the processes that determine the processes of energy conversion in such systems. This will make it possible to create highly efficient decarbonized energy systems for marine and stationary purposes in Ukraine in the future.
dc.identifier.issn2409-3858 (Print)
dc.identifier.issn2519-1845 (Online)
dc.identifier.urihttps://eir.nuos.edu.ua/handle/123456789/8092
dc.language.isouk
dc.relation.ispartofseriesУДК; 621.45.034
dc.subjectгібридна енергетична система
dc.subjectтвердооксидний паливний елемент
dc.subjectгазова турбіна
dc.subjectелектростанція
dc.subjecthybrid energy system
dc.subjectsolid oxide fuel cell
dc.subjectgas turbine
dc.subjectelectrical station
dc.titleСуднова гібридна енергетична система з твердооксидними паливними елементами та газовою турбіною
dc.title.alternativeMarine hybrid energy system with solid oxide fuel cells and gas turbine
dc.typeArticle

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
Washchilenko
Розмір:
750.22 KB
Формат:
Unknown data format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
4.38 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

№ 1 (17) 2023