Οικονομοτεχνική ανάλυση οικιακού συστήματος παραγωγής Ισχύος 10kW με κυψέλη καυσίμου τροφοδοτούμενη με φυσικό αέριο

Abstract

Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι να εξετάσει τη βιωσιμότητα ενός συστήματος κυψέλης καυσίμου τύπου SOFC με συμπαραγωγή θερμότητας, ισχύος 10kW σε μία οικία στην πόλη της Λάρισας. Πιο συγκεκριμένα πρόκειται να διαστασιολογηθεί και αξιολογηθεί ένα σύστημα κυψελών καυσίμου, όπου η είσοδος του συστήματος είναι φυσικό αέριο από το δίκτυο της Δ.Ε.Π.Α. και μέσω της διεργασίας της αναμόρφωσης υδρογονανθράκων θα οδηγείται το μείγμα στην κυψέλη καυσίμου SOFC για να πάρουμε σαν έξοδο ηλεκτρική ισχύ (ηλεκτρικό ρεύμα) και ζεστό νερό το οποίο θα χρησιμοποιείται για τη θέρμανση της οικίας. Αρχικά λοιπόν, γίνεται μια αναφορά στο φυσικό αέριο και στις ιδιότητές του καθώς και μια σύντομη ιστορική αναδρομή. Στη συνέχεια της εργασίας, παρουσιάζονται τα οφέλη από τη χρήση του υδρογόνου και γίνεται μια εκτενής αναφορά σε όλα τα είδη κυψελών καυσίμων που υπάρχουν. Πολύ σημαντικό τμήμα των συστημάτων κυψελών καυσίμου είναι οι αναμορφωτές, διατάξεις απαραίτητες για τον εμπλουτισμό του καυσίμου σε υδρογόνο. Αυτό είναι το επόμενο τμήμα της εργασίας όπου παρουσιάζονται οι βασικές διεργασίες αναμόρφωσης. Ακολουθεί ανάλυση για τα συστήματα συμπαραγωγής ηλεκτρισμού και θερμότητας (Σ.Η.Θ.) και εν συνεχεία η τεχνική μελέτη με το συνολικό διάγραμμα ροής. Επίσης διενεργήθηκε ενεργειακή επιθεώρηση της οικίας πριν τη θεωρητική εγκατάσταση του συστήματος SOFC και μετά, για να γίνουν πιο εύκολα αντιληπτά τα οφέλη αυτής της επένδυσης. Αξίζει επιπροσθέτως να αναφερθεί ότι εντάσσουμε αυτή την παρέμβαση στο συγχρηματοδοτούμενο πρόγραμμα “εξοικονόμηση κατ οίκον” για να μειωθεί το αρχικό κόστος της επένδυσης και να την αποσβέσουμε συντομότερα. Τέλος παρουσιάζονται τα οικονομικά μεγέθη της εργασίας μαζί με τα αποτελέσματα.