การศึกษาปัจจัยที่มีผลต่อระบบผลิตไฟฟ้าโดยกระบวนการผลิตก๊าซจากชีวมวลร่วมกับเซลล์เชื้อเพลิงชนิดออกไซด์แข็งด้วยโปรแกรม ASPEN PLUS

Abstract

บทคัดย่อ

เนื่องจากประเทศไทยเป็นประเทศเกษตรกรรม ดังนั้นวัสดุเหลือใช้ทางการเกษตรหรือชีวมวลจึงเหมาะสมที่จะนำมาใช้ในการผลิตพลังงานทดแทน งานวิจัยนี้จึงศึกษาระบบผลิตไฟฟ้าโดยกระบวนการผลิตก๊าซจากชีวมวลร่วมกับเซลล์เชื้อเพลิงหรือ BGFC จำลองกระบวนการด้วยโปรแกรม APEN PLUS v.8.6 โดยศึกษาชีวมวล 7 ชนิด ได้แก่ ซังข้าวโพด ทะลายปาล์มเปล่า เหง้ามันสำปะหลัง ฟางข้าว แกลบ ชานอ้อย และกะลาปาล์ม วัตถุประสงค์ของงานวิจัยนี้คือ ศึกษาประเมินค่ากำลังไฟฟ้าและประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้าของระบบ BGFC โดยมีปัจจัยสำคัญ 5 ตัวแปรที่ส่งผลต่อระบบนี้ ได้แก่ อุณหภูมิของก๊าซซิไฟเออร์ อัตราส่วนการป้อนอากาศต่อชีวมวล อัตราส่วนการป้อนไอน้ำต่อชีวมวล อุณหภูมิของเซลล์เชื้อเพลิง และความดันของเซลล์เชื้อเพลิง ผลจากการศึกษาแสดงให้เห็นว่าค่ากำลังไฟฟ้าของระบบจะมีค่าเพิ่มขึ้น เมื่อมีการเพิ่มอัตราส่วนการป้อนอากาศต่อชีวมวล อัตราส่วนการป้อนไอน้ำต่อชีวมวล อุณหภูมิของเซลล์เชื้อเพลิง และความดันของเซลล์เชื้อเพลิงให้กับระบบ นอกจากนี้ประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้าของระบบจะมีค่าเพิ่มขึ้น เมื่อค่าอุณหภูมิและความดันของเซลล์เชื้อเพลิงในระบบมีค่าสูง 

คำสำคัญ : การจำลองกระบวนการ; กำลังไฟฟ้า; ชีวมวล; เซลล์เชื้อเพลิงแบบออกไซด์แข็ง; ประสิทธิภาพรวมของระบบ

Abstract

Thailand is an agricultural country. Therefore, biomass from agricultural waste is the best sources for renewable energy production. In this research, an integrated biomass gasification fuel cell or BGFC system is studied. ASPEN PLUS v.8.6 is used to perform the simulated BGFC system. Seven types of biomass are considered, which are corncob, empty fruit bunch, cassava rhizome, rice straw, rice husk, bagasse and palm shell. The goal is to evaluate power generation and energy efficiency of the BGFC system. There are 5 various parameters that affect to the system as gasifier temperature, air to biomass ratio, steam to biomass ratio, fuel cell temperature and fuel cell pressure. The results showed that total power increase when increasing air to biomass ratio, steam to biomass ratio, fuel cell temperature and fuel cell pressure. Moreover, the system efficiency increases when increasing fuel cell temperature and pressure. 

Keywords: process simulation; power output; biomass; solid oxide fuel cell; overall system efficiency