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讨论在我国电力系统发展燃料电池发电的技术路线
本文介绍了燃料电池发电技术的特点和应用形式,论证了在我国电力系统发展燃料电池发电技术的必要性。概述了国外燃料电池的发展计划和市场预测,总结了国外发展燃料电池的经验。通过技术比较,提出了在我国电力系统发展燃料电池发电的技术路线。
燃料电池发电是将燃料的化学能直接转换为电能的过程,其发电效率不受卡诺循环的限制,发电效率可达到50%一70%,被誉为二十一世纪重要的发电新技术之一。目前,国际上磷酸型燃料电池已进入商业化,其它几种燃料电池预计在2005年一2010年200KW一将全面进入商业此。对于这种蓬勃发展的发电新技术,国家电力公司应该采取怎样态度要不要发展怎样发展这些问题亟待解决。
l燃料电池发电的技术特点和应用形式
1.1技术特点
燃料电池发电是在一定条件下使燃料和氧化剂发电化学反应,将化学能直接转换为电能和热能的过程。与常规电池的不同:只要有燃料和氧化剂供给,就会有持续不断的电力输出。与常规的火力发电不同,它不受卡诺循环的限制,能量转换效率高。与常规发电相比燃料电池具有以下优点:
理论发电效率高,发展潜力大。燃料电池本体的发电效率可达到50%一60%,组成的联合循环发电系统在MW规模即可达到70%以上的发电效率。
污染物和温室气体排放量少。与传统的火电机组相比,C02排出量可减少40%一60%。Nox和SOx排放量很少。
小型高效,可提高供电可靠性。燃料电池的发电效率受负荷和容量的影响较小。
低噪音。在距发电设备3英尺处噪音小于60dB。
电力质量高。电流谐波和电压谐波均满足IEEE519标准。
变负荷率高。变负荷率可达到/min,负荷变化的范围大。
燃料电池可使用的燃料有氢气、甲醇、煤气、沼气、天然气、轻油、柴油等。
模块化结构,扩容和增容容易,建厂时间短。
占地面积小,占地面积小于lm2/KW。
自动化程度高,可实现无人操作。
总之,燃料电池是一种高效、洁净的发电方式,既适合于作分布式电源,又可在将来组成大容量中心发电站,是2l世纪重要的发电方式。制约燃料电池走向大规模商业化的主要因素是:高价格和寿命问题。
2.1燃料电池的应用形式
现场热电联供,常用的容量为200KW一1MW。
分布式电源,容量比现场用燃料电池大,约MW。
基本负荷的发电站,容量为。
燃料电池还可用于100W-100KW多种可移动电源、便携式电源、航空电源、应急电源和计算机电源等。
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