Suitable operational strategy for power interchange operation using multiple residential SOFC (solid oxide fuel cell) cogeneration systems

Wakui, Tetsuya; Yokoyama, Ryohei; Shimizu, Kenichi

doi:10.1016/j.energy.2009.09.029

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“…Por otro lado, este tipo de celdas, se pueden considerar como sistemas locales 49 de generación de energía para zonas rurales que no tienen acceso a las redes públicas. Además, son de funcionamiento silencioso y mantenimiento de bajo costo.…”

Section: Celda De Combustible De Carbonatos Fundidos (Molten Carbonatunclassified

Estudio comparativo de las diferentes tecnologías de celdas de combustible

Alvarado-Flores¹

2013

Bol. Soc. Esp. Ceram. Vidr.

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INTRODUCCIÓNLas celdas de combustible son básicamente sistemas termodinámicos abiertos. Operan en base a reacciones electroquímicas presentes y a los reactivos consumidos de una fuente externa 1,2,3,4 . Son alternativas favorables a los métodos convencionales de generación de energía eléctrica, con aplicación a escala menor. El hidrógeno y los combustibles hidrocarburos, contienen una cantidad importante de energía química en comparación con los convencionales materiales de baterías; por lo tanto, actualmente se han desarrollado para numerosas aplicaciones energéticas.El hidrógeno y la tecnología de las celdas de combustible, son prometedores sustitutos de los combustibles fósiles para proveer de energía a las zonas rurales donde no hay acceso a la red pública o cuando el costo de cableado es enorme, así como la transferencia de electricidad. Además, las celdas de combustible se pueden emplear como fuente segura de energía eléctrica en sistemas de alimentación ininterrumpida (uninterruptible power supplies, UPS), estaciones de generación de energía y sistemas de distribución. La tabla 1, muestra una comparación general entre los sistemas de celdas de combustible y otros sistemas de generación de energía 5,6,7 .De acuerdo a la tabla 1, se puede observar que el rendimiento más alto, se obtiene en los sistemas de celdas de combustible, en comparación con los sistemas convencionales de distribución de energía. Tienen un diseño simple y también funcionamiento confiable. Además, con el uso del hidrogeno como reactivo, estos sistemas resultan amigables con el medio ambiente produciendo energía limpia y de forma silenciosa 8,9,10,11,12,13 . Actualmente, los sistemas de celdas de combustible se utilizan ampliamente en aplicaciones a pequeña y gran escala, por Las celdas de combustible generan electricidad y calor durante la reacción electroquímica que ocurre entre el oxígeno e hidrógeno para formar agua. La tecnología de la celda de combustible es un camino prometedor para proporcionar energía en áreas rurales, donde no hay acceso a la red eléctrica pública, o donde hay un costo enorme en el cableado y transferencia de electricidad. Además, las celdas de combustible, pueden emplearse como fuente de energía, para asegurar la energía eléctrica como por ejemplo, en fuentes de potencia ininterrumpida (uninterruptible power supplies, UPS), estaciones de generación de energía y sistemas de distribución. En este artículo, se hace un estudio comparativo sobre diseño básico, principios de funcionamiento, aplicaciones, ventajas y desventajas de las diversas tecnologías disponibles para celdas de combustible. Además, se comparan las características tecno-económicas de los vehículos que funcionan con celdas de combustible a partir de hidrógeno (Fuel Cell Vehicle, FVC) y vehículos con motor de combustión interna (Internal Combustion Engine Vehicle, ICEV). Los resultados indican que los sistemas de celdas de combustibles tienen un diseño simple, confiabilidad alta, funcionamiento silencioso, alta eficiencia y menor impacto ambiental. ...

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Section: Celda De Combustible De Carbonatos Fundidos (Molten Carbonatunclassified

Estudio comparativo de las diferentes tecnologías de celdas de combustible

Alvarado-Flores¹

2013

Bol. Soc. Esp. Ceram. Vidr.

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“…Second, various studies have focused on the environmental effects of the fuel cell system in a building [62][63][64][65][66][67][68]. Wakui et al [62] conducted an environmental assessment of PEMFCs in households in terms of primary energy savings.…”

Section: Literature Reviewmentioning

confidence: 99%

An Economic and Environmental Assessment Model for Selecting the Optimal Implementation Strategy of Fuel Cell Systems—A Focus on Building Energy Policy

Kim

Koo

et al. 2014

Energies

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Considerable effort is being made to reduce the primary energy consumption in buildings. As part of this effort, fuel cell systems are attracting attention as a new/renewable energy systems for several reasons: (i) distributed generation system; (ii) combined heat and power system; and (iii) availability of various sources of hydrogen in the future. Therefore, this study aimed to develop an economic and environmental assessment model for selecting the optimal implementation strategy of the fuel cell system, focusing on building energy policy. This study selected two types of buildings (i.e., residential buildings and non-residential buildings) as the target buildings and considered two types of building energy policies (i.e., the standard of energy cost calculation and the standard of a government subsidy). This study established the optimal implementation strategy of the fuel cell system in terms of the life cycle cost and life cycle CO 2 emissions. For the residential building, it is recommended that the subsidy level and the system marginal price level be increased. For the non-residential building, it is recommended that gas energy cost be decreased and the system marginal price level be increased. The developed model could be applied to any other country or any other type of building according to building energy policy.

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“…According to the previous studies [51][52][53][54][55][56][57][58], which assessed the economic and environmental effects of the FC system, it was determined that there were complex correlations among the key factors affecting the energy performance of the FC system. As shown in Table 1, these key factors mostly consist of system factors.…”

Section: Selecting Key Factors Affecting System Performances Of the Fmentioning

confidence: 99%

A Process for the Implementation of New Renewable Energy Systems in a Building by Considering Environmental and Economic Effect

Kim¹,

Hong

Kim

et al. 2015

Sustainability

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Abstract:The excessive use of fossil fuels has led to global warming and air pollution. To solve these problems, interest in new renewable energy system (NRE system) has increased in recent years. In particular, photovoltaic, solar thermal heating, fuel cell and ground source heating system are actively implemented for achieving the zero energy building. Since the initial investment cost of the NRE system is quite expensive, it is necessary to conduct a feasibility study from the life cycle perspective. Therefore, this study aimed to develop the process for the implementation of NRE system in a building for the optimal design. This study was conducted with four steps: (i) establishing the basic information for the system installation; (ii) selecting key factors affecting system performances; (iii) making possible alternatives of the system installation; and (iv) selecting optimal system by considering environmental and economic effect. The proposed process could enable the final decision-maker to easily and accurately determine the optimal design of the NRE systems from the economic and environmental efficiency in the early design phase. The process could also be applied to any other NRE system and could be extended to any other country in the global environment. OPEN ACCESSSustainability 2015, 7 12871 Keywords: new renewable energy; photovoltaic system; solar thermal energy system; fuel cell system; ground source heat pump system

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Suitable operational strategy for power interchange operation using multiple residential SOFC (solid oxide fuel cell) cogeneration systems

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Estudio comparativo de las diferentes tecnologías de celdas de combustible

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An Economic and Environmental Assessment Model for Selecting the Optimal Implementation Strategy of Fuel Cell Systems—A Focus on Building Energy Policy

A Process for the Implementation of New Renewable Energy Systems in a Building by Considering Environmental and Economic Effect

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