Möglichkeiten der Auslegung von Kombikraftwerken mit Hochtemperaturbrennstoffzellen.

Abstract

Für zukünftige Kraftwerksprozesse stellt die oxidkeramische Hochtemperaturbrennstoffzelle eine besonders interessante Option dar. Obwohl alle Brennstoffzellentypen elektrische Wirkungsgrade deutlich über 50% erwarten lassen, liegen in vielen Fällen die elektrischen Wirkungsgrade der Gesamtsysteme letztenendlich im Bereich der Wirkungsgrade konventioneller Dampfkraftwerke. Dies liegt im wesentlichen an den mit der Systemauslegung vorgebenen Konfigurationen der Hilfsaggregate und der Ausnutzung der Zellabwärme. Bei der oxidkeramischen Hochtemperaturbrennstoffzelle ist beispielsweise die Kombination von Zellkühlung und Luft- und Brennstoffvorwärmung ein wichtiger Bereich für diese erforderliche Systemoptimierung. Ausgehend von einfachen thermodynamischen Überlegungen werden die Grundsätze der Systemauslegung vorgestellt. Als Anwendungsbeispiele dienen Anlagenschaltungenn für einfache Kombiprozesse mit Gasturbinen, die es gestatten, Systemwirkungsgrade zu erreichen, die deutlich über dem Brennstoffzellenwirkungsgrad liegen. (-z-)