[发明专利]一种采用低温SOFC的分布式发电控制系统及方法

权利要求书

1.一种采用低温SOFC的分布式发电控制系统，其特征在于，所述采用低温SOFC的分布式发电控制系统包括：

温度检测模块，与主控模块连接，用于通过温度传感器检测采集低温SOFC的分布式发电过程温度数据；

主控模块，与温度检测模块、压缩模块、混合模块、加热模块、发电模块、燃烧模块、能量回收模块、供电控制模块、仿真模块、显示模块连接，用于通过单片机控制各个模块正常工作；

压缩模块，与主控模块连接，用于通过压缩器将燃料气体进行压缩处理；

混合模块，与主控模块连接，用于通过混合器将燃料气体进行混合操作；

加热模块，与主控模块连接，用于通过加热器对混合的燃料气体进行加热处理；

发电模块，与主控模块连接，用于通过SOFC电池堆阳极与燃料气体进行电化学反应产生电能；

燃烧模块，与主控模块连接，用于通过燃烧器将阳极未反应完全的气体和阴极剩余氧化剂进行燃烧处理；

能量回收模块，与主控模块连接，用于通过余热回收装置将燃烧产物热能进行回收提供热水或用来供暖；

供电控制模块，与主控模块连接，用于对于SOFC的分布式发电进行供电控制；

仿真模块，与主控模块连接，用于通过仿真程序对SOFC电极电解质界面进行仿真模拟；

显示模块，与主控模块连接，用于通过显示器显示检测的温度数据信息。

2.一种如权利要求1所述的采用低温SOFC的分布式发电控制方法，其特征在于，所述采用低温SOFC的分布式发电控制方法包括以下步骤：

步骤一，通过温度检测模块利用温度传感器检测采集低温SOFC的分布式发电过程温度数据；

步骤二，主控模块通过压缩模块利用压缩器将燃料气体进行压缩处理；

步骤三，通过混合模块利用混合器将燃料气体进行混合操作，通过加热模块利用加热器对混合的燃料气体进行加热处理，通过发电模块利用SOFC电池堆阳极与燃料气体进行电化学反应产生电能；

步骤四，通过燃烧模块利用燃烧器将阳极未反应完全的气体和阴极剩余氧化剂进行燃烧处理，通过能量回收模块利用余热回收装置将燃烧产物热能进行回收提供热水或用来供暖；

步骤五，通过供电控制模块对于SOFC的分布式发电进行供电控制；

步骤六，通过仿真模块利用仿真程序对SOFC电极电解质界面进行仿真模拟；

步骤七，通过显示模块利用显示器显示检测的温度数据信息。

3.如权利要求2所述采用低温SOFC的分布式发电控制方法，其特征在于，所述供电控制模块控制方法包括：

(1)当SOFC的分布式发电时，检测各进气管道的压力是否均大于0.4MPa、电池反应堆的气密性是否完好；若压力均大于0.4MPa，且所述气密性完好，则启动点火加热装置，使电池反应堆的温度上升；

(2)当检测到电池反应堆的温度大于300℃时，打开保护气管道阀门和空气管道阀门，使得保护气进入电池反应堆的阳极，空气进入电池反应堆的阴极；当检测到电池反应堆的温度大于500℃时，启动阴阳极气体预加热装置，使电池反应堆的温度继续上升；当检测到电池反应堆的温度大于900℃时，先打开燃料管道阀门，再关闭保护气管道阀门，使得燃料气体进入电池反应堆的阳极；

(3)检测燃料电池的开路电压是否大于等于其规定值，检测燃料电池的内阻是否小于等于其规定值；若燃料电池的开路电压和内阻均满足各自规定值的要求，燃料电池对外输出直流电。

4.如权利要求2所述采用低温SOFC的分布式发电控制方法，其特征在于，所述仿真模块仿真方法包括：

1)设置仿真程序模拟参数，构建模型，并对模型假设；

2)模型的几何对象设定；

3)通过考虑阳极/电解质/阴极单元中的电子，离子和气体的传输方程及电化学反应动力学，利用COMSOL软件建立二维数值模型；

4)比较不同高度的矩形阳极/电解质界面电池和平面界面电池的性能和内部物理场的分布，分析结果并得出仿真模拟结论。

5.如权利要求4所述采用低温SOFC的分布式发电控制方法，其特征在于，所述步骤2)中，模型的几何对象设定为电解质厚度为10μm的阳极支撑型固体氧化物燃料电池。