Análise termodinâmica de um ciclo de potência com célula a combustível sofc e turbina a vapor = Thermodynamic analysis of a power cycle such as SOFC fuel cell and steam turbine

O objetivo deste artigo foi realizar a análise termodinâmica de um sistema híbrido, SOFC / ST (célula a combustível tipo SOFC e turbina a vapor ST). O combustível considerado para a análise foi o gás metano (biogás) produzido por meio da digestão anaeróbica de resíduos orgânicos. A metodologia utilizada foi o balanço de energia dosistema SOFC / ST, considerando a reforma interna do metano na célula a combustível, de forma a obter a sua eficiência elétrica. O resultado foi comparado a um ciclo combinado convencional de turbina a gás e turbina a vapor (GT / ST) para potências entre 10 MW e 30MW. A eficiência do sistema híbrido SOFC / ST variou de 61% a 66% em relação ao poder calorífico do metano; e a eficiência do ciclo combinado GT / ST variou de 41% a 55% para o mesmo intervalo de potência. Para geração distribuída a célula a combustível SOFC é atecnologia mais eficiente.The objective of this article was to analyze the thermodynamic of ahybrid system, SOFC / ST (SOFC fuel cell and ST steam turbine). The fuel for the analysis was the gas methane (biogas) produced through the anaerobic digestion of the organic residues. The utilized methodology was the energy balance of the system SOFC / ST,considering the internal reforming of methane in the fuel cell, in a way to obtain its electric effectiveness. The result was compared to a conventional combined cycle of gas turbine and steam turbine (GT / ST) for powers between 10 MW and 30 MW. The efficiency of the hybrid system SOFC / ST varied from 61 to 66% in relation to the lower heating value of methane; and the efficiency of the combined cycle GT / ST varied from 41 to 55% within the same power interval. For distributed generation, the SOFC fuel cell is the most efficienttechnology