امكان سنجي فني و اقتصادي استفاده از سيستم توليد توان پيل سوختي به عنوان منبع توليد توان در قطارهاي بين شهري

 

توسط: مهدی خسروی

چكيده

حمل و نقل مسافر با استفاده از وسايل نقليه ريلي اعم از واگنهاي خود كشنده و واگنهاي كشيده شونده، با توجه به نوع سرويس و لزوم تامين آسايش مسافران و نيز تامين غذاي گرم و روشنايي و سيستمهاي صوتي و تصويري مستلزم مصرف توان، غير از توان كششي خواهد بود. تاكنون روش­هاي مختلفي جهت تامين اين انرژي معرفي و عرضه شده است كه هر يك مزايا و معايب خاص خود را دارند. برخي از عمده ترين روش­هاي تامين توان مصرفي واگنها عبارتند از:

استفاده از ژنراتور سر محور واگن: در اين روش از محور چرخ واگن جهت به حركت در آوردن يك ژنراتور كوچك براي تامين انرژي الكتريكي استفاده مي­شود. اگرچه مزيت اين روش عدم وابستگي به منبع تامين توان خارجي و استقلال هر واگن است اما بعلت تعدد تعداد ژنراتورها و مستعد بودن آنها به خرابي، نگهداري اين سيستم بسيار دشوار است. ضمن اينكه راندمان اين روش بسيار پايين و تقريبا غيراقتصادي است. امروزه اين روش جز در شرايط خاص كه مصرف واگنها صرفا به روشنايي محدود باشد كنار گذاشته شده است.

تامين انرژي از يك منبع مستقل: در اين حالت منبع مستقلي به صورت يك واحد مولد بخار يا ديزل ژنراتور جهت تامين انرژي مصرفي واگنها به كار مي­رود كه مي­تواند به صورت مولد بخار برروي لوكوموتيو و يا ديزل ژنراتور بر روي لوكوموتيو باشد. نقطه ضعف عمده اين روش­ها نياز به ذخيره آب و عدم قابليت اطمينان بالاي آنها است.

استفاده از توان توليد شده توسط موتور لوكوموتيو: در اين روش، از طريق يك ژنراتور جداگانه، از موتور ديزلي توان گرفته و تغذيه ي آن که توسط اينورتر به انرژي الكتريكي تبديل مي­شود از طريق ژنراتور اصلي لوكوموتيو صورت مي گيرد. از آنجاييكه لازم است فركانس برق تحويلي به واگن­ها حدود ۵۰ يا ۶۰ هرتز باشد لذا لازم است همواره دور موتور ديزلي در هنگام تغذيه واگن­ها در حد نهايي خود باشد. بالا بودن دور موتور موجب آلودگي شديد در ايستگاه­ها و نيز راندمان پايين موتور در هنگام توليد توان كم مي­باشد. اين مشكل در سيستم اينورتر تا حد زيادي حل شده است. در اين سيستم قسمتي از خروجي ژنراتور اصلي پس از يكسو شدن توسط يك اينورتر از لحاظ ولتاژ و فركانس به برق مورد مصرف واگن­ها تبديل مي­شود. مزيت بزرگ اين روش عدم نياز به بالا بردن دور و ثابت نگه داشتن آن جهت حفظ فركانس برق تحويلي است.

علاوه بر روش­هاي مرسوم امروزه روش­هاي نويني جهت تامين توان مصرفي واگن­ها مورد استفاده قرار مي­گيرند كه عمدتا مبتني بر انرژي­هاي تجديد پذير مي­باشند. استفاده از اين روش­ها اغلب ملاحظات زيست محيطي و كاهش آلودگي هوا را نيز در بر دارد. يكي از تجهيزاتي كه امروزه براي تامين توان مورد نياز، بسيار مورد توجه قرار گرفته­اند و پيش بيني مي­شود جايگاه ويژه­اي در آينده­ي انرژي جهان بازي كنند، پيل­هاي سوختي مي­باشند. پيل­هاي سوختي با راندمان بالا (بيش از ۵۰%) و آلودگي در حد صفر گزينه بسيار مطلوبي براي تامين انرژي هستند. از ديگر مزاياي استفاد از پيل­هاي سوختي مي­توان به مدولار بودن آنها و آلودگي صوتي بسيار كم نيز اشاره نمود.

امروزه سيستم­هاي توليد توان كمكي ([۱]APU) بسياري بر مبناي پيل­هاي سوختي با ظرفيت­هاي مختلف جهت استفاده براي تامين توان در كاميون­هاي بين شهري، اتوبوس­ها، قطارها، هواپيماها و كشتي­ها توسعه داده شده است. به نظر مي­رسد در كنار ساير روش­هاي تامين توان مورد نيازِ واگن­هاي قطار، بتوان از پيل سوختي نيز براي تامين انرژي مورد نياز واگن­هاي قطار بهره جست.

واژه‌هاي كليدي: سيستم توليد توان پيل سوختي (fuel cell power generation system)، منبع توليد توان (power generation source)، قطارهاي بين شهري (intercity trains)

[۱] Auxiliary Power Unit

 

دانلود و خرید پایان نامه

عنوانامكان سنجي فني و اقتصادي استفاده از سيستم توليد توان پيل سوختي به عنوان منبع توليد توان در قطارهاي بين شهري

تعداد صفحات: ۷۷صفحه

فرمت فایل: pdf

حجم: ۲٫۵ مگا بایت

قیمت: ۱۵ هزار تومان

 

فهرست مطالب

فصل ۱: مقدمه. ۱

۱-۱- پيل سوختي.. ۲

۱-۲- تاريخچه پيلهاي سوختي.. ۵

فصل ۲: مطالعه جامع پيلهاي سوختي.. ۷

۲-۱- انواع پيلهاي سوختي.. ۸

۲-۱-۲- پيل سوختي الکتروليت پليمر يا غشاء مبادله کننده پروتون.. ۹

۲-۱-۲-۱- PEMFC هاي درجه حرارت بالا (HT-PEM). 10

۲-۱-۳- پيل سوختي متانول مستقيم.. ۱۰

۲-۱-۴- پيل سوختي قليايي… ۱۱

۲-۱-۵- پيل سوختي اسيد فسفريک….. ۱۱

۲-۱-۶- پيل سوختي کربنات مذاب…. ۱۲

۲-۱-۷- پيل سوختي اکسيد جامد.. ۱۳

۲-۲- مزايا ۱۵

۲-۳- معايب… ۱۶

فصل ۳: شناسايي منابع تامين كننده تجهيزات پيل سوختي و نمونههاي پيل سوختي بکار گرفته شده در كشورهاي مختلف    ۱۷

۳-۱- زمينههاي مختلف استفاده از پيلهاي سوختي.. ۱۸

۳-۱-۱- کاربرد نيروگاهي پيل هاي سوختي [۹, ۱۶-۱۷]. ۱۸

۳-۱-۲- کاربرد پيل هاي سوختي در حمل و نقل [۱۳-۱۴, ۱۷]. ۲۰

۳-۱-۳- قابل‌حمل [۱۵]. ۲۶

۳-۱-۴- نظامي [۷]. ۲۷

۳-۱-۵- وضعيت فناوري پيل سوختي در ايران.. ۲۸

۳-۱-۶- جمع بندي کاربردهاي پيل سوختي: ۳۰

۳-۲- فروشندگان و توليدکنندگان پيل هاي سوختي.. ۳۱

فصل ۴: بررسي توجيه فني و اقتصادي اجراي طرح.. ۳۲

۴-۱- انرژي هاي تجديد پذير. ۳۳

۴-۱-۱- استفاده از پيل سوختي در سامانه هاي ريلي… ۳۳

۴-۱-۲- نوع خروجي پيل سوختي… ۳۷

۴-۲- مشخصات فيزيکي و اقتصادي پيل هاي سوختي الکتروليت پليمر: ۳۷

۴-۲-۱- پيل سوختي ۱۲ وات الکتروليت پليمير: ۳۸

۴-۲-۲- پيل سوختي ۳۰ وات الکتروليت پليمير: ۳۹

۴-۲-۳- پيل سوختي ۱۰۰ وات الکتروليت پليمير: ۴۰

۴-۲-۴- پيل سوختي ۵۰۰ وات الکتروليت پليمير: ۴۰

۴-۲-۵- پيل سوختي ۱۰۰۰ وات الکتروليت پليمير: ۴۱

۴-۲-۶- پيل سوختي ۳ کيلو وات الکتروليت پليمير: ۴۱

۴-۲-۷- پيل سوختي ۵ کيلو وات الکتروليت پليمير: ۴۲

۴-۲-۷-۲- اطلاعات مربوط به سيستم پيل سوختي ۵ کيلو وات…. ۴۳

۴-۳- بررسي قيمت پيلهاي سوختي به تناسب توان توليدي.. ۴۴

۴-۴- بررسي توجيه عملياتي پيل هاي سوختي در راه آهن ايران: ۴۶

۴-۴-۲- محاسبه هزينه هاي مربوط به نصب واگن مولد برق در مقايسه با پيل سوختي: ۴۶

فصل ۵: بررسي جوانب و ضوابط ايمني اجراي طرح.. ۵۱

۵-۱- اطلاعات عمومي: ۵۲

۵-۲- استفاده کردن از هيدروژن: ۵۲

۵-۳- در زماني که پيل سوختي در فضاي بسته قرار مي گيرد: ۵۳

۵-۴- جابه جايي محفظه هاي گاز هيدروژن: ۵۳

۵-۵- اشتعال پذيري و فراريت: ۵۳

۵-۶- کمبود اکسيژن: ۵۴

۵-۷- ايمني الکتريکي: ۵۴

۵-۸- درجه حرارت بالا: ۵۵

فصل ۶: طراحي مفهومي.. ۵۶

۶-۱- طراحي مفهومي قطار با پيل سوختي.. ۵۷

فصل ۷: نتايج و پيشنهادات… ۶۲

۷-۱- نتايج و پيشنهاد ها ۶۳

مراجع.. ۶۵

گروه آموزشی مهر (اولین باش) از اینکه مفتخر است در کنار شما عزیزان، همیارتان در انجام پروژه های دانشجویی باشد، به خود میبالد…

ایمیل:  انجام پروژه مهندسی برق، انجام پروژه های دانشجویی، hk[hl \v,Ci nhka[,dd ، hk[hl \v,Ci ihd nhka[,dd، انجام پروژه های دانشجویی در پردیس، hk[hl \v,Ci ihd nhka[,dd nv \vnds، www.sharifnet.net، صصص.ساشقهبدثف.دثف، پروژه یار، \v,Ci dhv، projeyar، حقختثغشق ، 123حقختثزف.هق، 123project.ir، مهدی خسروی رقیه آباد، اولین باش، lind osv,d vrdi Hfhn، h,gdk fha، ءشایه «اخسقشره ، ئشایه ناخسقشره، Mahdi Khosravi Roqaye Abad، AvalinBash.com

شماره تلفن: ۳۹۲۴ ۸۳۳ ۰۹۱۲

 

  انجام پروژه مهندسی برق، انجام پروژه های دانشجویی، hk[hl \v,Ci nhka[,dd ، hk[hl \v,Ci ihd nhka[,dd، انجام پروژه های دانشجویی در پردیس، hk[hl \v,Ci ihd nhka[,dd nv \vnds، www.sharifnet.net، صصص.ساشقهبدثف.دثف، پروژه یار، \v,Ci dhv، projeyar، حقختثغشق ، 123حقختثزف.هق، 123project.ir، مهدی خسروی رقیه آباد، اولین باش، lind osv,d vrdi Hfhn، h,gdk fha، ءشایه «اخسقشره ، ئشایه ناخسقشره، Mahdi Khosravi Roqaye Abad، AvalinBash.com

انجام پروژه مهندسی برق، انجام پروژه های دانشجویی،  hk[hl \v,Ci nhka[,dd ، hk[hl \v,Ci ihd nhka[,dd، انجام پروژه های دانشجویی در پردیس، hk[hl \v,Ci ihd nhka[,dd nv \vnds، www.sharifnet.net، صصص.ساشقهبدثف.دثف، پروژه یار، \v,Ci dhv، projeyar، حقختثغشق ، ۱۲۳حقختثزف.هق، ۱۲۳project.ir، مهدی خسروی رقیه آباد، اولین باش، lind osv,d vrdi Hfhn، h,gdk fha، ءشایه «اخسقشره ، ئشایه ناخسقشره، Mahdi Khosravi Roqaye Abad، AvalinBash.com