Knowledge base: Warsaw University of Technology

Settings and your account

Back

Economic analysis of SOFC-based systems

Michał Jacek Jędrzejczyk

Abstract

In this thesis, an economic analysis of SOFC-based systems is presented depending on their power and application with natural gas as fuel. In the first part (chapters 1-4), the motivation, history of fuel cells, basics of their construction, operating principles, review of existing installations, state of technology and support mechanisms for energy facilities are presented. In Chapters 5-6, an economic analysis of SOFC-based fuel cell systems was conducted with respect to Polish market and current price of natural gas. The investment costs were based on three reports: the Battelle Memorial Institute report, Ernest Orlando Lawrence Berkeley National Laboratory and Fuel Cells Hydrogen Joint Undertaking. Data from these reports were compared with each other and used separately to conduct an economic analysis for each of the considered types of systems. Operational costs were estimated using current price of natural gas, availability factor, approximate maintenance, installation and insurance costs. Electric and thermal efficiency of the systems was also taken into account. Revenues in the case of sales of electricity and heat to the grid were determined based on the regulations regarding price of heat from cogeneration units and the average price of electricity. The use of fuel cell systems to cover the user’s needs was also considered – the price of saved energy was adopted based on the price lists of electricity distributors, and the price of saved heat based on the average sale price of heat from coal-fired plants. The last part of thesis presents selected potential applications of SOFC-based systems with installed capacities considered in the economic analysis. It also outlines expected savings on a monthly scale in each case. Finally, summary of the work with several conclusions was made.
Diploma type
Engineer's / Bachelor of Science
Diploma type
Engineer's thesis
Author
Michał Jacek Jędrzejczyk (FPAE) Michał Jacek Jędrzejczyk,, Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Title in Polish
Analiza ekonomiczna układów z ogniwami typu SOFC
Supervisor
Jakub Kupecki (FPAE/IHE) Jakub Kupecki,, The Institute of Heat Engineering (FPAE/IHE)Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Certifying unit
Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Affiliation unit
The Institute of Heat Engineering (FPAE/IHE)
Study subject / specialization
, Energetyka (Power Engineering)
Language
(pl) Polish
Status
Finished
Defense Date
12-02-2019
Issue date (year)
2019
Pages
63
Internal identifier
MEL; PD-4946
Reviewers
Jakub Kupecki (FPAE/IHE) Jakub Kupecki,, The Institute of Heat Engineering (FPAE/IHE)Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE) Jarosław Milewski (FPAE/IHE) Jarosław Milewski,, The Institute of Heat Engineering (FPAE/IHE)Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Keywords in Polish
stałotlenkowe ogniwa paliwowe, analiza ekonomiczna, energetyka
Keywords in English
solid oxide fuel cells, SOFC, economic analysis, power engineering
Abstract in Polish
W pracy dokonano analizy ekonomicznej układów stałotlenkowych ogniw paliwowych (ang. - solid oxide fuel cell - stałotlenkowy) z uwzględnieniem ich mocy i przeznaczenia przy użyciu gazu ziemnego jako paliwa. W pierwszej części pracy, w rozdziałach 1-4, przedstawiono motywację do podjęcia takiej tematyki, rys historyczny ogniw paliwowych oraz podstawy ich budowy i zasadę działania. Znajdują się tu również podstawowe informacje dotyczące ich eksploatacji, przegląd istniejących instalacji, stan technologii i mechanizmy wsparcia inwestycji energetycznych. W zasadniczej części pracy, w rozdziałach 5-6, przedstawiono analizę ekonomiczną układów ze stałotlenkowymi ogniwami paliwowymi. Koszty inwestycyjne zostały zaczerpnięte z 3 raportów: raportu Battelle Memorial Institute, Ernest Orlando Lawrence Berkeley National Laboratory oraz Fuel Cells Hydrogen Joint Undertaking. Dane z tych źródeł porównano ze sobą i użyto oddzielnie do przeprowadzenia analizy ekonomicznej dla każdego z rozpatrywanych rodzajów układów. Koszty zmienne oszacowano w oparciu o aktualną cenę gazu ziemnego, dyspozycyjność, a także przybliżone koszty serwisu i ubezpieczenia. Uwzględniono ponadto sprawność elektryczną i cieplną układu. Przychody w przypadku sprzedaży energii elektrycznej i ciepła do sieci wyznaczono na podstawie przepisów dotyczących ceny sprzedaży ciepła z jednostek kogeneracyjnych oraz średniej ceny energii elektrycznej. Rozpatrzono również zasadność użycia układów z ogniwami paliwowymi do zaspokojenia własnych potrzeb energetycznych użytkownika instalacji. Cenę zaoszczędzonej energii przyjęto według cenników dystrybutorów energii elektrycznej, a cenę zaoszczędzonego ciepła na podstawie średniej ceny sprzedaży ciepła z ciepłowni węglowych. Ostatnią część pracy poświęcono omówieniu przykładowych zastosowań wybranych układów opartych na stałotlenkowych ogniwach paliwowych o mocach rozpatrywanych w analizie ekonomicznej. Przedstawiono również przewidywaną oszczędność w przypadku ich użycia w skali miesięcznej. Na końcu znajduje się podsumowanie pracy i wnioski.
File
  • File: 1
    276299-Michał_Jędrzejczyk-analiza_ekonomiczna_układów_z_ogniwami_typu_SOFC.pdf
Request a WCAG compliant version
Local fields
Identyfikator pracy APD: 31168

Uniform Resource Identifier
https://repo.pw.edu.pl/info/bachelor/WUT0d4b78e6daa64e4a9ac45e467202d3ac/
URN
urn:pw-repo:WUT0d4b78e6daa64e4a9ac45e467202d3ac

Confirmation
Are you sure?
Report incorrect data on this page