气候变化和温室气体排放问题持续升温,使人们意识到20世纪建立的能源系统已无法适应未来社会对高效、清洁、经济、安全的能源体系的要求,能源发展正面临着巨大的挑战。为了满足21世纪全球可持续发展的需要,人们不断提出能量转换的新概念、热物理过程新机理、热力循环新构思以及能源动力发展新模式,目的是建立可持续发展的新能源动力系统。本论文研究了固体氧化物燃料电池(SOFC)的复合动力发电系统,以实现发电系统的高效近零排放。第一部分主要介绍了固体氧化物燃料电池堆的基本结构和电池堆的工作原理及其特点,并且使用Aspen Plus软件建立了SOFC模型,其模拟结果与参考文献数据和实验数据相近,建立的模型准确可靠,可用于复合系统的模拟。第二部分建立了小功率的CO2零排放的SOFC复合动力系统,并对系统进行详细的火用分析,结果表明燃料电池堆和后燃室、CO2压缩单元的火用损较大,可以通过提高电池堆和透平的入口温度,以及设计合理的换热方式、优化运行参数等方式减少系统火用损,进一步提高整个系统的效率。第三部分基于SOFC/GT/ST的复合动力系统,建立了CO2零排放的SOFC/GT/ST的复合动力系统,并根据不同的降温措施,提出了三种不同的零排放动力系统,进行了详细的比较分析,得出复合方案(a)是最具有潜力的燃料电池复合动力系统。本论文研究成果将对进一步研究高效的CO2零排放的SOFC复合动力系统提供有益的参考。