在現代家用鍋爐高達90%以上發熱效能背後，家庭電力供應在發電或分發階段高達65%的能源損失仍是一大挑戰。Ceres Power採用的熱電聯產（Combined Heat and Power, CHP）機組有效利用常被浪費的熱能，顯著提升能源供應效率，成為降低二氧化碳排放的關鍵技術。Ceres Power的目標是改善能源安全，以節約的方式，提供可靠、環保的產品，並應用於全球的住宅，商業及休閒設施。 綠色科技突破 Ceres Power的燃料電池透過安靜、高效的固態電化學反應，直接將燃料和空氣轉化為電力和熱能，效率遠超傳統內燃機。因為它們直接將化學能轉換為電流，省去了機械中介階段。燃料與空氣反應同時釋放的熱能可以被捕獲，並連接到熱交換器中，以滿足當地的供暖需求。 Ceres Power使用達梭系統的Dymola及SIMULIA Abaqus有限元素，無需實體原型即可模擬和評估系統性能。該資深首席工程師Mark Selby表示：「我們選擇使用Dymola來評估替代設計，在虛擬環境中模擬系統性能及設計選項的成本效益，這幫助我們做出更精準的產品優化決策。不僅減少了製造實體原型的需求，也讓我們能夠在不同生產階段評估決策的影響，因為不同的生產量會有不同的技術選擇。Dymola讓我們能清楚了解，在這種情況下，改變零件規格或配置會有什麼影響。」 此外，Dymola還展現了對開發控制系統的實用性，該系統是利用協同模擬技術基於同一模型構建的，這種資源的再利用對於保持公司競爭力非常關鍵。 圖1.利用Abaqus有限元素進行結構與熱模擬可深入瞭解真實細節，幫助研發團隊提升燃料電池組的性能。 能源動脈 Dymola極大地降低了設計階段的不確定性，使得實體原型的性能可被預測。這意味著不僅大量減少了所需製造的原型數量，從而節省了數千小時的開發時間；也降低了整個開發過程中的風險。Dymola能夠實時模擬設計選項的精確運作特性，支援高階決策制定。此外，Dymola還能夠模擬故障情形，以測試系統反應，並協助進行適當的設計或控制編程決策。 Ceres Power在供應鏈溝通方面的貢獻尤其重要，能夠發布極其精確的目標規格，並在目標成本與性能之間找到平衡。在供應鏈中，Dymola幫助Ceres Power能夠在充分理解商業和技術成本效益的基礎上，避免設計錯誤帶來的高成本，以最佳價格獲得最大價值。 強大的三重效益，有效降低能源成本 Dymola在Ceres Power的三個不同領域均展現出其價值。 在先進工程環境中，它通過模擬物理應用來開發和支持元件設計。 在控制系統開發方面，它允許功能的觀察和編程，並監控及發展其效果。 在系統整合角色中，Dymola揭示了互相關聯性，確保電氣和機械系統以及連接它們的軟體能夠和諧運作。 Ceres Power另一位首席工程師Matt Harrington補充解釋公司的開發過程：「我們使用Abaqus有限元素分析軟體與Dymola一同模擬製造和組裝過程中產生的機械力和應力。此外，透過與第三方計算流體動力學（CFD）軟體的整合，可以清楚地呈現元件及其組裝在熱力和壓力差異下的反應，進一步提升產品功能設計。其中，常見的應用包括模擬墊圈密封應力與端板設計的整合，最新的應用則包括在燃料電池內部電氣接觸點周圍進行電流場視覺化。這不僅展示了Abaqus有限元素工具的多功能性，也彰顯了其在複雜應用場景下的實用性。」 Abaqus有限元素能夠進行非常細微的結構和熱模擬，幫助Ceres Power團隊深入瞭解並提升燃料電池組的功能性能。這為Dymola所提供的整體系統操作模擬提供了支持。 關鍵字：有限元素分析、燃料電池、能源安全、Ceres Power 下載PDF