Αναζήτηση

Πλοήγηση

• Κοινότητες
• Συγγραφείς
• Έτος
• Τίτλοι
• Θέματα

Ο Χώρος μου

• Είσοδος

Δυναμικός σχεδιασμός και προσομοίωση κυψέλης υδρογόνου υψηλής θερμοκρασίας τύπου PEM

Boula Foteini

Πλήρης Εγγραφή

---

Περίληψη

Τα τελευταία χρόνια οι κυψέλες υδρογόνου έχουν βρεθεί στο επίκεντρο πολλών ερευνών ως ανερχόμενη τεχνολογία ως καθαρός και αποτελεσματικός τρόπος μετατροπής ενέργειας. Οι κυψέλες καυσίμου μετατρέπουν τη χημική ενέργεια του υδρογόνου σε ηλεκτρική με μόνους ρύπους νερό και θερμότητα. Τα πλεονεκτήματα των κυψελών καυσίμου είναι αρκετά συγκριτικά με τις παραδοσιακές μεθόδους μετατροπής ενέργειας. Μερικά από αυτά τα πλεονεκτήματα είναι μεγαλύτερος βαθμός απόδοσης, μειωμένη παραγωγή καυσαερίων και μεγάλο εύρος στην επιλογή καυσίμου. Υπάρχουν διάφοροι τύποι κυψελών καυσίμου, με πιο διαδεδομένη την κυψέλη καυσίμου πολυμερισμένης μεμβράνης (PEMFC), λόγω του μεγάλου εύρους εφαρμογών της.Η συγκεκριμένη διπλωματική εργασία επικεντρώνεται στη μελέτη της δυναμικής συμπεριφοράς κυψέλης υδρογόνου υψηλής θερμοκρασίας μέσω ανάλυσης με ισοζύγια μάζας και ενέργειας από τα οποία προέκυψαν και οι διαφορικές εξισώσεις που περιγράφουν το σύστημα. Δημιουργήθηκε ένα δυναμικό μοντέλο σε περιβάλλον MATLAB αποτελούμενο από 13 διαφορικές εξισώσεις πρώτης τάξης. Στη συνέχεια έγινε γραμμικοποίηση κατά Taylor του μοντέλου και, τέλος, από το γραμμικό σύστημα προέκυψε το μοντέλο χώρου-κατάστασης. Το μοντέλο αυτό αποτελέι μια νέα προσέγγιση που ξεπερνά τους περιορισμούς των μεθόδων που βασίζονται σε συναρτήσεις και προσφέρει πληροφορίες για την εσωτερική κατάσταση του συστήματος.Το σύστημα της κυψέλης καυσίμου προσομοιώθηκε για τα τρία μοντέλα: μη γραμμικό, γραμμικό και μοντέλο χώρου-κατάστασης. Προσομοιώθηκαν διάφορα σενάρια για την αξιολόγηση της συμπεριφοράς του συστήματος σε αλλαγές. Τα σενάρια αυτά περιλαμβάνουν αλλαγές στις τιμές εισορχόμενης ροής υδρογόνου και ψυκτικού υγρού τόσο μεμονομένες όσο και ταυτόχρονες.Τα αποτελέσματα των προσομοιώσεων απεικονίστηκαν σε γραφικές παραστάσεις και συγκριτικούς πίνακες και δείχνουν ότι το σύστημα ανταποκρίνεται στις αλλαγές στις ροές εισόδου υδρογόνου και ψυκτικού υγρού. Τα αποτελέσματα είναι τα αναμενόμενα για τις αλλαγές που πραγματοποιήθηκαν. Αυτή η συνέπεια των αποτελεσμάτων μπορεί να αποτελέσει έναυσμα για την δημιουργία αυτοματοποιημένων ελεγκτών για πιο αποτελεσματική διαχείριση του συστήματος κυψελών καυσίμου.

Διαθέσιμα αρχεία

Υπηρεσίες