Chủ đề Mô hình hóa và mô phỏng hệ thống nguồn PEMFC

 Biến đổi trực tiếp hóa năng sinh ra từ sự oxi hóa nhiên liệu thành điện năng một chiều Tạo ra điện và hơi nóng từ phản ứng hóa học giữa oxi và hydro...  Reformer: chuyển đổi nhiên li

Insert Image

Chủ đề: Mô hình hóa và mô phỏng hệ thống nguồn PEMFC

Nhóm 7 Đào Phi Dương – 20181432

Trần Đình Tuyên – 20181831

Lê Quang Huy – 20181524

Đặng Duy Tân – 20192067

I Nguyên lí hoạt động của PEMFC

II Mô hình hóa nguồn điện PEMFC

III Mô phỏng nguồn điện PEMFC

IV Kết quả mô phỏng nguồn điện PEMFC

V Tổng kết

VI Danh mục tài liệu tham khảo

 Biến đổi trực tiếp hóa năng sinh ra từ sự oxi hóa nhiên liệu thành điện năng một chiều

 Tạo ra điện và hơi nóng từ phản ứng hóa học giữa oxi và hydro

 Reformer: chuyển đổi nhiên liệu (khí tự nhiên, methanol) thành hidro và các khí phụ

 Cell stack: phần tạo ra điện năng từ phản ứng điện hóa giữa hidro và oxy

 PCU: chuyển đổi điện một chiều thành điện xoay chiều, bao gồm điều khiển dòng điện, điện áp và tần số

• Về các phản ứng hóa học diễn ra:

Trên bề mặt cực dương, các phân tử hiđrô đi vào bị oxi hóa:

2 > 4H+ + 4e

Trên bề mặt cực âm, các phân tử Oxi bị khử:

+ 4H+ + 4e -> 2 (* e trong phản ứng này được lấy từ phản ứng oxi hóa )

Phương trình phản ứng phân tử:

( Phản ứng này tỏa nhiệt )

Mô hình hóa nguồn PEMFC

Phương trình hóa năng

Phương trình cân bằng điện áp

1 Phương trình hóa năng:

Xét với khí hidro:

 Coi rằng lưu lượng mol của khí bất kỳ qua van tỷ lệ với áp suất riêng phần của nó bên trong đường dẫn, theo biểu thức:

(1)

 Trong đó:

• = : mức sử dụng lượng hidro (kmol/s)

• pH2 : áp suất do khí hidro tác động (atm)

• KH2 : hằng số mol van của lượng khí hidro (kmol/s.atm)

1 Phương trình hóa năng:

 Phương trình trạng thái khí lí tưởng:

* Chuyển vế và lấy đạo hàm theo thời gian của biểu thức trên, ta có:

1 Phương trình hóa năng:

 Từ (1), (2), (3), ta rút được phương trình sau:

 Đặt suy ra:

1 Phương trình hóa năng:

 Thực hiện tương tự với khí oxi tham gia phản ứng và hơi nước sinh ra, ta thu được các phương trình bên dưới :

2 Phương trình cân bằng điện áp:

Bảng thông số 1 nguồn PEMFC 3000W

1 Sơ đồ ứng với phương trình về  

2 Sơ đồ ứng với phương trình về  

3 Sơ đồ ứng với phương trình về 

4 Sơ đồ ứng với phương trình về  

5 Sơ đồ 1 nguồn PEMFC:

6 Sơ đồ ghép nối các nguồn PEMFC:

7 Sơ đồ ghép nối nguồn PEMFC với hệ thống điện 3 pha:

Đường đặc tính UI của 1 nguồn PEMFCDòng điện vào I_DC

1 Một nguồn PEMFC:

2 Ghép nối các nguồn PEMFC:

3 Ghép nối nguồn PEMFC với hệ thống điện 3 pha:

 PEMFC là một trong số các nguồn năng lượng tái tạo rất đáng chú ý trong những năm gần đây

 Trong số các Fuel Cells, PEMFC có công suất thấp nhất, nhiệt độ làm việc thấp nhất, chỉ cần làm mát bằng nước nhưng chi phí lắp đặt cao, thường được áp dụng cho các phương tiện giao thông

 PEMFC gồm nhiều loại dựa trên các đặc tính khác nhau nhưng đều có vùng làm việc nhất định và hoạt động tốt ở vùng đó

 Trong quá trình mô phỏng, đồ thị mô phỏng có phần chưa chính xác hoàn toàn với lí thuyết do thiếu 1 số thông số (Giá trị khởi đầu của các phương trình vi phân, các đại lương điện áp tổn hao, … )

 Một số kết quả mô phỏng được tham khảo thông qua Internet

 [1] Slide bài giảng học phần Hệ thống điều khiển năng lượng tái tạo – PGS.TS Vũ Thị Thúy Nga

 [3]

https://www.mathworks.com/help/physmod/sps/ug/solid-oxide-fuel-cell-connected-to-three-phase-electrical-power-system.html;jsessionid=d3c9b4bb3dc9b32f89f5ca254c2d

 [4] https://www.youtube.com/watch?v=qFJIxD9di6k

Xin cảm ơn mọi người vì đã lắng nghe