PEM tipi yakıt hücrelerinin denetim eğilimli modellenmesi ve denetleyici tasarımı
Controller based modelling and controller design of PEMFCs
- Tez No: 243897
- Danışmanlar: DOÇ. DR. HALUK GÖRGÜN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Bilim ve Teknoloji, Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Science and Technology, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: PEM Tipi Yakıt Hücresi, PEM Tipi Yakıt Hücrelerinin Denetlenmesi, Dinamik Modelleme, Doğrusal Karesel Regülatör, Modele Dayalı Uyarlamalı Denetleyici, PEM Fuel Cells, Control of PEM Fuel Cells, Dynamic Modeling, Linear Quadratic Regulator, Model Reference Adaptive Control
- Yıl: 2008
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 89
Özet
Günümüzde ana enerji kaynağı olan fosil yakıtların çevreye verdiği ciddi zararlardan ve yakın zamanda tükenecekleri gerçeğinden dolayı hidrojen yakıtlı enerji sistemleri alternatif enerji kaynağı olarak gündeme gelmiş ve yakıt hücresi sistemleri geliştirilmiştir. Hidrojen yakıtlı yakıt hücresi sistemlerinin sıfır veya çok düşük emisyona sahip olmaları, hareketli parçalar içermemeleri, sessiz çalışmaları ve modüler yapıya sahip olmalarından dolayı özellikle taşıt sistemlerinde kullanımı uygun görülmektedir.Geliştirilen yakıt hücresi sistemleri içinde proton geçirimli membran tipi(PEM) yakıt hücreli sistemler daha yaygındır. Bunun nedeni düşük sıcaklıklarda çalışmaları, düşük termal kayıplara sahip olmaları, kısa sürede devreye alınabilmeleri, kontrol edilebilirliklerinin kolaylığı ile dinamik uygulamalarda uygulanabilirliklerinin daha yüksek olmasıdır. Yukarıda sayılan özellikler gereği günümüzde yapılan yakıt hücresi araştırmalarının %90'ı PEM tipi yakıt hücreleri üzerinedir.Bu tez çalışmasında dinamik sistemler için önemli avantajlar sağlayan PEM tipli yakıt hücreleri teorik olarak matematiksel modeli ile incelenmiştir. Sistem, denetletici tasarımı için iki alt model halinde ele alınmıştır. Bu alt modeller kompresör ve besleme kanalı modeli ve yakıt hücresi modül yapısı modelidir. Kompresör ve besleme kanalı alt sistemleri için parametre değişimlerinden etkilenmeyen modele dayalı uyarlamalı denetleyici (MRAC) gerçekleştirilmiştir. Yakıt hücresi modül yapısı için ise sistem için minumum parazitik yük kullanımını sağlayacak doğrusal karesel denetleyici (LQR) tasarımı gerçekleştirlmiştir. Bu tasarım ile sistemin hem parametre değişimlerinden etkilenmemesi, hem de verimli bir yapı elde edilmesi öngörülmektedir.
Özet (Çeviri)
Due to the fact that the fossil fuels, main energy resource of the world, seriously harm environment and have been depleting, hydrogen fueled energy systems have been foreseen as alternative energy source and followed by development of fuel cells. Fuel cell systems are especially suitable for mobile applications owing to near-zero emission, having immobile parts, operating noiseless and being modular structure.Among the other types PEM (Polymer Electrolyte Membrane) fuel cells are most common type of fuel cells. Operating in lower temperatures, starting-up in short time, having the lower thermal losses and having simple controllability make PEM fuel cells popular, about 90% of the fuel cell researchers concerned on PEMFC?s.In this thesis, dynamic modeling of PEMFC is studied and the system is analyzed under two subsystems for the sake of controller design. These two subsystems are compressor supply manifold subsystem and fuel cell stack subsystem consequently. For each subsystem different controllers are proposed. Model reference adaptive controller (MRAC), irresponsive to parameter changes, is realized for the compressor-supply manifold model, and linear quadratic regulator (LQR), provides to consume minimum parasitic power, is realized for the fuel cell stack system. Both designed controllers perform successfully and achieve performance criteria.
Benzer Tezler
- Numerical investigation of performance parameters and effect of cooling of pem type fuel cells with nanofluids
Pem tipi yakıt hücrelerinin performans parametrelerinin ve nanoakışkanlar ile soğutulmasının etkisinin sayısal olarak incelenmesi
BATUKAN CEM TARHAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Makine MühendisliğiAnkara Yıldırım Beyazıt ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ KEMAL BİLEN
- Optimization of cerium-iridium mixed oxides are used as catalyst support in PEM type fuel cells
PEM tipi yakıt hücrelerinde katalizör destek malzemesi olarak kullanılan seryum-iridyum karışık metal oksitlerinin optimizasyonu
SALİH VEZİROĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
EnerjiMelikşah ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. FURKAN DÜNDAR
- Topaklaşma ve karbon korozyonu sorunlarının giderilmesi amacıyla özgün yapıda katalizör sentezi ve yakıt hücresi çalışma koşullarının geliştirilmesi
Synthesis of a unique catalyst as a solution for the agglomeration and carbon corrosion problems and improvement of the fuel cell working conditions
FURKAN DÜNDAR
Doktora
Türkçe
2011
EnerjiGebze Yüksek Teknoloji EnstitüsüMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ ATA
- PEM tipi yakıt hücrelerinde bipolar plakaların ısıl analizi
Thermal analysis of bipolar plate in PEM type fuel cells
OZAN BEKİROĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
EnerjiGebze Yüksek Teknoloji EnstitüsüMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ ATA
- PEM tipi yakıt hücrelerinde kullanılan iletken membran polimer-inorganik nanokompozit yapıların mekanik ve iletim özelliklerine etkisi
The effect of conductive polymer-inorganic nanocomposite membrane structures on mechanical and conductivity properties used in PEM type fuel cells
MERT AKEL
Doktora
Türkçe
2019
EnerjiGebze Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ MURAT SOYDAN