Geri Dön

Yakıt pilleri ve bir PEM yakıt pili sisteminin dinamik benzetimi

Fuel cells and dynamic simulation of a PEM fuel cell system

  1. Tez No: 252743
  2. Yazar: ZEHRA URAL
  3. Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. BİLAL GÜMÜŞ, YRD. DOÇ. DR. MUHSİN TUNAY GENÇOĞLU
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Yakıt pili, PEM yakıt pili, Dinamik benzetim, Fuel cell, PEM fuel cell, Dynamic simulation
  7. Yıl: 2007
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Dicle Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 85

Özet

Geçtigimiz yüzyılda, enerji tüketimindeki hızlı artıs ve enerji kaynaklarının sınırlılıgı, günümüzde birçok sorun ve endiseye neden olmustur. Bunun yanında küresel ısınma gibi çevresel etkilerin ciddi bir sekilde artması önemli tedbir ve planlamalar gerektirmektedir. Yenilenebilir enerji kaynakları bu tedbir, endise ve sorunlara çözüm olarak ortaya çıkmıstır. Hidrojen enerjisi yenilenebilir enerji kaynaklarının en önemlilerinden biridir. Hidrojenin yakıt olarak kullanıldıgı yakıt pilleri de bu enerjinin en önemli kullanım alanlarındandır. Yakıt pili sistemlerinin gelistirilebilmesi için yakıt pillerinin çalısma prensibinin bilinmesi gerekmektedir. Son yıllarda yakıt pili teknolojilerine olan ilgi gittikçe artmaktadır. Özellikle polimer elektrolit membranlı (proton degisim membran, PEM) yakıt pillerinde büyük gelismeler kaydedilmistir. PEM yakıt pilleri; düsük çalısma sıcaklıkları, yüksek güç yogunlukları ve yüksek enerji dönüsüm verimlerinden dolayı otomobiller ve sabit uygulamalar için potansiyel bir güç kaynagı olarak oldukça dikkat çekmektedir. Matematiksel modeller ve benzetimler yakıt pilleri, yıgınları, yakıt pili güç sistemlerinin tasarım ve optimizasyonu için gerekli olan araçlar olarak görülmektedir. Son zamanlarda sayısal modellemeler ve bilgisayar benzetimleri, daha iyi PEM yakıt pili sistemlerinin gelistirilmesi ve analiz edilmesi için kullanılmaktadır. Bu çalısmada yakıt pilinin çalısma prensibi ve yakıt pili türleri arasındaki farklılıklar incelenmistir. Ayrıca, bir polimer elektrolit membran yakıt pili sistemi modellenmis, benzetimi yapılmıs ve sonuçlar sunulmustur. PEM yakıt pili sisteminin benzetimi ve modellenmesi için Matlab- Simulink yazılımı kullanılmıstır. Yakıt pili sistem modeli; reaktant akıs dinamikleri, yakıt pili modeli ve güç düzenleme biriminden meydana gelmistir. Aynı zamanda bir PEM yakıt pilinin karakteristigi ve verimi deneyler yardımıyla elde edilmistir. Benzetim sonuçları ve deneysel sonuçlar bu çalısmada sunulmustur. Bu çalısmada sunulan dinamik benzetim modeli ile sebekeye baglı ya da sebekeden bagımsız çalısan PEM yakıt pili generatör sistemleri uygulamaları gerçeklestirilebilir.

Özet (Çeviri)

During the last century, rapid growth in energy consumption and limited resources of energy has caused many concerns and issues today. Furthermore, environmental concerns, such as global warming, are becoming increasingly serious, and require significant attention and planning. Renewable energy sources are the answer to this needs, issues and concerns. Hydrogen energy is one of the important renewable energy sources. Fuel cells which are used hydrogen as a fuel are the most important area of this energy. Basic principles of the fuel cell are need to know for developed the fuel cell system. In the recent years there was an increasing interest in fuel cell technology. Especially, polymer electrolyte membrane (interchangeably called proton exchange membrane, PEM) has reached a high development status. The PEM fuel cell has attracted a great deal of attention as a potential power source for automobile and stationary applications due to its low temperature of operation, high power density and high energy conversion efficiency. Mathematical models and simulations are needed as tools for design and optimization of fuel cells, stacks, and fuel cell power systems. Recently, numerical modeling and computer simulation have been used for improving and analyzing better PEM fuel cell systems. In this study, basic principle of the fuel cell and difference among fuel cell types are investigated. Also, the dynamics of a polymer electrolyte membrane fuel cell system is modeled, simulated and its results are presented. Matlab-Simulink is used for the modeling and simulation of the PEM fuel cell system. The fuel cell system model consists of the dynamics of reactant flow, fuel cell model and power conditioning unit. Also characteristics and efficiencies of a PEM fuel cell system are obtained by experiments. Simulation and experimental results are presented in this paper. The analyses of grid connected or stand alone applications of PEM fuel cell generator system can be achieved with this dynamic simulation model.

Benzer Tezler

  1. Modeling and control of a PEM fuel cell system

    PEM yakıt pili sistemi modelleme ve kontrolü

    YASEMİN SAYGILI

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2013

    Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. SERKAN KINCAL

    PROF. DR. İNCİ EROĞLU

  2. Dinamik ve statik yük altındaki PEM yakıt pillerinde PSO tabanlı PI ve FOPI performansların karşılaştırılması

    Comparison of PSO-based PI and FOPI performances in PEM fuel cells under dynamic and static load

    BÜŞRA NUR UÇMAZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiDicle Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ YURDAGÜL BENTEŞEN YAKUT

  3. Proton değişimli membran yakıt pili tahrikli bir otomatik yönlendirmeli aracın parçacık sürü optimizasyonu tabanlı yörünge takip performansı

    Particle swarm optimization based trajectory tracking control of a proton exchange membrane fuel cell driven automated guided vehicle

    MEHMET DEMİROK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Makine Mühendisliğiİskenderun Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET HAKAN DEMİR

  4. Şebekeye bağlı yakıt hücresinin elektriksel davranışının ve kontrolünün incelenmesi

    Examination of the grid-connected fuel cell's electrical behavior and control

    SERKAN BAHÇECİ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2012

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiErciyes Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. TANKUT YALÇINÖZ

  5. Hava soğutmalı bir pem yakıt pilinin bir boyutlu ve üç boyutlu termal analizi

    One dimensional and three dimensional thermal analysis of an air-cooled pem fuel cell

    MEHMET SÜHA İŞİ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    EnerjiDoğuş Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ HÜSEYİN UTKU HELVACI