PEM tipi yakıt pillerinde çıkış akımının dalgalanmasını azaltmaya yönelik bir DC/DC dönüştürücü tasarımı ve uygulaması
Design and implementation of a DC/DC converter for reducing the output current ripple of a PEM fuel cell
- Tez No: 432059
- Danışmanlar: DOÇ. DR. BÜLENT VURAL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2016
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Elektrik Tesisleri Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 80
Özet
Bu çalışmada PEM tipi yakıt pillerinin çalışma ömrünü uzatmaya yönelik yeni bir devre yapısı tasarlanarak analiz edilmiştir. Çevre dostu enerji kaynaklarından birisi olan PEM tipi yakıt pilleri, hızlı kararlılığa ulaşabilirliği, taşınabilirliği ve verimliliği nedeniyle başlıca elektrikli araçlarda ve yedek güç besleme birimlerinde olmak üzere geniş kullanım alanına sahiptir. Kararlı çalışma süresince yakıt pili çıkış akımı dalgalılığının fazla olması, yakıt pilinin kimyasal yapısına zarar verebileceğinden, güç aktarımında kullanılacak dönüştürücünün bu durumu düzeltecek tasarıma sahip olması gerekmektedir. Bu çalışmada, girişindeki iki adet bobin yardımıyla, hem düşürücü hem de yükseltici çalışmada giriş akımı dalgalılığını azaltan bir dönüştürücü tasarımı ve kontrol yöntemi sunulmuştur. Önerilen dönüştürücüde giriş akımını paylaşan bobinlerin ortalama akım değerleri azalırken giriş akım ve gerilim dalgalılıkları da azalacağından, devre elemanlarının boyutları küçülerek daha az maliyetli ve güç yoğunluğu yüksek bir dönüştürücü tasarımı elde edilmiştir. Benzetim ve deneysel çalışma sonuçlarına göre önerilen devre topolojisinde yakıt pili akım dalgalılığı azaltılmakta, kararlı çalışma aralığına hızlı ulaşılmakta ve devre ani yük değişimlerinden az etkilenmektedir.
Özet (Çeviri)
This study focuses on to prolong the Proton Exchange Membrane (PEM) fuel cell stack life via an interleaved double switch buck-boost converter topology. PEM fuel cells are environmental friendly energy sources, and widely used in several applications such as electrical vehicles, power plants, back-up power units, thanks to their fast start-up ability, portability, and efficient operation. In the steady-state, the fuel cell current ripple may result in damage to the fuel cell chemical structure, so it is required to extract its power via a power converter that can overcome this issue. Therefore, in this work, a power converter topology and a control method are proposed in order to reduce the converter input current ripple in both buck and boost operation modes with the help of its two input inductors. In addition to that, sharing input current via these inductors decreases input capacitance voltage stresses and average current flowing through the interleaved inductors thus smaller input capacitance and inductors also increase the cost effectiveness of proposed converter. The simulation results indicate that the proposed interleaved buck-boost topology reduces the input current ripple, and leads less settling time hence better dynamic response owing to its interleaved structure.
Benzer Tezler
- Development of air-breathing polymer electrolyte membrane (PEM) fuel cell for small uav application
Küçük İHA uygulamaları için hava dolaşımlı polimer elektrolit zarlı yakıt hücre geliştirilmesi
NOOR UL HASSAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Endüstri ve Endüstri Mühendisliğiİstanbul Şehir ÜniversitesiEndüstri ve Sistemler Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BAHADIR TUNABOYLU
- PBI esaslı PEM yakıt hücresinde işletme parametrelerinin değişken akım yoğunluğuna etkisinin sayısal ve deneysel incelenmesi
Numerical and experimental investigation of the effects of operating parameters on the exchange current density in a PBI based PEM fuel cell
MURAT ÇELİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
EnerjiErciyes ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. GÜLŞAH ÖZIŞIK
- Proton geçirgen membranlı bir yakıt hücresinin katot tarafının 2-boyutlu analitik modellenmesi
An analytical solution of a 2-D model of cathode side for a proton exchange membrane fuel cell
SELAHATTİN ÇETİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
EnerjiGazi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ATİLLA BIYIKOĞLU
- PEM yakıt hücresi katotunda oksijen indirgenme reaksiyonu hızının geliştirilmesi ve mekanizmasının incelenmesi
Improving the rate of oxygen reduction reaction at the cathode of PEM fuel cell and investigation of its mechanism
SİLVER GÜNEŞ
Doktora
Türkçe
2015
EnerjiGazi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATMA ÇİĞDEM GÜLDÜR
- Modeling and analysis of flow and heat transfer in a large PEM fuel cell suitable for automotive applications
Büyük boyutlu otomotive uygulanabilir proton değişim membranlı yakıt hücresi ısı ve kütle transfer modellemesi ve analizi
BERK YİĞİNSU
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
EnerjiSabancı ÜniversitesiEnerji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SERHAT YEŞİLYURT