Abstract:
Abstract
In this paper I describe a dynamic model of a small wind-fuel cell hybrid energy system especially the working mechanism of the fuel cell. The whole system contains a wind turbine, a proton exchange membrane (PEM) fuel cell, an electrolyzer, an ultra capacitor and the power electronics. This system produces clean hydrogen and oxygen from the rest energy – which is not used by the customers – generated by the wind turbine with the help of electrolyzer. These are stored in tanks until this energy generated by the wind turbine is able to supply the customer’s demands. In this case the PEM fuel cell converts hydrogen and oxygen into electric energy. In a short term the ultra capacitor is proposed to minimize the voltage fluctuations. A completely new model is come into existence with the reconsideration of the models of the technical literature. The modeling of the PEM fuel cell with the help of Matlab SIMULINK and the analyzing of the sub models are the parts of this paper, too. This system can be used in off – and on – grid power generation, too. If this system is on – grid it needs fast and exact power converter.
Összefoglalás
Dolgozatomban bemutatom egy kisteljesítményű szélturbina – üzemanyagcella hibrid rendszer dinamikus modelljét, különös tekintettel az üzemanyagcella működésére. A teljes rendszer tartalmaz egy szélturbinát, egy proton cserélő membrános (PEM) üzemanyagcellát, egy elektrolizálót, egy ultrakapacitást és a teljesítményelektronikát. A szélturbina által megtermelt, de a fogyasztó által el nem fogyasztott energiából az elektrolizáló berendezés segítségével tiszta hidrogént és oxigént állít elő a rendszer. Ezeket tartályokban tárolja mindaddig, amíg a szélturbina által megtermelt energia már nem képes fedezni a fogyasztói igényeket. Ekkor a PEM üzemanyagcella visszaalakítja elektromos energiává a hidrogént és oxigént. Rövidtávon a feszültségingadozás kiküszöbölése az ultrakapacitás feladata. Egy teljesen új modell jött létre a szakirodalomban megtalálható modellek újragondolásával. A PEM üzemanyagcella Matlab SIMULINK segítségével történő modellezése, az egyes almodellek részletes vizsgálata és bemutatása is részét képezi a dolgozatnak. A rendszer használható szigetüzemben és hálózatra kapcsolva is, utóbbi esetben azonban pontos és gyors teljesítményelektronikára van szükség.
