Eficiencia energética y economía de combustible de un sistema de energía híbrido de celda de combustible/fuentes de energía renovable con el control de seguimiento de carga de los reguladores de combustible
Autores: Bizon, Nicu; Thounthong, Phatiphat
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Eficiencia energética y economía de combustible de un sistema de energía híbrido de celda de combustible/fuentes de energía renovable con el control de seguimiento de carga de los reguladores de combustible
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Fuentes de energía renovable
Sistema de celdas de combustible
Bucle de control de seguimiento de carga
Control de búsqueda de extremos
Estrategia de optimización
Topologías del sistema de energía
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 43
Citaciones: Sin citaciones
Se proponen dos topologías de Sistema de Energía Híbrida (HPS) en este documento basadas en Fuentes de Energía Renovable (RESs) y una fuente de energía de respaldo basada en un sistema de Células de Combustible (FC). Los paneles fotovoltaicos y las turbinas eólicas se modelan como flujo de energía de RESs. El hidrógeno y el aire necesarios para la pila de FC para generar la potencia solicitada por la carga se logran a través del bucle de control de seguimiento de carga. Este bucle de control regulará la tasa de flujo de alimentación al nivel de carga. Una estrategia de optimización en tiempo real para HPS RES/FC basada en el Control de Búsqueda de Extremos encontrará el Punto de Máxima Eficiencia o el mejor punto de economía de combustible mediante el control del convertidor elevador. Por lo tanto, se estudiaron aquí dos configuraciones de HPS y estrategias asociadas basadas en los bucles de seguimiento de carga y optimización de los reguladores de alimentación, y se compararon utilizando los siguientes indicadores de rendimiento: la potencia neta generada por el FC en el bus DC, la eficiencia energética del FC, la eficiencia en el consumo de combustible y el consumo total de combustible. Se ha obtenido un aumento en la eficiencia eléctrica del sistema de FC y la economía de combustible de hasta un 2% y un 12% respectivamente utilizando las estrategias de optimización propuestas en comparación con una estrategia de referencia.
Descripción
Se proponen dos topologías de Sistema de Energía Híbrida (HPS) en este documento basadas en Fuentes de Energía Renovable (RESs) y una fuente de energía de respaldo basada en un sistema de Células de Combustible (FC). Los paneles fotovoltaicos y las turbinas eólicas se modelan como flujo de energía de RESs. El hidrógeno y el aire necesarios para la pila de FC para generar la potencia solicitada por la carga se logran a través del bucle de control de seguimiento de carga. Este bucle de control regulará la tasa de flujo de alimentación al nivel de carga. Una estrategia de optimización en tiempo real para HPS RES/FC basada en el Control de Búsqueda de Extremos encontrará el Punto de Máxima Eficiencia o el mejor punto de economía de combustible mediante el control del convertidor elevador. Por lo tanto, se estudiaron aquí dos configuraciones de HPS y estrategias asociadas basadas en los bucles de seguimiento de carga y optimización de los reguladores de alimentación, y se compararon utilizando los siguientes indicadores de rendimiento: la potencia neta generada por el FC en el bus DC, la eficiencia energética del FC, la eficiencia en el consumo de combustible y el consumo total de combustible. Se ha obtenido un aumento en la eficiencia eléctrica del sistema de FC y la economía de combustible de hasta un 2% y un 12% respectivamente utilizando las estrategias de optimización propuestas en comparación con una estrategia de referencia.