Investigación del Sistema de Producción de Hidrógeno Basado en PEM EL: Modelado de PEM EL, Convertidor de Potencia DC/DC y Enfoques de Diseño de Controladores
Autores: Koundi, Mohamed; El Fadil, Hassan; EL Idrissi, Zakaria; Lassioui, Abdellah; Intidam, Abdessamad; Bouanou, Tasnime; Nady, Soukaina; Rachid, Aziz
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Investigación del Sistema de Producción de Hidrógeno Basado en PEM EL: Modelado de PEM EL, Convertidor de Potencia DC/DC y Enfoques de Diseño de Controladores
Categoría
Ciencias Medioambientales
Subcategoría
Desarrollo sostenible
Palabras clave
Hidrógeno
Electrólito
Convertidor de energía
Controlador
PEM EL
Estrategias de control
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 29
Citaciones: Sin citaciones
El componente principal del sistema de producción de hidrógeno es el electrolizador (EL), que se utiliza para convertir energía eléctrica y agua en hidrógeno y oxígeno. El convertidor de potencia suministra energía al EL, y el controlador se utiliza para garantizar la estabilidad y seguridad global del sistema en su conjunto. Esta revisión tiene como objetivo investigar y analizar cada uno de estos componentes: modelado eléctrico del electrolizador de membrana de intercambio protónico (PEM EL), convertidores de potencia DC/DC y enfoques de control. Para lograr este resultado deseado, se lleva a cabo una revisión de la literatura y una investigación del modelado eléctrico del PEM EL, tanto empírico como semiempírico, incluyendo los modelos estáticos y dinámicos. Además, se abordan otros submodelos utilizados para predecir la temperatura, las tasas de flujo de gas (H y O), la presión de hidrógeno y la eficiencia energética del PEM EL. Se discuten los convertidores de potencia DC/DC adecuados para el PEM EL en términos de eficiencia, ondulación de corriente, relación de voltaje y su capacidad para operar en caso de falla del interruptor de potencia. Esta revisión implica el análisis y la investigación de las estrategias y enfoques de control del PEM EL utilizados anteriormente para lograr objetivos de control, robustez y fiabilidad en el estudio del sistema convertidor DC/DC-electrolizador PEM. El documento también destaca la identificación de parámetros en línea del modelo del electrolizador PEM y los problemas de control adaptativo. Finalmente, se desarrolla una discusión de los resultados para enfatizar las fortalezas, debilidades e imperfecciones de la literatura sobre este tema, así como proponer ideas y desafíos para trabajos futuros.
Descripción
El componente principal del sistema de producción de hidrógeno es el electrolizador (EL), que se utiliza para convertir energía eléctrica y agua en hidrógeno y oxígeno. El convertidor de potencia suministra energía al EL, y el controlador se utiliza para garantizar la estabilidad y seguridad global del sistema en su conjunto. Esta revisión tiene como objetivo investigar y analizar cada uno de estos componentes: modelado eléctrico del electrolizador de membrana de intercambio protónico (PEM EL), convertidores de potencia DC/DC y enfoques de control. Para lograr este resultado deseado, se lleva a cabo una revisión de la literatura y una investigación del modelado eléctrico del PEM EL, tanto empírico como semiempírico, incluyendo los modelos estáticos y dinámicos. Además, se abordan otros submodelos utilizados para predecir la temperatura, las tasas de flujo de gas (H y O), la presión de hidrógeno y la eficiencia energética del PEM EL. Se discuten los convertidores de potencia DC/DC adecuados para el PEM EL en términos de eficiencia, ondulación de corriente, relación de voltaje y su capacidad para operar en caso de falla del interruptor de potencia. Esta revisión implica el análisis y la investigación de las estrategias y enfoques de control del PEM EL utilizados anteriormente para lograr objetivos de control, robustez y fiabilidad en el estudio del sistema convertidor DC/DC-electrolizador PEM. El documento también destaca la identificación de parámetros en línea del modelo del electrolizador PEM y los problemas de control adaptativo. Finalmente, se desarrolla una discusión de los resultados para enfatizar las fortalezas, debilidades e imperfecciones de la literatura sobre este tema, así como proponer ideas y desafíos para trabajos futuros.