Control inteligente del compresor de aire (AC) y la válvula de contrapresión (BPV) para mejorar la respuesta dinámica y la eficiencia del sistema PEMFC en regiones de gran altitud
Autores: Gao, Lei; Wang, Xuechao
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Control inteligente del compresor de aire (AC) y la válvula de contrapresión (BPV) para mejorar la respuesta dinámica y la eficiencia del sistema PEMFC en regiones de gran altitud
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería General
Palabras clave
Celdas de combustible de membrana de intercambio de protones
PEMFCs
Regiones de alta altitud
Control inteligente
Algoritmo A3C
Robustez
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
Las celdas de combustible de membrana de intercambio de protones (PEMFC), como tecnología de energía limpia, muestran un potencial notable para una amplia gama de aplicaciones. Sin embargo, las regiones de gran altitud presentan desafíos significativos para la operación del sistema PEMFC debido al aire delgado y la baja presión parcial de oxígeno. Los controles basados en juicios lógicos existentes presentan defectos como una baja robustez y una baja adaptabilidad, lo que restringe seriamente la operación del sistema PEMFC. Para abordar este problema, este documento propone un control inteligente de un compresor de aire (AC) y una válvula de contrapresión (BPV) de un sistema PEMFC utilizando un algoritmo de actor crítico de ventaja asincrónica (A3C) y lo compara sistemáticamente con el control basado en juicios lógicos. La aplicación de un control basado en A3C bajo tres condiciones distintas de prueba de gran altitud demostró una mejora notable en la capacidad de respuesta dinámica, con una mejora de hasta el 40% en comparación con los resultados del control basado en juicios lógicos. Además, se observó una mejora del 5.8% en la eficiencia eléctrica. Los resultados muestran que el control basado en A3C muestra una robustez significativa y una precisión de control en respuesta a las alteraciones de altitud.
Descripción
Las celdas de combustible de membrana de intercambio de protones (PEMFC), como tecnología de energía limpia, muestran un potencial notable para una amplia gama de aplicaciones. Sin embargo, las regiones de gran altitud presentan desafíos significativos para la operación del sistema PEMFC debido al aire delgado y la baja presión parcial de oxígeno. Los controles basados en juicios lógicos existentes presentan defectos como una baja robustez y una baja adaptabilidad, lo que restringe seriamente la operación del sistema PEMFC. Para abordar este problema, este documento propone un control inteligente de un compresor de aire (AC) y una válvula de contrapresión (BPV) de un sistema PEMFC utilizando un algoritmo de actor crítico de ventaja asincrónica (A3C) y lo compara sistemáticamente con el control basado en juicios lógicos. La aplicación de un control basado en A3C bajo tres condiciones distintas de prueba de gran altitud demostró una mejora notable en la capacidad de respuesta dinámica, con una mejora de hasta el 40% en comparación con los resultados del control basado en juicios lógicos. Además, se observó una mejora del 5.8% en la eficiencia eléctrica. Los resultados muestran que el control basado en A3C muestra una robustez significativa y una precisión de control en respuesta a las alteraciones de altitud.