Fotovoltaik pille beslemesi yapılan hidrojen pem yakıt pili sisteminin verimliği açısından incelenmesi
Investigation of the photovoltaic battery supplied hydrogen pem fuel cell system in terms of the efficiency
Yazar: SEDAT YASLAN
Danışman: YRD. DOÇ. DR. HÜSEYİN GÜRÜLER
Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Enerji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Enerji = Energy

Özet:
Bu çalışmada, yenilenebilir enerji kaynaklarından polimer elektrolit membranlı (PEM) bir yakıt pilinin ürettiği elektriğin verimliliği ve güç araştırmaları yapılmıştır. Bu bağlamda DC elektriksel analizler (yük testi, güç, akım ve gerilim testleri) ile verimlilik hesaplamaları gerçekleştirilmiştir.
H2/O2 ve H2/Hava olarak iki farklı beslemeli PEM yakıt hücresinden alınan ölçümler kullanılarak gerilim-akım ve güç-akım grafikleri çizilmiştir. Bu grafiklerden elde edilen verilerle yakıt hücresinin optimum güç ürettiği bölgeler tespit edilmeye çalışılmış ve iki farklı beslemeli yakıt pilinin verimleri Gibbs serbest enerjisi ile hesaplanmış, çıkan değerlerin gerçeği ne derece yansıttığını bulmak için de H2/O2 beslemeli yakıt hücresine bir miktar elektrik enerjisi verilmiş, sonra sistemden alınan elektrik enerjisi bulunarak sistemin gerçek verimi hesaplanmıştır.
Güç-Akım grafiklerinden H2/O2 beslemeli yakıt hücresinin ürettiği azami gücün 55,9 mW, H2/Hava beslemeli yakıt hücresinin ürettiği en fazla güç ise 50,5 mW olarak tespit edilmiştir. H2/O2 beslemeli yakıt pilinin verimi %33-61 arasında değişirken, azami güç ürettiği değerdeki veriminin %33 olduğu hesaplanmıştır. Yine aynı paralelde H2/Hava beslemeli yakıt pilinin veriminin ise %32-62 değerleri arasında değişirken azami güç ürettiği değerdeki veriminin yine %31 olduğu hesaplanmıştır. Sistemin gerçek verimi ise PEM yakıt hücresine ait verilen ve alınan enerjilerin ölçümü sonucunda yaklaşık %29 olarak bulunmuştur.

Abstract:
In this study, the researches for the efficiency and power of PEM FUEL CELL were performed. In this context, electrical analysis and calculations of effeciencies were carried out.
The charts of voltage-current and power-current were drawn via different measurements were taken from feeding by H2/O2 and H2/Air PEM fuel cell. The optimal power producing parts of the fuel cell's were detected by looking at these charts. Fuel cell, which is working by two different feding methods efficiency was calculated by Gibbs free energy. A different work was done to find to find out what about the fact of the values that reflect the degree of H2/O2 fed to the fuel cell with amount of electric energy. Then, actual efficiency of the system was calculated by finding the electric energy received from the system.
It is detected from the power-current charts that the maximum power of H2/O2 and H2/Air feeding fuel cells are 55.9 mW and 50,5 mW respectively. The performance of H2/O2 feeding Fuel Cell is changed between 61%-33%. The efficiency when producing the maximum power was 33%. Similarly, H2/Air feeding Fuel Cell's performance value is changed between 62%-32%. The real efficiency is 29,02% efficiency when producing the maximum power was 31%. The actual efficiency of the system was calculated to be approximately 29% as a result of the measurement of the energy given and received to PEM Fuel Cell.