Mavzu: Design and Simulation of Fuel Cell to produce Power in matlab simulink

|
Mavzu: Design and Simulation of Fuel Cell to produce Power in matlab simulink
|
Sana | 09.07.2024 | Hajmi | 481,06 Kb. | | #267191 |
Bog'liq Kompyuterli modellashtirish mustaqil ish 2
Muhammad Al-Xorazmiy nomidagi
Toshkent axborot texnologiyalari universiteti
MUSTAQIL ISH
Mavzu: Design and Simulation of Fuel Cell to produce Power in MATLAB Simulink
Guruh:213-20
Talabasi:Tilavov Sunnatillo
O’qituvchi: Iskandarova Sayyora
Toshkent – 2024
Reja.
1.Kirish
2. PEM Fuel Cell.
3. Simscape Electrical fuel cell model.
4.Xulosa
Yoqilg'i xujayrasi elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun reaktivlardan foydalanadigan elektrokimyoviy tizimdir. Polimer elektrolitlar membranasi (PEM) yonilg'i xujayrasi - bu yon mahsulot sifatida elektr va suv ishlab chiqarish uchun vodorod va kislorod ishtirokidagi kimyoviy reaktsiyadan foydalanadigan mashhur texnologiya. PEM yonilg'i xujayralari protonni tashish imkonini beruvchi va elektron oqimini blokirovka qiluvchi yarim o'tkazuvchan membranani o'z ichiga oladi. Ushbu xususiyat tufayli bu turdagi yonilg'i xujayrasi proton almashinadigan membrana yonilg'i xujayrasi sifatida ham tanilgan. Quyida ko'rsatilganidek, vodorod anoddagi yonilg'i xujayrasiga kiradi va proton va elektronlarga bo'linadi. Protonlar membranadan o'tib, elektronlar tashqi kontaktlarning zanglashiga olib o'tib, elektr tokini hosil qiladi. Katod uchida yonilg'i xujayrasiga kiradigan kislorod protonlar va elektronlar bilan birlashib, suv va issiqlik hosil qiladi.
PEM Fuel Cell.
PEM yonilg'i xujayralari boshqa turdagi yoqilg'i xujayralariga nisbatan past ish harorati va bosimi tufayli baholanadi. Shu sabablarga ko'ra, texnologiya akkumulyator tizimlariga muqobil yoki qo'shimcha sifatida elektr transport vositalarida foydalanish uchun mashhur. PEM yonilg'i xujayralari statsionar elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun ishlatiladi va elektrolizator va qayta tiklanadigan energiya manbai bilan birlashganda yashil energiyani saqlash-etkazib berish tizimining bir qismi hisoblanadi.
Yoqilg'i xujayralaridan foydalanadigan ilovalarni ishlab chiqishda simulyatsiyadan foydalanish uchun muhandislar turli xil aniqlikdagi modellarga muhtoj. Ushbu stsenariylarga quyidagilar kiradi:
Elektrokimyoviy reaktsiyani tavsiflovchi yonilg'i xujayrasi modelidan foydalangan holda yonilg'i xujayrasi to'plamining harorati va elektr ishlashini baholash.
Kamroq batafsil tizim darajasidagi yonilg'i xujayrasi modelidan foydalangan holda yonilg'i xujayrasi elektr transport vositasining diapazoni, ishlashi va issiqlik effektlarini optimallashtirish.
Uskunani sinovdan o'tkazish uchun mos bo'lgan yonilg'i xujayrasi modelidan foydalangan holda yonilg'i xujayrasi boshqaruv tizimini ishlab chiqish va optimallashtirish.
Yoqilg'i xujayrasi modelidan foydalangan holda elektr ishlab chiqarish tizimlarini loyihalash va simulyatsiya qilish, komponentlar va o'simliklar balansi o'lchamlari uchun funktsional tafsilotlar.
Yoqilg'i xujayrasi va elektrolizator modellari yordamida vodorod ishlab chiqarish va quvvat ishlab chiqarishning iqtisodiy maqsadga muvofiqligini bajarish .
Simscape™ va Simscape Electrical™ yonilg'i xujayralarini simulyatsiya qilish uchun model kutubxonalarini taqdim etadi. Muhandislar ushbu modellardan yoqilg'i xujayralarini boshqarish tizimlarini ishlab chiqish va yonilg'i xujayralarini elektr tizimining bir qismi sifatida elektr manbai sifatida tahlil qilish uchun foydalanishlari mumkin. Simulink ® bilan qo'llaniladigan ushbu modellar elektr transport vositalari uchun yonilg'i xujayrasi boshqaruv tizimini ishlab chiqishni qo'llab-quvvatlaydi, ular yopiq pastadir dizayni va boshqaruv mantiqini o'z ichiga oladi. Muhandislar joriy, kuchlanish va quvvat monitoringi va issiqlik boshqaruvi kabi funksiyalarga erishish uchun AUTOSAR va sertifikatlash ish oqimlarini qoʻllab-quvvatlagan holda tekshirish va ishlab chiqarish uchun ushbu yonilgʻi xujayrasi modellaridan kod ishlab chiqishi mumkin.
Yoqilg'i xujayrasi to'plamining modelini yaratishga qiziqqan muhandislar uchun Simscape Electrical yonilg'i xujayrasi modeli ikki darajadagi ishonchlilikni ta'minlaydi. Soddalashtirilgan yonilg'i xujayrasi modeli harorat va bosimning nominal holatida Nernst kuchlanishini ta'minlaydi. Batafsilroq yonilg'i xujayrasi modeli yoqilg'i va havoning bosimlari va oqim tezligining kirish signallari asosida Nernst kuchlanishini chiqaradi. Ikkala model ham muhandislarga kuchlanish-oqim xususiyatlarini va issiqlik hosil bo'lishini baholashga imkon beradi.
Simscape elektr yonilg'i xujayrasi modeli.
Simscape yordamida muhandislar to'liq PEM yonilg'i xujayrasi modelini sozlashlari mumkin. Bunga havo kompressorlari, namlagichlar, vodorod aylanma yo'llari, sovutish tizimlari va suvni boshqarish kabi yoqilg'i xujayrasi to'plami va o'simlik balansi komponentlari kiradi. Elektrokimyodan foydalangan holda birinchi printsiplarga asoslangan yonilg'i xujayrasi modeli PEM yonilg'i xujayrasini komponent va tizim darajasida ishlab chiqishga imkon beradi. Yoqilg'i xujayrasi modelining ushbu darajasi muhandislarga oqim, kuchlanish va quvvat monitoringi va issiqlikni boshqarish kabi funksiyalarni modellashtirish imkonini beradi.
Simscape PEM yonilg'i xujayrasi tizimi modeli.
Elektr tizimining bir qismi sifatida yonilg'i xujayrasi modeli yonilg'i xujayrasi yig'imlarining samaradorligi, vodorod va kisloroddan foydalanish, yoqilg'i va havo sarfini tejash uchun savdo tadqiqotlarini o'tkazish uchun asos yaratadi.
Simscape Electrical 6 kVt quvvatga ega yonilg'i xujayrasi modeli.
Powertrain Blockset™ da ko'rsatilganidek, elektrokimyoviy reaktsiyalar, vodorod va havo bilan ishlov berish va issiqlik boshqaruv tizimlariga ega bo'lgan PEM yonilg'i xujayrasi modeli yonilg'i xujayrasi virtual avtomobilining quvvat tizimini modellashtirish uchun akkumulyator tizimi va elektr motor bilan birlashtirilishi mumkin.
Elektr avtomobil uchun yonilg'i xujayrasi modeli va akkumulyator tizimi modeli.
Xulosa:
Elektrokimyoviy tizimlar, yonilg'i xujayrasi texnologiyasidan foydalanib, elektr energiyasini ishlab chiqarishda ishlatiladigan innovatsion qurilmalardir. Bu tizimlar odatda vodorod va kislorod ishtirokida kimyoviy reaktsiyalar orqali energiya ishlab chiqarishga asoslangan.
PEM (Polimer Elektrolit Membrana) yonilg'i xujayrasi bu tizimlarning eng mashhur shakllaridan biridir. Bu yonilg'i xujayralar proton almashish imkoniyatiga ega bo'lib, elektron oqimini blokirovka qiladi. Elektronlar tashqi kontaktlar orqali, elektr tokini hosil qiladi, va bu esa elektr energiyasini olishga imkon beradi. Katoddagi yonilg'i xujayrasiga kislorod kirib, protonlar va elektronlar birlashib, suv va issiqlik hosil qiladi.
PEM yonilg'i xujayralari past ish harorati va bosimi bilan taniladi, shuning uchun ular elektr transport vositalari va akkumulyator tizimlarida mashhurdir.
Elektrokimyoviy tizimlarni ishlab chiqish va optimallashtirishda muhandislar ko'p qismlarda simulyatsiyadan foydalanishadi. Bu simulyatsiyalar yonilg'i xujayrasi haroratini, elektr ishlashini baholash, elektr transport vositasining diapazonini va issiqlik effektini optimallashtirish uchun yordam beradi.
PEM yonilg'i xujayrasidan foydalanish bilan elektr energiyasini ishlab chiqarish, elektr transport vositalarining ishlab chiqarishida, va yashil energiya tizimlarining qurilishida foydalanish mumkin.
Simscape ™ va Simscape Electrical ™ yonilg'i xujayrasini simulyatsiya qilish model kutubxonalarini taqdim etadi. Bu modellar muhandislarga yonilg'i xujayrasi boshqaruv tizimini ishlab chiqish va elektr tizimining bir qismi sifatida elektr manbai sifatida tahlil qilishga imkon beradi. PEM yonilg'i xujayrasi modellarini ishlab chiqishga oid muhandislar uchun Simscape Electrical yonilg'i xujayrasi modeli ishonchlilik va issiqlik hosil bo'lishni baholash uchun yordam beradi. Bu modellarga kirish va chiqish bloklari yordamida PEM yonilg'i xujayrasining elektr ishlab chiqarishni, harorat va bosimni baholash uchun foydalaniladi.
PEM yonilg'i xujayrasi tizimlarining yaratilishida muhandislar uchun bu modellar kuchlanish-oqim xususiyatlarini, issiqlik hosil bo'lishni, elektr ishlab chiqarishni baholashga imkon beradi.
Foydalanilgan adbiyotlar.
1. https://se.mathworks.com/discovery/fuel-cell-model.html
2. https://youtu.be/lbn_3ouUCwA?si=og32cw4vQs86vQcO
|
| |