燃料電池復(fù)合發(fā)電系統(tǒng)研究.pdf

1、能源是人類社會發(fā)展的基礎(chǔ),各國都在開發(fā)和尋找清潔的可再生能源,來滿足人們對能源尤其是對電力的迫切需求。常見的可再生能源都有優(yōu)缺點(diǎn),將各種新能源發(fā)電方式取長補(bǔ)短以保證系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性,是新可再生能源開發(fā)利用的一個(gè)主流方向。
　　 本文是以燃料電池等為核心,基于燃料電池、太陽能和風(fēng)能的發(fā)電技術(shù)來設(shè)計(jì)整個(gè)復(fù)合發(fā)電系統(tǒng)。
　　 首先本文概述了燃料電池、太陽能和風(fēng)能的研究進(jìn)展,通過Fluent軟件PEM模塊對質(zhì)子交換膜燃料電池

2、進(jìn)行三維數(shù)值模擬,概述了質(zhì)子交換膜燃料電池的數(shù)學(xué)模型,建立平行流場幾何模型,并將模擬值與實(shí)驗(yàn)值進(jìn)行比較,結(jié)果表明,模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果誤差小于5％。通過模擬對燃料電池內(nèi)部氣體組分、溫度、壓力以及質(zhì)子膜厚度等進(jìn)行了研究。結(jié)果表明,在操作范圍內(nèi),溫度和壓力越大電池性能越好,當(dāng)電池操作溫度為363K、壓力為2atm時(shí)電池性能較好,電池內(nèi)部的溫度變化小于3K。本文采用的質(zhì)子交換膜是Nafion112(51um),質(zhì)子膜越薄越容易潤濕,電池內(nèi)阻力就

3、越小,電池的性能就越好。逆流進(jìn)氣比順流進(jìn)氣更有利于提高電池的電流密度。增大陽極進(jìn)氣量,電流密度先增大后趨于不變,而增大陰極進(jìn)氣量,電流密度先增大后緩慢的減小。
　　 其次,通過MATLAB/Simulink對燃料電池復(fù)合發(fā)電系統(tǒng)中燃料電池、太陽能發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電分模塊進(jìn)行仿真,進(jìn)而得出各個(gè)部分的發(fā)電輸出特性曲線,并對各個(gè)子發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化得出最佳的操作條件。
　　 最后,運(yùn)用MATLAB/Simulink建立由燃料電池、風(fēng)