Adaptive search for a PEM fuel cell maximum net power

• Autorzy: Małek A.

Warianty tytułu

PL

Adaptacyjne poszukiwanie optimum mocy netto systemu ogniw paliwowych PEM

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Supply method of the fuel cell cathode side significantly affects the durability and efficiency of the hydrogen energy conversion. A fuel cell is a stochastic object. The paper presents air flow control of the PEM fuel cell in order to find and hold the maximum value of the net power produced by the fuel cell stack, regardless of changes of the parameters of the object of control and its outer environment. The Application of an adaptive extremum control with bi-parameter identification provide automatic adjustment of the parameters of a controller to the changing characteristics of an object. The adaptive algorithm contains a number of variables and signals that support the estimation process. The quality and speed of finding an optimal point depends on their values.

PL

Sposób zasilania w tlen strony katodowej ogniwa paliwowego istotnie wpływa na jego żywotność i efektywność wykorzystania energii chemicznej wodoru. Ogniwo paliwowe jest obiektem stochastycznym. W artykule opisano sterowanie powietrzem zasilającym ogniwo w celu określenia i stabilizacji pracy systemu w punkcie maksymalnej mocy netto bez względu na zmieniające się właściwości ogniwa paliwowego i jego otoczenia. Zastosowanie adaptacyjnego sterowania ekstremalnego z identyfikacją dwuparametryczną umożliwia dostosowanie się algorytmu sterowania do aktualnej charakterystyki ogniwa paliwowego. W algorytmie adaptacyjnym istnieje wiele zmiennych i sygnałów wspomagających proces estymacji. Jak wykazano w artykule od ich wartości zależy jakość i szybkość odnajdywania punktu optymalnego.

Słowa kluczowe

EN

PEM fuel cell; adaptive control; control algorithm

PL

ogniwo paliwowe PEM; sterowanie adaptacyjne; algorytm sterujący

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Naukowe Silników Spalinowych
• Czasopismo: Silniki Spalinowe
• Rocznik: 2011
• Tom: R. 50, nr 2
• Strony: 49--57
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz.

Twórcy

autor

Małek A.

• College of Enterprise and Administration in Lublin, researcher in the Faculty of Mechanical Engineering at Lublin University of Technology,

Bibliografia

• [1] Niedźwiedzki M.: Identyfikacja niestacjonarnych obiektów losowych. Zeszyty Naukowe Politechniki Gdańskiej, Elektronika 69, Gdańsk 1990.
• [2] Pukrushpan J., Peng H., Stefanopoulou A.: Simulation and analysis of transient fuel cell system based on dynamic reactant flow model, Proceedings of IMECE'02, 2002 ASME International Mechanical Engineering Congress & Exposition, November 17-22, 2002, New Orleans, Louisiana, USA, IMECE2002-DSC-32051.
• [3] Tekin M., Hissel D., Pera M., Kauffmann J.: Energy consumption reduction of a PEM fuel cell motor-compressor group thanks to efficient control laws, Journal of Power Sources, 156 (2006), 57-63.
• [4] Vahidi A., Stefanopoulou A., Peng H.: Model Predictive Control for Starvation Prevention in a Hybrid Fuel Cell System, IEEE Proceedings of 2004 American Control Conference, 2004.
• [5] Wellstead P.E., Scotson P.G.: Self-tuning extremum control, IEE Proceedings, Vol. 137, Pt. D, No. 3, May 1990.
• [6] Wendeker M., Taccani R., Malek A., Czarnigowski J.: Adaptive control of the fuel cell system, International Conference HYPOTHESIS V, 7-10 September 2003, Porto Conte, Sardinia, Italy, 717-726, 2003.
• [7] Wendeker M., Malek A., Czarnigowski J., Taccani R., Boulet P., Breaban F.: Adaptive airflow control of the PEM fuel cell system, SAE 2007-01-2012. 2007 JSAE/SAE International Fuels & Lubricants Meeting, 23-26.07.2007, Kyoto, Japan.
• [8] Zhong Z., Huo H., Zhu X., Cao G., Ren Y.: Adaptive maximum power point tracking control of fuel cell power plants, Journal of Power Sources, 176, 259-269 (2008).
• [9] Małek A.: Sterowanie przepływem powietrza w niskociśnieniowym ogniwie paliwowym typu PEM. Rozprawa doktorska, Politechnika Lubelska, Lublin 2010.
• [10] Małek A., Wendeker M.: Ogniwa paliwowe typu PEM - teoria i praktyka. Politechnika Lubelska, Lublin 2010.