Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Multi-symptom measurement based fault detection of the PEM fuel cell system

Polak Adam, Kluczyk Marcin

International Journal of Applied Mathematics and Computer Science

|

2023

|

Vol. 33, no. 2

197--205

EN

The proper functioning of the fuel cell system depends on the proper operation of all its subsystems. One of the key subsystems is the oxidant supply system, which is responsible for supplying oxygen for the electrochemical reaction taking place in the cell. It also transports the reaction products, i.e., water, outside the fuel cell stack, and in some cases removes excess heat generated in the stack. Changes in the technical condition of machine individual elements always result in changes in operating or residual parameters; however, it is necessary to select appropriate diagnostic methods to be able to use these changes to assess the machine’s technical condition. This article presents the results of research focused on assessing the possibilities of diagnosing the oxidant supply subsystem, in particular, too low an oxidant flow leading to oxygen starvation and cathode flooding, based on the analysis of the voltage occurring in individual cells of the stack as well as on the basis of vibration and acoustic emission (AE) measurements. The presented results show that the faulty operation of that system can be indicated either through electrical and vibroacoustic/acoustic emission measurements.

2

A comparative study of two energy management schemes for a fuel-cell hybrid power system of four-wheel-drive electric vehicle

Soumeur Mohammed Amine, Gasbaoui Brahim, Hartani Mohammed Amine, Abdelkhalek Othmane

Journal of Power Technologies

|

2021

|

Vol. 101, nr 1

34--43

EN

This papers investigates energy management strategies (EMSs) for the hybrid Proton Exchange Membrane (PEM) Fuel Cell four-wheel-drive electric vehicle (4WDEV). A comparative study of two EMSs for 4WDEV hybrid powertrain source was carried out with a view to improving the vehicle's dynamic response during transients and minimizing hydrogen consumption. Three distributed energy resources (DERs), with the PEM Fuel Cell as the primary source, power the 4WDEV vehicle. A hybrid energy storage system (HESS) includes batteries and supercapacitor devices as the backup unit, in addition to covering autonomy hours. The proposed EMS aims to ensure optimal operation of the vehicle at variable motor speed and torque, taking into consideration the boundaries of the storage devices such as the states of charge and the DC bus voltage.

3

Robust Diagnosis of a Proton Exchange Membrane Fuel Cell Using Bond Graph Methodology – Physical and Electrical Faults Detection and Isolation

Sallami Abderrahmene, Mzoughi Dhia, Allagui Hatem, Mami Abdelkader

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2019

|

Vol. 13, no 4

194--203

EN

Fuel cells are currently experiencing an invigorating resurgence, both at the industrial and research levels. Diagnosis of stack performance is of importance for proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) research. In this paper, a bond graph (BG) approach was used for modelling, simulation and robust diagnosis of a PEMFC. In literature, several PEMFC diagnosis methodologies were outlined in terms of efficiency and applicability. This paper described the linear fractional transformations (LFT) method to make it capable for handling the PEMFC diagnostics; an approach based on LFT-BG was developed to diagnose hydration and cells deterioration faults that may occur within a fuel cell. Simulation and experimental diagnostic testing results of a 1.2 kW Nexa fuel cell were presented and used to show the dynamic behaviour of the system variables and assessing the performance of the observer.

4

Wykorzystanie ogniwa paliwowego z membraną polimerową do zasilania pojazdu nawodnego

Szymak P., Januszko R.

Przetwórstwo Tworzyw

|

2018

|

T. 24, Nr 2 (182)

47--55

PL

Niestabilne ceny ropy naftowej, czy też aspekty ekologiczne związane z redukcją emisji dwutlenku węgla do atmosfery przyczyniły się do poszukiwań nowych źródeł energii. Jedną z technologii nowych źródeł energii elektrycznej, gwałtownie rozwijających się w ostatnim czasie są ogniwa paliwowe, m.in. z membraną polimerową, charakteryzujące się wysoką gęstością energetyczną oraz sprawnością w porównaniu do klasycznych źródeł energii elektrycznej, czyli akumulatorów. Z uwagi na ekologiczną, efektywną i cichą pracę technologia ta znajduje zastosowanie w wielu różnych urządzeniach. W niniejszym artykule zajęto się problemem zastosowania technologii ogniw paliwowych z membraną polimerową PEMFC (ang. Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell) do zasilania elektrycznego bezzałogowego pojazdu nawodnego BPN w zastosowaniach militarnych. W ramach zrealizowanej pracy opracowano scenariusze misji rozpoznawczej dla BPN, opracowano symulator systemu zasilania BPN, bazujący na ogniwach paliwowych oraz przeprowadzono testy numeryczne.

EN

Unstable oil prices, or ecological aspects associated with the reduction of carbon dioxide emissions to the atmosphere, have contributed to the search for new sources of energy. One of the technologies of new sources of electricity, rapidly developing in recent years are fuel cells, among others with a polymer membrane, characterized by high energy density and efficiency compared to conventional sources of electricity, i.e. batteries. Due to its ecological, efficient and quiet operation, this technology is used in many different devices. This article deals with the use of the Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell (PEMFC) fuel cell technology for the electrical supply of unmanned surface vehicle USV in military applications. As part of the work carried out, scenarios of reconnaissance missions were developed for USV, USV fuel cell simulator was developed, and numerical tests were performed.

5

Dynamic characteristics of the proton exchange membrane fuel cell module

Cieśliński J. T., Kaczmarczyk T. Z., Dawidowicz B.

Archives of Thermodynamics

|

2018

|

Vol. 39, no 4

125–-140

EN

The paper describes a fuel cell based system and its performance. The system is based on two fuel cell units, DC/DC converter, DC/AC inverter, microprocessor control unit, load unit, bottled hydrogen supply system and a set of measurement instruments. In the study presented in the paper a dynamic response of the proton exchange membrane (PEM) fuel cell system to unit step change load as well as to periodical load changing cycles in the form of semi-sinusoidal and trapezoidal signals was investigated. The load was provided with the aid of an in-house-developed electronic load unit, which was fully PC controlled. The apparatus was commissioned by testing the steady-state operation of the module. The obtained efficiency of the fuel cell shows that the test apparatus used in the study provides data in substantial agreement with the manufacturer’s data.

6

First experiences with a liquid organic hydrogen carrier and the influences on a PEM fuel cell

Gulden J., Sklarow A., Luschtinetz T.

Instal

|

2016

|

nr 12

23--24

EN

Liquid organic hydrogen carriers (LOHC) are a promising form to store hydrogen. However, the process of dehydrogenation has to be demonstrated for applications with proton exchange membrane (PEM) fuel cells which require very pure hydrogen. Here we document the measured degradation effects due to CO contamination on a PEM fuel cell that is supplied with hydrogen from a LOHC. In addition the possible causes for the occurrence of CO are discussed.

PL

Ciekłe organiczne nośniki wodoru (LOHC) są przyszłościowymi sposobami przechowywania wodoru. W pracy proces odwodornienia przedstawiono tylko dla zastosowań z ogniwami paliwowymi typu membranowa wymiana protonów (PEM), które wymagają bardzo czystego wodoru. W pracy zamieszczono wyniki pomiarów wpływu degradacji ogniwa paliwowego typu PEM, które jest zasilane wodorem z LOHC, w zależności od zawartości CO. Dodatkowo w artykule omówiono możliwość wystąpienia CO.

7

Zastosowanie ogniw paliwowych PEM do zasilania elektrycznego bezzałogowego pojazdu nawodnego

Szymak P., Januszko R.

Gospodarka Materiałowa i Logistyka

|

2016

|

nr 12

731--741

PL

Niestabilne ceny ropy naftowej, czy też aspekty ekologiczne związane z redukcją emisji dwutlenku węgla do atmosfery przyczyniły się do poszukiwań nowych źródeł energii. Jedną z technologii nowych źródeł energii elektrycznej, gwałtownie rozwijających się w ostatnim czasie są ogniwa paliwowe, charakteryzujące się wysoką gęstością energetyczną oraz sprawnością w porównaniu do klasycznych źródeł energii elektrycznej, czyli akumulatorów. Z uwagi na ekologiczną, efektywną i cichą pracę technologia ta znajduje zastosowanie w wielu różnych urządzeniach. W niniejszym artykule zajęto się problemem zastosowania technologii ogniw paliwowych do zasilania elektrycznego bezzałogowego pojazdu nawodnego BPN w zastosowaniach militarnych. W ramach zrealizowanej pracy opracowano scenariusze misji przeciwminowej dla BPN, opracowano symulator systemu zasilania BPN, bazujący na ogniwach paliwowych oraz przeprowadzono testy numeryczne.

EN

Unstable oil prices or the environmental aspects associated with the reduction of carbon dioxide emissions into the atmosphere have contributed to the search for new energy sources. One of the technologies for new sources of energy, rapidly developing in recent times, are the fuel cells with high power density and efficiency comparing to the conventional sources of electricity, i.e. batteries. Due to the ecological, efficient and quiet operation, this technology is used in many different devices. This article addresses the problem of using fuel cells to electric power of surface unmanned vehicle USV in military applications. Within the carried out work, scenario for counter-mine mission mine was designed, simulator of power supply system of USV, based on the fuel cells was developed and numerical tests were carried out.

8

The influence of ultracapacitors on the stability of primary source's operation

Piórkowski P.

Przegląd Mechaniczny

|

2013

|

nr 4

38--42

EN

The efficiency and energy losses of primary source can be easy optimized in the stable conditions. Unfortunately, relatively big inertia of primary source system causes that its performance drops down In dynamic conditions. First operation of good adjusted power buffer gives enough time to adjust inertial primary source operation to the new conditions. In the paper a hybrid system with PEM FC, electrochemical battery and ultracapacitor will be analyzed.

PL

Efektywność i straty energii źródła pierwotnego mogą być łatwo zoptymalizowane w ustalonych warunkach pracy. Relatywnie duża bezwładność źródła pierwotnego powoduje spadek efektywności jego pracy w warunkach dynamicznych. Szybkie działanie odpowiednio dobranego bufora mocy daje czas na dostosowanie się inercyjnego systemu źródła pierwotnego do nowych warunków. W artykule wymienione aspekty przedstawiono na przykładzie układu z ogniwem paliwowym typu PEM, baterią elektrochemiczną i superkondensatorem.

9

Usability evaluation of PEM fuel cell and supercapacitors application in the Emergency Power Backup System

Malinowski M., Chmielowiec J., Paściak G., Świeboda T.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2013

|

R. 89, nr 8

201--204

EN

Evaluation of FC/SC-based UPS has been done in terms of energy containers usability in the power emergency generation system. The Uninterruptible Power Supply delivers electric support for connected loads basing on hydrogen energy direct conversion into electricity with aid of low-temperature PEM fuel cell and additional energy carriers – supercapacitors. The paper contains description of design and rules of operation, and measurement results that have been determined under various conditions to examine usefulness of FC/SC implementation.

PL

Na podstawie badań skonstruowanego zasilacza awaryjnego typu UPS bazującego na ogniwie paliwowym typu PEM-FC oraz dodatkowych magazynach energii – superkondensatorach, dokonano oceny sensowności wykorzystania tych zasobników energii w systemie awaryjnej generacji energii elektrycznej. Praca zawiera opis projektu i zasady działania oraz wyniki pomiarowe, otrzymane w różnych warunkach działania zasilacza.

10

Adaptive search for a PEM fuel cell maximum net power

Małek A.

Silniki Spalinowe

|

2011

|

R. 50, nr 2

49-57

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.

11

Modelling of PEM fuel cells properties using Matlab/ Simulink environment

Ceran B.

Poznan University of Technology Academic Journals. Electrical Engineering

|

2011

|

No. 66

45--52

EN

In this article there the model of a fuel cell implemented in the Matlab/Simulink environment has been presented. The principle of operating of a proton exchange membrane fuel cell has been described here. A voltage - current characteristic of a cell and curve of power has been presented. The influence of temperature of a working cell on has been studied.

12

Monitorowanie pracy systemu ogniwa paliwowego PEM o mocy 6 kW

Szymak P.

Pomiary Automatyka Robotyka

|

2011

|

R. 15, nr 2

246-254

PL

W Instytucie Elektrotechniki i Automatyki Okrętowej w Akademii Marynarki Wojennej zaprojektowano i zbudowano demonstrator technologii systemu zasilania elektrycznego oparty na ogniwie paliwowym typu PEM o mocy 6 kW. W artykule opisano strukturę tego systemu, oprogramowanie do monitorowania jego pracy oraz wybrane wyniki przeprowadzanych testów.

EN

In the Institute of Electrical Engineering and Automatics in the Polish Naval Academy, a technology demonstrator of an electric supply system based on PEM fuel cell with power 6 kW was designed and built. In the paper, a structure of the system, a software for monitoring its operation and selected results of carried out tests were presented.

13

Analiza możliwości pracy ogniwa paliwowego HTPEM w trybie elektrolizera

Małek A., Grabowski Ł, Pietrykowski K., Sochaczewski R., Barański G., Szlachetka M., Gęca M.

Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe

|

2011

|

R. 12, nr 10

305-311

PL

Celem artykułu jest analiza możliwości wykorzystania wysokotemperaturowego ogniwa paliwowego typu PEM (HTPEM) w trybie pracy elektrolizera. W artykule zaprezentowano także stan wiedzy w dziedzinie elektrolizerów oraz ogniw paliwowych.

EN

This article aims to analyze the possibility of using high-temperature PEM fuel cells (HTPEM) in cell mode. The article contains a description of the current state of knowledge in both fields of electrolyzers and fuel cells.

14

Odnawialne źródła energii a ogniwo paliwowe PEM - wybrane zagadnienia

Wiciak G., Węcel D., Ogulewicz W., Łukowicz H.

Napędy i Sterowanie

|

2010

|

R. 12, nr 9

169-171

PL

Odnawialne źródła energii stosowane do produkcji energii elektrycznej są jednym ze sposobów ograniczenia emitowanego CO2 przez człowieka do atmosfery. Ze względu na niestabilność dopływu energii z takich źródeł, np. energii promieniowania słonecznego, konieczne jest odpowiednie zmagazynowanie pozyskanej energii. Jedną z możliwości jest produkcja i magazynowanie wodoru, który w zależności od zapotrzebowania będzie utleniany w ogniwach paliwowych. W artykule przedstawiono wybrane zagadnienia związane z produkcją wodoru do ogniw paliwowych typu PEM, Zastosowanie urządzeń bezpośredniej przemiany takich jak ogniwa fotowoltaiczne pozwala na stworzenie stosunkowo sprawnych i nieskomplikowanych w eksploatacji układów wykorzystujących energię Słońca do produkcji wodoru w elektrolizerach.

EN

Renewable in use energy sources to production the electrical energy are one from way of the reduction emitted CO2 through man to the atmosphere. In view of the instability of the flow of the energy from such sources, eg. the energy of the solar radiation, is necessary suitable storing of gained over energy. One from the possibility is the production and the storage of hydrogen which in the dependence from the application will be oxidized in fuel cells. In the article one introduced chosen connected problems with the production of hydrogen to fuel cells of the type PEM, the Use of de vices of the direct transformation such how photo voltaic cells lets on the creation of relatively efficient and simple in operation of system using the energy of the Sun to production hydrogen in electrolysers.

15

Fuel cells - the future of electricity generation for portable applications

Pierozynski B.

Environmental Biotechnology

|

2008

|

Vol. 4, No. 2

60-64

EN

Fossil fuels, including crude oil, coal and natural gas are currently the key resources for world energy supply. Hence, the majority of electrical energy production is realized via combustion of conventional fuels, such as: coal, methane and petroleum. However, increasing emissions of pollutants and greenhouse gases from fossil fuel-based electricity production (especially withrespect to SO2, NOx and CO2 discharge) bring about major environmental concerns. In addition, the status of conventional (fossil) fuel reserves is still uncertain. Thus, production of "clean" electrical energy, especially from renewable resources, such as: biomass, solar, photovoltaic, geothermal, hydro and wind energy sources becomes of significant importance to the world's economy. Fuel cells (FCs) are electrochemical cells, which convert a source fuel (e.g. H2, CH4, alcohols, etc.) into an electric current. They generate electricity inside a cell via electrochemical reactions between a fuel and an oxidant, in the presence of an electrolyte. In general, most of fuel cells can be operated as emission-free devices, based on fuels produced fromrenewable resources. With a variety of possible FC types, fuel cells could potentially serve in stationary, transportation or portable applications. This work is a review of the state-of-the-art in fuel cell technology, with respect to FC employment in portable applications.