T>T_0燃料电池的最小熵产率优化

以最小熵产率为目标,研究了Ｔ＞Ｔ_０燃料电池的工作温度优化．导出了燃料电池的最佳工作温度Ｔ_０以及在Ｔ_０工作时效率和输出功率与电流的关系．     

考虑燃料电池变工况特性的风-光-氢综合能源系统优化调度

燃料电池是氢储能中的重要组成部分，其运行效率对含氢储能的综合系统的经济性有较大影响。为此，提出考虑燃料电池变工况特性的风-光-氢综合能源系统优化调度方法。通过分析燃料电池输出功率和运行效率间的关系，建立燃料电池变工况条件下运行效率的分段线性化模型。提出考虑燃料电池的变工况效率特性的多模块输出功率协同优化策略和燃料电池多模块工作协同策略，从而提升燃料电池总体运行效率和各模块使用寿命。基于此，以风-光-氢综合能源系统优化调度为例，验证了所提优化运行策略的有效性。     

燃料电池过程的效率

燃料电池是通过电化学过程将化学能直接转化为电能的装置。文章分析了燃料电池过程的理想效率和实际效率,并讨论了燃料电池与热机联合过程的理想效率和实际效率。燃料电池过程的理想效率随电池工作温度而变化,但包含可逆热机的联合过程的理想效率等于在环境温度下工作的燃料电池的理想效率,与燃料电池工作温度无关。燃料电池的效率不但取决于反应物的种类,还取决于其相态。实际电池效率因极化现象和实际电流低于反应物消耗产生的期望电流而低于理想效率。     

燃料电池研究现状

介绍了燃料电池的发展简史，简述了氢-氧燃料电池的工作原理，对不同类型燃料电池的工作特征、国内外研究等产业化现状及燃料电池在汽车、电力系统及便携式器具中的应用等进行了评述，指在燃料电池发展过程中存在问题。     

质子交换膜燃料电池的电响应研究

通过暂态实测方法,研究了质子交换膜燃料电池(PEMFC)的动态响应及电压建立。通过使用燃料电池测试系统、高精度示波器和自行设计的开关电路,在不同的运行条件下对PEMFC的电响应进行测量,实验结果证明PEMFC的动态响应和电压建立与其运行条件以及单体电池在电堆中的位置有非常紧密的联系。     

组合流场PEM燃料电池的性能比较

运用燃料电池测试系统测得两种流道组合而成的四种流场(两种单一流场与两种混合流场)的PEM燃料电池的某些性能参数,并做出V-I曲线.在相同的操作参数下,比较了单一流场之间、混合流场之间以及单一流场与混合流场之间的性能差异,详细说明了四种流场的PEM燃料电池性能差异的原因.实验结果分析得出:阳极蛇形/阴极蛇形流道组成的蛇形流场PEM燃料电池性能最好,阳极直流道/阴极蛇形流道组成的混合流场性能其次,阳极蛇形流道/阴极直流道组成的混合流场性能再次,阳极直流道/阴极直流道组成的直流场PEM燃料电池性能最差;氢气流量变化对阳极直流道/阴极蛇形流道组成的混合流场PEM燃料电池性能影响明显,对阳极蛇形流道/阴极直流道组成的混合流场PEM燃料电池性能影响不明显.实验结果对PEM燃料电池流场优化具有一定的参考价值,为其推广应用提供参考依据.     

燃料电池多能互补微网系统并网运行特性研究

搭建了一套燃料电池多能互补微网系统,并搭建了相关的能量管控平台,整套系统遵循“并网不上网”的原则。以燃料电池为主要支撑电源,锂电池补充,分六种情况,对多能互补微网系统进行了试验测试。通过断开负载以及限制源端的功率输出等方式,改变微网的运行状态,能量管控系统能够及时地按照管控逻辑自动调整运行,智能化地调控微网系统的运行,保证系统的能量平衡,为燃料电池多能互补微网系统的进一步深入研究奠定了基础。     

600MW机组燃油泵变频改造

对2×600MW机组燃油泵变频改造,A供油泵增加变频装置,在系统未用助燃油或助燃油用量较小时,由A泵电机变频调速来保证油系统压力,详述了改造方案和运行方式,并对改造后的节能效益进行了分析,达到了节能降耗的目的。     

大功率燃料电池运行条件的研究

采用正交法设计实验,利用不同结构的流场组装的两台50kW质子交换膜燃料电池堆运行,探索各种电池运行因素(温度、相对湿度、反应气利用率等)对大功率燃料电池堆稳定运行的影响,获得较优的燃料电池运行条件;为大功率燃料电池发动机的稳定运行提供参考。     

基于Matlab的模型汽油机电控系统仿真

针对四缸四冲程汽油发动机,建立发动机数学模型.根据发动机运行特点及控制要求,在均值模型的基础上,建立稳态部分负荷、瞬态、怠速3种主要运行工况下的控制器模型,并给出以上模型在M atlab环境下的结构框图和综合仿真过程.仿真结果表明:控制器能够判断不同工况,并自动切换到相应的控制模型,使空燃比达到预期要求,具有良好的控制性能,控制算法可行.     

混合型燃料电池汽车电力系统的设计与仿真

介绍了一种混合型燃料电池汽车电力系统的开发与设计,分析了燃料电池的电压-电流特性,给出了燃料电池的模型参数,通过仿真计算,对燃料电池汽车电力系统的运行模式进行了分析。实验验证了所设计的电力系统能满足基本的运行要求。     

The optimal conditions for firing fuel with controlled incomplete combustion

We consider criteria used to select the optimal operating conditions for firing fuel in boilers with moderate controlled incomplete combustion, the fulfillment of which makes it possible to reduce the emissions of nitrogen oxides by 20–40% and cut the overall operational costs of a power station for fuel and payment for harmful emissions into the atmosphere.     

燃料电池测试技术的研究

燃料电池的发电性能往往因不同操作条件有不同表现，常常需要精密度高的仪器去测量才能准确判断产品的性能表现；阐述了各种测试参数对燃料电池发电性能的影响，及燃料电池测试站的基本结构，同时介绍工业技术研究院燃料电池测试中心的情形，报告了台湾研发此项技术的进展。     

Hamburg bus hits the road,setback for London

Hamburg in northern Germany is the latest European city — after Madrid and Reykjavik — to start operating a fuel cell bus, with the first of three buses entering regular passenger service. However, while BP’s Aral subsidiary has begun operating a hydrogen fueling station in Hamburg, the hydrogen station that BP wants to install to support London’s fuel cell bus fleet has been knocked back again, forcing it to use an alternative facility to be ready for the buses’ imminent arrival.Visit www.re-focus.net for the latest renewable energy news     

风/柴联合电力系统运行策略评估

世界上许多偏远地方的社区远离电网,不具备由电网供电的条件.这些地区的电力负荷传统上由小型孤立柴油电站供电.快速上升的矿石燃料成本以及运输和设备维护问题导致这些柴油电站发电成本很高.通过把风或太阳能这样的可再生能源与现有的柴油电站并联运行,可节省大量的燃料.文中提出一个评估风/柴联合电力系统不同运行策略的顺序仿真方法,运用该方法分析了这些运行策略在可靠性、柴油燃料节省、备用柴油发电机平均起停周期和平均运行时间等方面的优缺点.     

Prospects for using hybrid power installations on the basis of solid-oxide fuel cells integrated with intracycle coal gasification

Results from calculation of a hybrid power installation operating on synthesis gas are presented. The process circuit of a combined-cycle plant with coal gasification and solid-oxide fuel cells is given together with its power performance indicators. Prospects for using hybrid power installations on the basis of solid-oxide fuel cells that use coal as primary fuel are estimated.     

燃料电池输出功率的预测控制

在所有类型的燃料电池中,质子交换膜燃料电池因具有质量轻、效率高、电流密度大、工作温度低、启动速度快以及使用无毒性的固态电解质膜等优点近年来发展最快。针对这种燃料电池的输出功率,首先提出了一阶滞后数学模型,而后给出一种预测控制算法,并讨论了控制器参数的设计,该算法改善了燃料电池的输出特性。仿真结果验证了所提算法的有效性。     

质子交换膜燃料电池及系统建模的研究与进展

对质子交换膜燃料电池(PEMFC)进行数学模拟,有助于了解电池内部的物理化学过程,为进一步优化电池结构、尺寸和操作条件提供参考。详细介绍了目前PEMFC关于质子交换膜、电极、单电池,电池组和系统四个尺度上的建模现状,并指出了现有模型的优缺点。主要讨论:(1)全氟磺酸膜反胶束离子簇模型,微观尺度上膜的传递机理;(2)电极内传质、传热过程,分析各种电极模型的有效性; (3)水在膜内的传递现象,表明控制适当的水分布对提高电池性能非常重要;(4)单电池模拟过程中对热平衡和水平衡同时考虑。最后,分析了质子交换膜燃料电池建模的发展方向。     

质子交换膜燃料电池加速测试方法研究进展

综述了在开路电压、负载循环、启动与停止、加湿变化等加速测试条件下,质子交换膜燃料电池主要材料的腐蚀机理和性能的衰退。这些测试条件能够加速燃料电池某个元件的性能衰减,从而降低整个燃料电池的寿命。实际燃料电池在汽车上的工作环境是这些条件的综合作用,因此本文介绍了国内普遍应用的几种组合工况,分析了这些组合工况的特点。通过组合工况测试可以对燃料电池的寿命作出一定的评价,但还不能和燃料电池实际车用寿命相对应。     

基于神经网络法燃油泵驱动电机转速匹配研究

航空燃油泵驱动电机负责给燃油泵提供所需的动力。由于燃油驱动电机与燃油泵之间存在很强的非线性及耦合性,使得燃油泵无法正常运行在工况点,造成严重的能量损耗。针对该问题,提出了利用Legendre神经网络法来解决燃油泵与驱动电机转速匹配问题。首先,利用Legendre神经网络法拟合出燃油泵的特性曲线,然后再利用该方法建立以燃油泵的流量、扬程为输入,驱动电机转速为输出的神经网络模型。燃油泵与驱动电机转速匹配仿真结果表明,相比于传统的最小二乘法,Legendre神经网络法具有更高的精度。