در سالهای اخیر، استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر با توجه به محدودیت منابع سوختهای فسیلی، بازده کم موتورهای احتراق داخلی و آلایندگی زیست محیطی آن‌ها، مورد توجه محققان و شرکتهای خودروسازی قرار گرفته است. با استفاده از سیستم‌های‌ پیل سوختی به جای موتورهای احتراق داخلی می‌توان تا حدی بر این مشکلات غلبه کرد. در این راستا، مقاله حاضر به بررسی یک سیستم پیل سوختی پلیمری برای استفاده در یک خودروی شهری پرداخته است. در بخش اول این مقاله، ضمن استفاده از مشخصات نمونه‌های واقعی در سیستم، اجزای سیستم شامل توده، رطوبت‌زن‌های هوا و هیدروژن، کمپرسور هوا، پمپ‌ رطوبت‌زن‌ها و پمپ خنک کننده در محیط سیمولینک متلب مدلسازی شده است. این مدل می‌تواند توان مصرفی سیستم و اجزای جانبی آن و نیز میزان آب، هیدروژن و هوای مورد نیاز را محاسبه نماید. نتایج نشان که در حالت پایه و در چگالی جریان 0.7A/cm2، 14% قدرت تولیدی توده پیل سوختی توسط اجزاء جانبی مصرف می‌شوند. در این چگالی جریان، بازده کلی سیستم 48.15% و بازده خالص سیستم 34.3% است. در بخش دوم، سیستم از دیدگاه قانون اول ترمودینامیک برای دو تابع هدف بیشترین توان خروجی و بیشترین بازده بهینه سازی شده است. نتایج نشان می دهد که اولا روش جستجوی الگویی بهترین روش بهینه سازی شناخته شده است ثانیا در بهینه سازی با هدف بیشترین توان، قدرت خالص و بازده سیستم به ترتیب به اندازه 11.9% و 4% افزایش و توان مصرفی اجزاء جانبی به اندازه 42% کاهش می‌یابند.

واژه‌های کلیدی: پیل سوختی غشاء پلیمری، خودرو، رطوبت‌زن غشایی، بهینه سازی

متن کامل [PDF 662 kb]   (5862 دریافت)