Modares Mechanical Engineering
مهندسی مکانیک مدرس
Modares Mechanical Engineering
Engineering & Technology
http://mme.modares.ac.ir
1
admin
1027-5940
2476-6909
10.22034/mme
fa
jalali
1395
11
1
gregorian
2017
2
1
16
12
online
1
fulltext
fa
ساخت نمونه آزمایشگاهی سیستم هیبریدی انرژی بادی-پیل سوختی با تأمین هیدروژن به روش الکترولیز و تحلیل فنی آن
Lab Scale Production of Wind Power-Fuel Cell Hybrid Systems by Use of Electrolysis Process and Study of Technical Analysis
نیروگاههای بادی به عنوان یکی از منابع انرژیهای تجدیدپذیر بعضاً در ساعات پیک مصرف جوابگو نیستند؛ لذا ایجاد یک سیستم ذخیرهسازی توان و پشتیبان برای این نیروگاهها ضروری به نظر میرسد. در این پژوهش یک سیستم هیبریدی متشکل از چهار جزء اصلی توربین بادی، الکترولیزر، ذخیره هیدروژن و پیل سوختی، جهت تأمین توان قابلاطمینان ارائه گردید. در ساعات کم باری، توان اضافی تولیدشده وارد واحد الکترولیز شده و در آنجا آب به هیدروژن و اکسیژن تبدیل میشد. هیدروژن در ساعات پیک مصرف برای تولید برق وارد پیل سوختی میگردید تا تقاضای برق شبکه ارضا گردد. در این پژوهش ابتدا با ساخت آزمایشگاهی سیستم مذکور میزان تولید هیدروژن توسط الکترولیزر و میزان تولید توان توسط پیل سوختی بررسی شد. بیشترین میزان هیدروژن تولیدی توسط این سیستم در هر ساعت به طور متوسط 304 میلیلیتر بود. در نتیجه میزان توان تولیدی توسط پیل سوختی 1008 میلیوات محاسبه شد. از سویی سیستم هیبریدی مذکور ظرفیت توربین بادی را به میزان 1.8 % افزایش داد. همچنین میزان توان خروجی الکترولیزر حدود 50% و میزان توان تولیدی پیل سوختی در حالت ماکزیمم 6.7 % خروجی الکترولیزر محاسبه گردید. با در نظر گرفتن این دو مقدار، میزان توان تولیدی پیل سوختی نسبت به توان خروجی از توربین بادی 1 به 30 به دست آمد. در ادامه سیستم هیبریدی ساخته شده برای تامین برق 205 خانوار مدل شد و مطالعه موردی برای سیستم مورد نظر در منطقه کوهین انجام شد. مطالعه موردی ونیز تحقیقات آزمایشگاهی برای سیستم هیبریدی مذکور برای اولین بار در ایران صورت گرفته است.
The wind is one of developing sources of renewable energy in recent years. Wind power often is unusable at peak times. Therefore, a storage system or backup power is always necessary. In this study, a hybrid system was applied for a wind turbine to provide the reliable power. The hybrid system consisted of four main components: a wind turbine, electrolyzer, hydrogen storage and fuel cell. The extra electricity produced in fewer demand hours by wind turbine was conducted to a hydrogen and oxygen generator system. Hydrogen were stored in a tank. Then, hydrogen was introduced to a fuel cell unit in order to produce electricity at peak times (when the electricity produced by wind power was less than demand). The hydrogen production rate by alkaline electrolysis as well as the electricity production by PEM fuel cell was investigated. The maximum hydrogen produced by the system per hour average was 304 ml and the power produced by the fuel cell was 1008 mW. After the construction of the prototype, a case study for this system was done in Kouhin area.
توربین بادی,الکترولیز,هیدروژن,پیل سوختی,ذخیرهسازی انرژی
Wind turbine,electrolyze,Hydrogen,fuel cell,energy storage
425
432
http://mme.modares.ac.ir/browse.php?a_code=A-15-1000-1729&slc_lang=fa&sid=15
Alireza
Zahedi
علیرضا
زاهدی
100319475328460065570
100319475328460065570
Yes
دانشگاه علم و صنعت ایران
Seyed Amirail
Amirkhlili
سید امیرعلی
امیرخلیلی
100319475328460065571
100319475328460065571
No
دانشگاه علم و صنعت ایران
Ali
Ghaffari Nejad
علی
غفارینژاد
100319475328460065572
100319475328460065572
No
دانشگاه علم و صنعت ایران