Phuong_Thai
New Member
Download miễn phí Đề tài Điều khiển mạch nạp cho bộ điện phân sử dụng trong pin nhiên liệu
Nội dung chính:
1. bộ điện phân và pin nhiên liệu
2. bộ biến đổi công suất nạp điện cho bộ điện phân
3. mô hình
4. kết quả, hướng phát triển và ứng dụng
luận văn này được trình duyệt bằng slide
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
Ngành Kỹ Thuật Điện, Khoa Điện – Điện Tử, Đ H Bách Khoa Tp Hồ Chí MinhLUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
GVHD: Th.S Trần Công Binh
SVTH: Trần Văn Dinh
1/2008
Tên đề tài
ĐIỀU KHIỂN MẠCH NẠP CHO
BỘ ĐIỆN PHÂN
SỬ DỤNG TRONG PIN NHIÊN LIỆU
Nội dung chính
1/2008
Ngành Kỹ Thuật Điện, Khoa Điện – Điện Tử, ĐH Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh
Bộ điện phân (Electrolyzer) và Pin nhiên liệu (Fuel cell)1
Bộ biến đổi công suất nạp điện cho Bộ điện phân2
Mô hình3
Kết quả, hướng phát triển và ứng dụng4
1/2008
Ngành Kỹ Thuật Điện, Khoa Điện – Điện Tử, ĐH Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh
Pin nhiên liệu (Fuel Cell)
Bộ điện phân (Electrolyzer)
1
1/2008
Ngành Kỹ Thuật Điện, Khoa Điện – Điện Tử, ĐH Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh
Pin nhiên liệu và Bộ điện phân1
Hoạt động của Pin nhiên liệu
Pin nhiên liệu tổng hợp Hydro và Oxy thành nước,
trong quá trình đó sinh ra dòng điện cung cấp cho các thiết bị điện hoạt động
2H2 + O2 = 2H2O
-++® 2e2HH 2 O22H2O4e4H ®+
-
+
+
1/2008
Ngành Kỹ Thuật Điện, Khoa Điện – Điện Tử, ĐH Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh
Pin nhiên liệu và Bộ điện phân1
Gas thiên nhiên, bio gas,
gas than đá, H2
O2 , Không khí
60%
65%
Từ 800 đến
10000C
Ziriconi Oxit
(ZrO2) rắn
Solid Oxide
Fuel cell (SOFC)
Gas thiên nhiên, bio gas,
gas than đá, H2
O2 , Không khí
65%Từ 620 đến 6600C
Na2CO3, K2CO3
nóng chảy
Molten Carbonate
Fuel cell (MCFC)
Gas thiên nhiên, bio gas, H2
O2 , Không khí
55%Từ 160 đến 2200C
Axit Phosphoric
(H3PO4)
Phosphoric Acid
Fuel cell (PAFC)
CH3OH
O2 , Không khí
20%
30%
Từ “nhiệt độ
phòng” đến 1300C
Màng trao đổi
Proton
Direct Methanol
Fuel cell (DMFC)
H2
O2 , Không khí
40%
60%
Từ “nhiệt độ
phòng” đến 800C
Màng trao đổi
Proton
Proton Exchange
Membrane Fuel cell
(PEMFC)
H2
O2
60%
70%
Từ “nhiệt độ
phòng” đến 900C Kiềm (KOH)
Alkaline
Fuel cell (AFC)
Nhiên liệu
Hiệu
xuất
điện
Nhiệt độ
hoạt động
Chất
điện phân
Phân loại
Pin nhiên liệu
1/2008
Ngành Kỹ Thuật Điện, Khoa Điện – Điện Tử, ĐH Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh
Pin nhiên liệu và vấn đề môi trường
H2
Pin nhiên liệu và Bộ điện phân1
Hydrocacbon
Dầu mỏ, khí thiên nhiên,…
Điện phân
nước
Methanol:
Tinh bột, đường,…
Tài nguyên không tái sinh
Đồng thời thải ra CO2
Ảnh hưởng đến nguồn
lương thực của con người
Đồng thời thải ra CO2
Năng
lượng
điện
cung
cấp
Không tái sinh được:
Than đá, dầu mỏ,
khí gas, nguyên tử,…
Tái sinh được:
Nước, gió, mặt trời,
Sóng, địa nhiệt,…
Chuyển CO2 từ nơi sử dụng
dạng năng lượng này đến
nơi sản xuất H2
Vẫn thải ra CO2
Nguồn năng lượng vô tận
Không thải ra CO2
Thân thiện với môi trường
1/2008
Ngành Kỹ Thuật Điện, Khoa Điện – Điện Tử, ĐH Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh
Nạp nhiên liệu (Methanol) cho Pin nhiên liệu
Pin nhiên liệu và Bộ điện phân1
1/2008
Ngành Kỹ Thuật Điện, Khoa Điện – Điện Tử, ĐH Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh
Hoạt động của Bộ điện phân PEM
Pin nhiên liệu và Bộ điện phân1
Bộ điện phân là thiết bị dùng để chuyển hóa điện năng thành hóa năng
Bộ điện phân tách nước thành H2 và O2 khi có dòng điện DC đi qua
Điện áp Vdc ≥ 1,23Vdc
1,23V(điện áp phân ly H2O)
* PEM gồm lớp teflon
được sulfonic hóa
bởi nhóm chức SOH3.
* PEM chỉ cho proton H+
đi qua.
1/2008
Ngành Kỹ Thuật Điện, Khoa Điện – Điện Tử, ĐH Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh
Tích trữ H2 và O2
Pin nhiên liệu và Bộ điện phân1
Sợi nano carbon
(đang trong giai
đoạn nghiên cứu)
O2
Hóa lỏng Dạng Kim loại HydruaÁp suất cao
H2
Mô hình hệ thống tích trữ năng lượng sử dụng Pin nhiên liệu
1/2008
Ngành Kỹ Thuật Điện, Khoa Điện – Điện Tử, ĐH Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh
Bộ biến đổi công suất
2
1/2008
Ngành Kỹ Thuật Điện, Khoa Điện – Điện Tử, ĐH Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh
Giới thiệu
Bộ biến đổi công suất2
Chức năng: nhận năng lượng điện từ nguồn ngoài dưới dạng DC không điều khiển được U, I
sang dạng năng lượng điện DC có U và I điều khiển được.
Nhận các tín hiệu điều khiển từ khối điều khiển và tạo ra dòng điện với cường độ thích hợp
cung cấp cho bộ điện phân.
Mạch CUK (Buck - Bosst): có thể giảm – tăng điện áp.
Khối điều khiển: Dùng DSP TMS320F2812.
Cảm biến: đo điện áp và dòng điện (cảm biến Hall).
1/2008
Ngành Kỹ Thuật Điện, Khoa Điện – Điện Tử, ĐH Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh
DSP TMS320F1812
Vi điều khiển TMS320F2812 là phiên bản mới nhất của thế hệ DSP TMS320C28xTM
Các ngoại vi tích hợp trên chip nên hoạt động
linh hoạt trong ứng dụng điều khiển số động cơ,
nguồn điện,…
TMS320C28xTM được thiết kế đặc biệt
xử lý thời gian thực cho phép thực hiện
các kỹ thuật điều khiển hiệu quả nhất.
Bộ biến đổi công suất2
1/2008
Ngành Kỹ Thuật Điện, Khoa Điện – Điện Tử, ĐH Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh
Cấu trúc DSP TMS320F2812
2 khối quản lý sự kiện
có đến 16 kênh PWM
ADC 12bit, 16 kênh
MUX ngõ vào
Ngoại vi cổng nối tiếp
Đến 56 chân ngoại vi
đa năng (GPIO)
Nhân 32bit dấu chấm tĩnh
Tốc độ cao 150MHz (6.67ns)
Tính toán 16x16 và 32x32bit
Kiến trúc Bus Harvard
Xử lý và đáp ứng ngắt nhanh
Bộ biến đổi công suất2
1/2008
Ngành Kỹ Thuật Điện, Khoa Điện – Điện Tử, ĐH Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh
Mô hình
3
1/2008
Ngành Kỹ Thuật Điện, Khoa Điện – Điện Tử, ĐH Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh
Mô hình3
Mạch kích
Mạch cách ly
Mạch đệm
Cuk Converter
Mạch
phân
áp
Cảm
biến
Hall Bộ điện
phân
Mạch
phân
áp
Cảm
biến
Hall
Biến trở
điều chỉnh
giá trị đặt
eZdsp KIT TMS320F2812
PWMADC ADC
1/2008
Ngành Kỹ Thuật Điện, Khoa Điện – Điện Tử, ĐH Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh
Mô hình3
1/2008
Ngành Kỹ Thuật Điện, Khoa Điện – Điện Tử, ĐH Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh
Mô hình3
Lưu đồ giải thuật
1/2008
Ngành Kỹ Thuật Điện, Khoa Điện – Điện Tử, ĐH Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh
Kết quả, ứng dụng
và hướng phát triển của đề tài
4
1/2008
Ngành Kỹ Thuật Điện, Khoa Điện – Điện Tử, ĐH Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh
Kết quả4
0
5
10
15
20
25
10 15 20 25 30 35
Vin (V)
Vout (V)
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0Iin (A)
Áp ra 24Vdc Iin
Áp ra không đổi 24V, Tải không đổi (bóng dèn 24V - 10 W), áp vào thay đổi
1/2008
Ngành Kỹ Thuật Điện, Khoa Điện – Điện Tử, ĐH Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh
Kết quả4
Dòng ra không đổi 0.5A, Tải thay đổi, áp vào không đổi
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0
R(Ohm)
Iout(A)
0.0
5.0
10.0
15.0
20.0
25.0V(V)Iout Vout Vin
1/2008
Ngành Kỹ Thuật Điện, Khoa Điện – Điện Tử, ĐH Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh
Kết quả4
Áp ra không đổi 0.5A, Tải thay đổi, áp vào không đổi
0.0
5.0
10.0
15.0
20.0
25.0
20.0 22.0 24.0 26.0 28.0 30.0 32.0 34.0 36.0
R(Ohm)
V(V)
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6Iout(A)
Vout Vin Iout
1/2008
Ngành Kỹ Thuật Điện, Khoa Điện – Điện Tử, ĐH Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh
Kết quả4
Nhận xét hệ thống
Hệ thống vận hành được ở các chế độ khác nhau
có thể cung cấp điện cho bộ điện phân
Ưu điểm
Khuyết điểm
Đề tài thiết kế được mạch Cuk nhưng hoạt động ở công suất nhỏ
Chưa thiết kế mạch bảo vệ cho mạch Cuk
1/2008
Ngành Kỹ Thuật Điện, Khoa Điện – Điện Tử, ĐH Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh
Ứng dụng4
Hệ thống ứng dụng để nhận năng lượng từ nguồn DC (Pin quang điện,
máy phát điện dùng năng lượng gió,…), nguồn AC đã qua chỉnh lưu
nạp nă...