طراحي و ساخت سيستم پيل سوختي 5 كيلووات

Design and Manufacturing of a 5 KW Fuel Cell System

بحران انرژي يكي ازموضوعاتي است كه به شدت مورد توجه جوامع امروزي مي‌باشد. سوختهاي فسيلي كه تاكنون تامين‌كننده بخش عمده‌اي از انرژي مورد نياز بشر بوده‌اند، منابعي رو به زوال هستند. از طرفي، سيستمهاي مصرف‌كننده اين سوختها داراي بازده پاييني مي‌باشند. اين سيستمها، علاوه بر اتلاف منابع سوختي، از مهمترين منابع آلوده‌كننده محيط زيست نيز محسوب مي‌شوند. از اين رو، استفاده از انرژيهاي نو و سيستمهاي تبديل انرژي با بازده بالا و آلودگي كم همانند پيل سوختي، بسيار لازم و ضروري است. در اين تحقيق نوع كاربرد نيروگاهي و ايستگاهي پيلهاي سوختي و همچنين ميزان توسعه اين منبع انرژي پاك در كشورهاي توسعه يافته مورد بررسي قرار گرفته است. هرچند در ساخت واحدهاي نيروگاهي و ايستگاهي پيل سوختي از انواع مختلف پيل سوختي استفاده مي گردد ولي پيل سوختي كربنات مذاب (MCFC) بيشترين كاربرد را در اين زمينه دارد. در اين مقاله، همچنين سيستم پيل سوختي 5 كيلووات طراحي و ساخته شده در مركز تحقيقات مهندسي اصفهان معرفي شده و در مورد بخشهاي مختلف گازرساني، خنك ساز، ايمني و مدارهاي كنترل آن توضيح داده شده است. همچنين، مشخصات ولتاژ، جريان اين سيستم پيل سوختي پليمري در نمودار قطبش(پلاريزاسيون) آن نشان داده شده است. ولتاژ DC اين سيستم به وسيله مبدلهاي مخصوص به برق AC 220 ولت تك فاز با توان خالص 5 كيلووات تبديل مي شود. خروجي اين سيستم منبع تامين كننده برق يك سوله آزمايشگاهي مي باشد.

Today, the demand of energy is one of the most important issues of our world. Fossil fuels which have fulfilled main socials’ energy request are limited sources. Besides the Systems that use these types of fuels have low efficiency and also are main sources of air pollution. Therefore, using the renewable energy sources and the high efficiency systems is necessary. In this research, the stationary applications of the fuel cell systems and the development of this clean energy conversion is considered. Although in constructing of fuel cell power plants and stationary units, some types of fuel cell systems have used, but molten carbonate fuel cell (MCFC) has the most application in this fields. In this paper, the design and manufacturing of a 5kW fuel cell system and its fuel and air management, heat and water management, safety and control subsystems are investigated.