بررسي تاثير استفاده از انواع غشا هاي پليمري و شرايط عملكردي بر پيل سوختي غشا پليمري در يك سيستم برق پشتيبان (UPS)

The Effect ofDifferent Membrane and Fuel Cell Operational Conditions on Polymer Electrolyte Membrane Fuel cell Performance for UPS

باتوجه به نياز روز افزون بشر به انرژي حرارتي و كاهش منابع انرژي فسيلي در جهان، نياز به استفاده از انرژهاي نو مورد توجه جدي قرار گرفته است. در اين راستا انرژي خورشيدي در جهت تامين قسمتي از انرژي مورد نياز جوامع بشري در آينده در اولويت قرار دارد. استفاده از كلكتورهاي خورشيدي بدون شيشه با صفحه جاذب مشبك بدليل راندمان بالا و هزينه‌ي كم يكي از راههاي تامين انرژي در زمينه گرمايش هواي مورد نياز فضاهاي بزرگ مانند كارخانجات و كارگاهها و همچنين در خشك كردن محصولات كشاورزي است. دراين پژوهش عملكرد حرارتي اين كلكتورها كه در فضاي باز نصب مي شوند و در معرض مستقيم تابش خورشيد و وزش باد مي باشند مورد بررسي قرار گرفته است. با فرض وزش باد در راستاي عمود بر صفحه كارايي حرارتي صفحات جاذب با جنس‌هاي مختلف و ميزان تخلخل متفاوت در چند حالت سرعت و مكش جريان مورد بررسي قرار گرفته شده است. با توجه به آناليزهاي تحليلي صورت گرفته ابتدا عوامل موثر بر كارايي حرارتي اين كلكتورها مشخص گرديد و در ادامه تاثير هر عامل بر كارايي حرارتي اين كلكتورها مورد بررسي قرار گرفته است. همچنين انتقال حرارت از پشت صفحه كه در اكثر تحقيقات گذشته مورد محاسبه واقع نمي‌گرديد، لحاظ شده است. نتايج نشان مي‌دهد كه رفتار كلي اين صفحات و كارايي حرارتي آنها تحت تاثير پارامترهاي مشخص شده تا حدود قابل ملاحظه‌اي مشابه به حالت وزش باد بصورت جريان موازي با صفحه بوده و تنها در برخي موارد اختلافاتي مشاهده شده است.

This paper describes the model of aproton exchange membrane fuel cell (PEM fuel cell)for a one kilowatt UPS system. One of the critical problems to overcome in the PEM fuel cells is the water management. In this work a steady state, two dimensional, isothermal model in a single PEM fuel cell using individual computational fluid dynamics code was presented. Different membranes are compared to investigate the effect of operating condition on the polarization curve of fuel cell. The maximum power of fuel cell with Gore-select membrane is the highest and the model predicts that the amounts of different fluxes of water are strong function of current density, which is related to external load. The model prediction polarization curves are compared with model predictions data reported in the validated open literature and a good compatibility were observed