Топливный элемент

Фун­кции наших реше­ний

Прос­тая хими­чес­кая реак­ция откры­вает нам новую главу новой энер­гии. В топ­ливном эле­мен­те, кото­рый сос­тоит из ано­да, катода и элек­тро­лит­ной мем­бра­ны, водо­род и кис­ло­род объ­еди­ня­ются для выра­ботки элек­три­чес­тва, тепла и воды. Нес­колько топ­ливных эле­мен­тов соби­ра­ются в хра­нилище для полу­чения более высо­кого тока, и это хра­нилище топ­ливных эле­мен­тов исполь­зу­ется для мно­жес­тва раз­личных при­менений, нап­ри­мер для тран­спор­ти­ров­ки, накоп­ле­ния энер­гии, резер­вного пита­ния и т.д. Чтобы иметь воз­можность оце­нить харак­те­рис­тики топ­ливных эле­мен­тов, мы обычно про­водим испы­тания про­из­во­дитель­ности и дол­го­веч­ности. Харак­те­рис­тики топ­ливного эле­мента обычно ука­зыва­ются поля­ризаци­он­ными кри­выми путем изме­рения его нап­ря­жения и тока.

Испы­тание на дол­го­веч­ность это испы­тание после того, как бата­рея топ­ливных эле­мен­тов дос­тигла рабо­чих усло­вий, при этом бата­рея под­верга­ется дли­тель­ному пов­то­рению тре­бу­емого рабо­чего цик­ла. И в тес­тах про­из­во­дитель­нос­ти, и в тес­тах на дол­го­веч­ность элек­трон­ная наг­рузка явля­ется одним из клю­чевых ком­по­нен­тов испы­татель­ного стен­да. EA Elektro Automatik, лидер на рынке реше­ний для элек­тро­питания пос­то­янного тока в Евро­пе, пред­ла­гает реку­ператив­ную элек­трон­ную наг­рузку пос­то­янного тока со встро­ен­ной фун­кцией прог­рамми­ру­емого соп­ро­тив­ле­ния. Реге­нерация явля­ется отрас­ле­вым стан­дартом для тес­ти­рования бата­рей топ­ливных эле­мен­тов, что осо­бенно полезно при дли­тель­ной экс­плу­ата­ции. Режим прог­рамми­ру­емого соп­ро­тив­ле­ния (или режим таб­лицы XY) помо­гает инже­нерам моде­лировать раз­личные усло­вия наг­рузки.

Топливный элемент

Моде­лирова­ние раз­личных фун­кций VI

Кри­вые поля­ризации и удель­ной мощ­ности бата­рей­ных хра­нилищ топ­ливных эле­мен­тов явля­ются обыч­ным пока­зателем про­из­во­дитель­ности эле­мен­тов. Эти кри­вые обычно оце­нива­ются при опти­маль­ных рабо­чих усло­виях (тем­пе­ратура, влаж­ность, элек­тро­катализ и ионо­об­менная мем­бра­на) хра­нилищ топ­ливных эле­мен­тов.

Эти изме­рения можно легко выпол­нить, зап­рограм­ми­ровав элек­трон­ную наг­рузку на раз­личные про­фили тока или соп­ро­тив­ле­ния. Элек­трон­ные наг­рузки серии ELR 9000 3U / 9000 HP / 10000 4U пред­ла­гают раз­личные испы­тания дина­мичес­кой наг­рузки для опре­деления харак­те­рис­тик топ­ливных эле­мен­тов.

Топливный элемент

Режим с пос­то­янным соп­ро­тив­ле­ни­ем: поль­зо­ватель может опре­делить целе­вое соп­ро­тив­ле­ние для извле­чения жела­емого тока из мас­сива топ­ливных эле­мен­тов. Это можно легко нас­тро­ить с помощью инту­итивно понят­ного HMI (че­ловеко-ма­шин­ного интер­фей­са), чтобы изме­нить зна­чение соп­ро­тив­ле­ния.

Топливный элемент

XY таб­ли­ца: Поль­зо­ватель может опре­делять раз­личный заряд­ный ток в зави­симости от нап­ря­жения, заг­ру­зив эту таб­лицу IV в устрой­ство. Это осо­бенно полезно для про­верки нели­ней­ных выход­ных харак­те­рис­тик.

Испы­тание на изно­сос­той­кость

Пос­кольку топ­ливный эле­мент явля­ется источ­ни­ком актив­ной энер­гии во мно­гих сфе­рах при­менения, необ­хо­димо про­вести испы­тание на дол­го­веч­ность, чтобы гаран­ти­ровать безо­пас­ность и ста­биль­ность про­дук­та. Как пра­вило, авто­мобиль­ный стан­дарт тре­бует 5000 часов (~ 7 меся­цев), а для ста­ци­онар­ного хра­нилища тре­бу­ется даже более 10 000 часов испы­таний. Циклы сту­пен­ча­того и тре­уголь­ного потен­ци­алов часто исполь­зу­ются для сок­ра­щения про­дол­жи­тель­ного вре­мени тес­ти­рования. Однако для типич­ной сис­темы мас­си­вов топ­ливных эле­мен­тов мощ­ностью 100 кВт это все равно будет свя­зано с огром­ными экс­плу­ата­ци­он­ными рас­хо­дами.

Топливный элемент

В целях опти­мизации исполь­зо­вания энер­гии все больше и больше стан­ций для испы­таний топ­ливных эле­мен­тов обо­руду­ются реге­нератив­ной элек­трон­ной наг­рузкой пос­то­янного тока, чтобы пода­вать энер­гию обратно в сеть и сни­жать экс­плу­ата­ци­он­ные рас­хо­ды. Элек­трон­ные наг­рузки серии ELR 9000 3U / 9000 HP / 10000 4U пред­ла­гают высо­кий уро­вень реге­нератив­ной эффек­тивнос­ти, что поз­во­ляет эко­номить энер­гию и зат­ра­ты.

Кроме того, внут­ренний гене­ратор фун­кций серии ELR поз­во­ляет поль­зо­вателю выпол­нять уско­рен­ные тес­то­вые про­фили (сту­пен­ча­тые или тре­уголь­ные). Фун­кция про­верки раз­ряда также может пре­дос­та­вить резуль­тат изме­рения накоп­ленной энер­гии.

Проб­лемы при испы­тании топ­ливных эле­мен­тов

Боль­шая часть мас­сива топ­ливных эле­мен­тов сегодня рабо­тает в диапа­зоне 500–750 В. Если заказ­чик хочет гиб­кости для удов­летво­рения тре­бований к высо­коволь­тным и силь­но­точ­ным испы­тани­ям, EA Elektro-Automatik теперь выво­дит на рынок новую опцию SCB (ус­трой­ство для пос­ле­дователь­ного соеди­нения), с кото­рым можно исполь­зо­вать блоки парал­лельно (бо­лее высо­кий ток) или иметь воз­можность нас­тра­ивать пос­ле­довательно (бо­лее высо­кое нап­ря­жение).

Топливный элемент
При­мер 1: Два блока на 750 В пос­ле­до­ватель­но; Допус­ти­мость: Да; Тре­бо­вание зазем­ле­ния: Нет; Огра­ни­чения: Нет.
Топливный элемент
При­мер 2: Три блока на 750 В пос­ле­дователь­но; Допус­ти­мость: Да; Тре­бование зазем­ле­ния: Да, либо между бло­ками 2 и 3 или между 1 и 2; Огра­ничения: Нет.
Наверх