光-氫轉(zhuǎn)換電力變換器研究

于方艷 蔣偉 王文 莫岳平

隨著能源緊缺和環(huán)境污染現(xiàn)狀越來越嚴(yán)重，開發(fā)潔凈的可再生資源越來越受到重視。相比與傳統(tǒng)的化石能源，氫能量密度大、熱值高，能量轉(zhuǎn)換過程中無污染，是理想的未來能源載體。隨著以氫氣為能源的質(zhì)子交換膜燃料電池逐漸應(yīng)用于靜止發(fā)電裝置與車載動(dòng)力系統(tǒng)，氫能的優(yōu)勢(shì)逐漸顯現(xiàn)[1-2]。氫是宇宙中最豐富的元素，在地球上主要以碳?xì)浠衔锖退男问酱嬖冢恢茪浞绞街饕刑細(xì)浠衔镏卣碗娊馑畠煞N方式，現(xiàn)今制氫企業(yè)主要采用碳?xì)浠衔镏卣姆绞街茪洌虼嗽趥鹘y(tǒng)意義上，氫氣制備被認(rèn)為是一種高能耗過程。太陽能取之不盡，用之不竭，若能高效利用太陽能分解水來制備氫氣，則可以將光能轉(zhuǎn)換為清潔的化學(xué)能，成為光-氫儲(chǔ)能過程[3]。

本論文提出了基于分布式供電的制氫系統(tǒng)架構(gòu)，并對(duì)其中關(guān)鍵的光伏模塊化供電技術(shù)做深入的探討，包括雙相降壓變換器的建模，底層數(shù)字控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，以及最大功率追蹤的實(shí)現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，單個(gè)電力變換模塊的性能達(dá)到了預(yù)期的效果。