光伏燃料電池-鋰離子電池混合動力系統

光伏燃料電池-鋰離子電池混合動力系統

介紹了一種光伏燃料電池-鋰離子電池混合動力系統，該混合動力系統的特點在于使用了光伏發電系統。該系統模塊由冷卻循環裝置、空氣壓縮機、熱交換器和加濕器、鋰離子電池、功率控制單元和電動機、控制器等組成。系統模塊中的壓縮機用于對供應到燃料電池堆的空氣加壓，將加壓的空氣在加濕器中加濕并進入燃料電池。相應地，氫氣存儲罐供應的氫氣通過加濕器進入燃料電池堆，過量的氫氣在入口處再循環。冷卻循環裝置的主要功能是降低燃料電池中化學反應產生的熱量。光伏陣列是集成系統中的一部分。輸出的電力來自不同的光伏發電系統，這些電力被提供給功率控制單元。

試驗中將該混合動力系統與由鋰離子電池和質子交換膜燃料電池組成的傳統系統進行比較，尤其是在提供的能量和效率上進行比較。研究結果表明，當燃料電池的電流密度為1150mA/cm2時，傳統系統提供的能量效率56.3%。在光伏燃料電池的電流密度為1150mA/cm2時，所開發系統提供的能量效率56.63%。該光伏發電系統以98.32kW的最大功率連續驅動3h，可使燃料電池節約561g的氫氣，約為氫存儲罐體積總量的11.2%。將工作溫度從30℃提高到80℃后，導致傳統系統的熱損耗值下降，而所研究的系統熱損耗值變化較小。與傳統燃料電池相比，使用混合動力系統的燃料電池能量損失減少112.5kW。

試驗結果表明，與鋰離子電池和質子交換膜燃料電池組成的傳統系統相比，所開發的光伏燃料電池-鋰離子電池混合動力系統較穩定。

刊名：Energy Conversion and Management（英）

刊期：2016年第18期

作者：M.F.Ezzat

編譯：楊欣