แบบจำลองเซลล์เชื้อเพลิงชนิด PEMFC ร่วมกับวงจรแปลงผันแบบวงจรทอนระดับแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงด้วยโปรแกรม MATLAB/Simulink

บทคัดย่อ

บทคัดย่อ

บทความนี้นำเสนอการพัฒนาแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ ด้วยโปรแกรม MATLAB/Simulink เพื่อวิเคราะห์สมรรถนะการทำงานของเซลล์เชื้อเพลิงชนิดเมมเบรนแลกเปลี่ยนโปรตอน (PEMFC) ร่วมกับแบบจำลองของวงจรแปลงผันแบบวงจรทอนระดับแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงเพื่อทำการศึกษาเป็นแนวทางในการสร้างเครื่องจำลองเซลล์เชื้อเพลิงชนิด PEMFC ขึ้นมาทดแทนซึ่งจะเป็นประโยชน์ต่อการศึกษาค้นคว้าด้านเซลล์เชื้อเพลิงต่อไป เซลล์เชื้อเพลิงที่ใช้เป็นรุ่น NEXA@1200 ของบริษัท Ballard ขนาดพิกัดกำลัง 1200 วัตต์ แรงดันขาออกที่ 26 – 43 โวลท์ จากการทดสอบเซลล์เชื้อเพลิงในห้องปฏิบัติการพบว่าผลการจำลองมีค่าสอดคล้องและใกล้เคียงกับผลที่ได้จากการทดลองจริงโดยใช้ค่าพารามิเตอร์เหมือนกันทั้งในระบบจำลองและในการทดลองนอกจากนี้ผลการจำลองของวงจรเซลล์เชื้อเพลิงร่วมกับวงจรทอนระดับแรงดัน แสดงให้เห็นว่าแรงดันไฟฟ้าขาออกมีค่าสอดคล้องและใกล้เคียงกับการทดลองในห้องปฏิบัติการอย่างเป็นที่น่าพอใจ

คำสำคัญ: เซลล์เชื้อเพลิง แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ แบบจำลองเซลล์เชื้อเพลิง

Abstract

This paper presents a mathematical model using MATLAB / Simulink to analyze the performance of a proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) together with a DC/DC buck converter model. It will lead to a building of a prototype PEMFC simulator, which will be useful to study the behavior of the fuel cell. The fuel cell in the project is a 1.2kW, 26-43 output voltage NEXA@1200 from Ballard Company. The simulation result was compared with an actual experiment in a laboratory by using the same parameters, such as pressure of hydrogen and oxygen flow rate. In addition, the simulation results show that output voltage from the DC/DC buck converter model is approximately close to the actual PEMFC in an experimental lab.

Keywords: Fuel cell, Mathematical Model, Fuel cell Model