This paper describes a power control scheme to improve the performance of a fuel cell battery hybrid power source for residential application. The proposed power control scheme includes a power control strategy to control the power flow of the fuel cell hybrid power system and a digital control technique for a front-end dc-dc converter of the fuel cell. The power control strategy enables the fuel cell to operate within the high efficiency region defined by the polarization curve and efficiency curve of the fuel cell. A dual boost converter with digital control is applied as a front-end dc-dc converter to control the fuel cell output power. The digital control technique of the converter employs a moving-average digital filter into its voltage feedback loop to cancel the low frequency harmonic current drawn from the fuel cell and then limits the fuel cell output current to a current limit using a predictive current limiter to keep the fuel cell operation within the high efficiency region as well as to minimize the fuel cell oxygen starvation.
Because of environmental crisis, researchers are seeking and developing a new, clean, safe and renewable energy. Solar cell energy and fuel cell energy have inestimable development potential. The paper introduces hybrid photovoltaic-fuel cell generation systems supplying a remote power load and hybrid system of solar cell and fuel cell considering the advantages of stable and sustainable energy from the economic point of view. Fuel cell power system has been proven a viable technology to back up severe PV power fluctuations under inclement weather conditions. Fuel cell power generation, containing small land us, is able to alleviate the heavy burden for large surface requirement of PV power plants. In addition, the PV-fuel cell hybrid power system shows a very little potential for lifetime $CO_2$ emissions. In this paper shows the I-V characteristics of the solar module which are dependent on the power of the halogen lamp and the I-V characteristics of fuel cells which are connected in parallel. Also, it shows efficiency of the hybrid system.
H-브릿지 멀티레벨 인버터는 여러 개의 단상 Power Cell을 직렬로 연결함으로써 저전압 전력용 반도체를 사용하여 고전압을 얻을 수 있고, 정현파에 가까운 출력전압 파형을 얻을 수 있는 멀티레벨 인버터 토폴로지이다. 본 논문은 산업현장에서 신뢰성을 인정받아 많이 사용되고 있는 직렬통신 방식의 일종인 CAN통신 인터럽터를 이용한 H-브릿지 멀티레벨 인버터 Power Cell의 PU 동기화 및 위상전이 방법에 관한 것이다. 제안된 방법의 주요 장점은 주제어기와 셀 제어기 사이에 직렬통신(CAN)을 사용함으로써 주제어기와 셀 제어기의 신호선의 단순화, 주제어기의 부담 감소, Power Cell의 모듈화, 셀 단위의 보호동작 용이, 확장성 향상 그리고 제어 신호 및 Power Cell의 신뢰성을 향상에 있다. 13레벨로 구성된 H-브릿지 멀티레벨 인버터 시험을 통해 제안된 방법의 타당성과 신뢰성을 입증하였다.
The paper deals with an operation scheme to improve the forecasting of output range and to regulate the active power output of the hybrid system consisting of a doubly fed induction generator (DFIG) and a fuel-cell. The power output of the wind turbine fluctuates as the wind speed varies and the slip power between the rotor circuit and power converter varies as the rotor speed change. The power fluctuation of a DFIG makes its operation difficult when a DFIG is connected to grid. A fuel cell system can be individually operated and adjusted output power, hence the wind turbine and fuel cell hybrid system can overcome power fluctuation by using a fuel-cell power control. In this paper, a fuel-cell is performed to regulate the active power output in comparison with the regulated active power output of a DFIG. And it also improves the forecasting of output range. Based on PSCAD/EMTDC tools, a DFIG and a proton exchange membrane fuel cell(PEMFC) is simulated and the dynamics of the output power in hybrid system are investigated.
International journal of advanced smart convergence
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제12권2호
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pp.182-186
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2023
In this study, we measured the power and temperature of the floating horizontal solar cell in a coastal lagoon and compared with those of ground solar cell and water platform solar cell. Because the bottom surface of the floating horizontal solar cell was contacting the water, cooling effect was expected stronger than other cells. As a result of the measurement, the power of floating horizontal cell was 11.7% higher than that of the ground cell and 15% higher than that of the water platform cell. During the measurement, it was observed that water waves were continuously flowed on the top surface of floating horizontal cell by the wind, and it could be assumed that the cooling effect occurred not only on the bottom surface of the cell but also on the top surface. In order to analyze the cooling effect and power increasing of the horizontal cell in the wave situation, we measured power and temperature of the cell while generating artificial waves in a laboratory equipped with Zenon lamp as a solar simulator. At the height of thewater surface, the power of the cell with waves was 3.7% higherthan without waves and temperature was 4.6℃ lower. At 1 cm and 2 cm below the watersurface, power of the cell with waves was decreased by 14% and 11% than without waves while temperature was same . At 3 cm below the water surface, there was no effect of waves.
Since the fuel cell uses the hydrogen for its fuel. it has no emission and higher efficiency than an internal combustion engine. Also fuel cell is much quieter than engine generator and generates heat much less than engine generator. So it has advantage of Army's 'si lent watch' capability and the ability to operate undetected by the enemy. The fuel cell hybrid system combines a fuel cell power system with an ESS. The ESS (e.g., batteries or ultracapacitors) reduces the fuel cell's peak power and transient response requirements. It allows the fuel cell to operate more efficiently and recovery of vehicle energy during deceleration. The battery has high energy density, so it has the advantage regarding driving distance. However, it has a disadvantage considering dynamic characteristic because of low power density. One other hand. the ultracapacitor has higher power density, so it can handle sudden change or discharge of required power. Yet. it has lower energy density. so it will be bigger and heavier than the battery when it has the same energy. This paper proposes the power management strategy for multi-power source fuel cell hybrid system. which is applied with the merits of both battery and ultra capacitor by using both of them simultaneous.
A operation scheme to regulate the active power output of the hybrid system consisted of a doubly fed induction generator(DFIG) and a fuel-cell are presented. The power output of the wind turbine fluctuates as the wind speed varies and the slip power between the rotor circuit and power converter varies as the rotor speed change. A fuel cell system can be individually operated and adjusted output power. In this paper, a fuel-cell is performed to regulate the active output power in comparison with the active power output of a DFIG. Based on PSCAD/EMTDC power system tools, we simulated a DFIG and a fuel cell and investigated about dynamics of the output power in hybrid system.
International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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제17권4호
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pp.631-640
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2016
A dual-mode power management for a hybrid-electric UAV with a cruise power of 200W is proposed and empirically verified. The subject vehicle is a low-speed long-endurance UAV powered by a solar cell, a fuel cell, and a battery pack, which operate in the same voltage bounds. These power sources of different operational characteristics can be managed in two different methods: passive management and active management. This study proposes a new power management system named PMS2, which employs a bypass circuit to control the individual power sources. The PMS2 normally operates in active mode, and the bypass circuit converts the system into passive mode when necessary. The output characteristics of the hybrid system with the PMS2 are investigated under simulated failures in the power sources and the conversion of the power management methods. The investigation also provides quantitative comparisons of efficiencies of the system under the two distinct power management modes. In the case of the solar cell, the efficiency difference between the active and the passive management is shown to be 0.34% when the SOC of the battery is between 25-65%. However, if the SOC is out of this given range, i.e. when the SOC is at 90%, using active management displays an improved efficiency of 6.9%. In the case of the fuel cell, the efficiency of 55% is shown for both active and passive managements, indicating negligible differences.
Power of fuel cell tram is supplied by only fuel cell system or hybrid system of fuel cell and battery/super capacity. Fuel cell is operated by hydrogen, which is fed directly from hydrogen tank or by reforming gasoline or methanol into hydrogen. Power system is preferred with hybrid of fuel cell and battery/super capacity since it improves total energy efficiency through interaction of hybrid components and restores energy regenerated by braking. Also, power supply system by fuel cell hybrid should be designed to output optimum energy efficiency depending on driving mode of fuel cell tram.
This paper presents the development of a fuel cell dynamic simulator using a programmable DC power supply and LabVIEW graphical user interface. The developed simulator closely describes the static and dynamic characteristics of an actual proton exchange membrance fuel cell (PEMFC). The experimental results are provided to verify the operation of the simulator. The developed simulator can be used as a convenient and economic alternative to an actual fuel cell for developing and testing a fuel cell power conditioning system.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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