بررسی تکنولوژی های مختلف پیل سوختی و ارائه مدل بهبود یافته تزریق توان این تولیدات در حضور دیگر منابع انرژی

در این پژوهش پیل سوختی به عنوان یکی از منابع انرژی های تجدیدپذیر معرفی و مزایای آن ها در کنار چالشهای پیش رو تبیین شده است. بازده بالا، عدم نیاز به شبکه سراسری و تولید مستقل، تنظیم سیستم بر حسب نیاز، پایین بودن سطح تولید آلاینده های زیست محیطی، عدم آلایندگی صوتی، تولید هم زمان انرژی الکتریکی و حرارت، تعمیر و نگهداری آسان و اندک و چگالی توان بالا از جمله مزایای این منابع می باشد. تامین سوخت مورد نیاز و زیر ساخت هیدروژن، فنآوری ساخت اجزاء و پایین آوردن سطح پلاتین مورد استفاده و کاهش قیمت تمام شده از جمله چالش هایی است که پیش روی محققان است. با توجه به مزایای ویژه پیل سوختی، شورای گروه برق قدرت و کنترل و شورای پژوهشی دانشکده فنی و مهندسی دانشگاه شاهد اقدام به تصویب پروپوزال این پروژه با هدف بررسی انواع تکنولوژی های پیل سوختی و انتخاب تکنولوژی مطلوب جهت ساخت در داخل دانشکده نمود. در حقیقت رسیدن به دانش ساخت پیل سوختی و محقق نمودن امکان ساخت آن- که امروزه یکی از مرزهای علم در دنیا به شمار می آید- کار آسانی نیست. این امر از محدوده تنها یک پروژه در دوره تحصیلات تکمیلی خارج بوده و نیازمند تحقیقات وسیع در این زمینه و کارگروه های تخصصی می باشد. به همین دلیل و به عنوان سرآغازی جهت تحقق این هدف، پروژه جاری به دنبال فراهم آوردن مقدمات لازم، آشنایی دقیق پیل های سوختی و ساز و کار فعالیت ها و فرآیند ها به صورت پایه ای با استفاده از مدل های موجود پیل سوختی می باشد. در این پژوهش در ابتدا انواع پیل های سوختی معرفی و نحوه عملکرد آن ها اجمالا مورد بحث قرار می گیرد. با انتخاب شاخص هایی جهت مقایسه، انواع پیل های سوختی نسبت به یکدیگر مورد ارزیابی قرار گرفته و در میان پیل های سوختی دما پایین، پیل سوختی پلیمری و در میان پیل های سوختی دما بالا، پیل سوختی اکسید جامد دارای مزیت های بیشتری جهت رقابت با سایر فن آوری های پیل سوختی تشخیص داده شدند. در ادامه پژوهش، پیل سوختی پلیمری به دلیل کاربرد گسترده، امکان تحقیق و توسعه آسان تر به واسطه پایین تر بودن دما جهت ادامه پژوهش، انتخاب و مدل یک بعدی آن ارائه می گردد. سپس حساسیت هر یک از متغیر ها بر خروجی مدل به صورت مجزا تعیین شده و جهت بررسی تطبیقی متغیرهای فوق، یک تحلیل حساسیت چند متغیره به اجرا در آمده است. در بخش پایانی این پایان نامه نیز جهت یافتن شرایط بهینه عملکردی پیل سوختی در جنبه های اقتصادی و توان تولیدی با انتخاب مدلی نیمه- عملی به بهینه یابی عملکرد پیل سوختی می پردازیم. این مدل اگر چه دسترسی به برخی پارامتر های مورد توجه مدل یک بعدی را از ما می گیرد، اما مدلسازی پیل سوختی پلیمری را با تقریب بیشتری نسبت به سیستم عملی ممکن ساخته و شرایط را برای یافتن نقطه بهینه فراهم می آورد.