基于PV-SOFC混合發(fā)電系統(tǒng)的建模及性能仿真研究.pdf

1、隨著化石能源的日漸枯竭以及環(huán)境問題的日益突出，世界各國越來越重視清潔可再生能源的開發(fā)和利用。這些能源中太陽能具有資源豐富、無污染并且無處不在等巨大優(yōu)勢，近年來得到廣泛應(yīng)用。但是考慮到太陽能同時也存在著不穩(wěn)定性和間斷性等缺點(diǎn)，因此本文利用效率高、燃料多、零廢氣排放的固體氧化物燃料電池和太陽能電池聯(lián)合起來發(fā)電。兩者聯(lián)合建立的光伏/燃料電池混合發(fā)電系統(tǒng)，不但可以緩解能源危機(jī)，減少環(huán)境污染，而且對解決部分偏遠(yuǎn)地區(qū)的電力供應(yīng)問題也有重要的貢獻(xiàn)。<

2、br>　　當(dāng)前我國在光伏/燃料電池混合發(fā)電技術(shù)應(yīng)用方面尚不成熟，對混合發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計和控制的研究也很少。相比較而言，國外混合發(fā)電系統(tǒng)的理論研究和實際應(yīng)用都較為領(lǐng)先。本文通過對國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)的深入研究，提出了一種基于光伏/固體氧化物燃料電池的混合發(fā)電系統(tǒng)。
　　該系統(tǒng)的主要元件包括光伏陣列、固體氧化物燃料電池、固體氧化物電解槽、壓縮機(jī)、儲氫裝置以及功率轉(zhuǎn)換裝置等。系統(tǒng)工作的原理是:光照充足時，光伏發(fā)電系統(tǒng)獨(dú)立為負(fù)載供電，同時產(chǎn)生的多余

3、電能供給電解槽電解水制氫，并通過壓縮機(jī)將氫氣儲存到儲氫裝置內(nèi);當(dāng)光伏發(fā)電系統(tǒng)供電不足時，燃料電池利用儲存的氫能補(bǔ)充發(fā)電。
　　本文根據(jù)光伏/固體氧化物燃料電池混合發(fā)電系統(tǒng)的原理以及設(shè)計要求，完成的主要工作包括:深入研究了系統(tǒng)主要組成部分光伏陣列、電解槽、壓縮機(jī)、儲氫裝置、固體氧化物燃料電池以及功率轉(zhuǎn)換裝置的工作原理，分別推導(dǎo)出各個模塊的數(shù)學(xué)模型;在Matlab/Simulink仿真環(huán)境中，采用模塊化建模的方法，對系統(tǒng)主要組成部分建