Vedyn paikalliseen elektrolyyttiseen tuottamiseen perustuvan polttokenno-hybridijärjestelmän ohjaus

The IPPES-project develops a small scale fuel cell power source for portable electronic appliances. The system being developed is composed of a PEM fuel cell, a methanol electrolyser and an ultra capacitor. System can he operated in both active and passive hybrid configurations. In this thesis a simulation model and a control system for IPPES system were developed. The model and control system were implemented in LabVIEW environment. The test system was controlled via USB I/O module. The control system controls the hydrogen production rate of the electrolyser, chooses between hybrid configuration modes and if necessary controls the operating point of the fuel cell. The control system was tested with both the simulation model and the test system. It operated correctly in both environments: system worked as expected and the operating point of the fuel cell was kept in the permitted zone. Simulated results were similar to those measured from the test system.IPPES -projektissa kehitetään pienikokoista polttokennotehonlähdettä pienelektroniikan sovelluksiin. Projektissa kehitettävä polttokennojärjestelmä on PEM -polttokennosta, metanolielektrolyyseristä ja superkondensaattorista koostuva hybridijärjestelmä. Kokoonpano mahdollistaa sekä aktiivisen että passiivisen hybridikonfiguraation käytön. Tässä diplomityössä laadittiin IPPES järjestelmän prototyypin simulointimalli ja ohjausjärjestelmä. Simulointimalli ja ohjausjärjestelmä toteutettiin LabVIEW ohjelmistolla. Koejärjestelmää ohjattiin PC-tietokoneen ja USB-liitäntäisen I/O -laitteen avulla. Toteutettu ohjausjärjestelmä ohjaa elektrolyyserin vedyn tuotantoa. valitsee kulloinkin käytettävän hybridimuodon ja säätää tarvittaessa polttokennon toimintapistettä. Ohjausjärjestelmän toimintaa testattiin sekä simulointimallin että koejärjestelmän yhteydessä. Toteutettu ohjausjärjestelmä kykeni molemmissa tapauksissa suoriutumaan tehtävästään: pitämään järjestelmän toiminnassa ja polttokennon toimintapisteen halutulla alueella. Simuloimalla saadut tulokset vastasivat koejärjestelmällä saatuja tuloksia