PEM tipi yakıtpillerinde çıkış akımının dalgalanmasını azaltmaya yönelik bir DC/DC dönüştürücü tasarımı ve uygulaması

Abstract

PEM TİPİ YAKIT PİLLERİNDE ÇIKIŞ AKIMININ DALGALANMASINI AZALTMAYA YÖNELİK BİR DC/DC DÖNÜŞTÜRÜCÜ TASARIMI VE UYGULAMASI Emre YILDIZ Elektrik Tesisleri Programı Yüksek Lisans Tezi Tez Danışmanı: Doç. Dr. Bülent VURAL Bu çalışmada PEM tipi yakıt pillerinin çalışma ömrünü uzatmaya yönelik yeni bir devre yapısı tasarlanarak analiz edilmiştir. Çevre dostu enerji kaynaklarından birisi olan PEM tipi yakıt pilleri, hızlı kararlılığa ulaşabilirliği, taşınabilirliği ve verimliliği nedeniyle başlıca elektrikli araçlarda ve yedek güç besleme birimlerinde olmak üzere geniş kullanım alanına sahiptir. Kararlı çalışma süresince yakıt pili çıkış akımı dalgalılığının fazla olması, yakıt pilinin kimyasal yapısına zarar verebileceğinden, güç aktarımında kullanılacak dönüştürücünün bu durumu düzeltecek tasarıma sahip olması gerekmektedir. Bu çalışmada, girişindeki iki adet bobin yardımıyla, hem düşürücü hem de yükseltici çalışmada giriş akımı dalgalılığını azaltan bir dönüştürücü tasarımı ve kontrol yöntemi sunulmuştur. Önerilen dönüştürücüde giriş akımını paylaşan bobinlerin ortalama akım değerleri azalırken giriş akım ve gerilim dalgalılıkları da azalacağından, devre elemanlarının boyutları küçülerek daha az maliyetli ve güç yoğunluğu yüksek bir dönüştürücü tasarımı elde edilmiştir. Benzetim ve deneysel çalışma sonuçlarına göre önerilen devre topolojisinde yakıt pili akım dalgalılığı azaltılmakta, kararlı çalışma aralığına hızlı ulaşılmakta ve devre ani yük değişimlerinden az etkilenmektedir.