مدلسازی و کنترل یک سیستم تولید همزمان برق و حرارت با استفاده از پیل سوختی برای مصارف مسکونی

افزایش مصرف انرژی الکتریکی یکی از اساسی ترین موضوعات مورد بررسی در کشورهای جهان و به خصوص کشورهای در حال توسعه است. کشور ایران نیز با توجه به قدم گذاشتن در راه توسعه از این قاعده مستثنی نمی باشد. یکی از مهمترین بخشهای مصرف کننده انرژی الکتریکی بخش خانگی است که در ایران سهم این بخش بیش از سایر بخش هاست. توجه به تامین و مدیریت مصرف انرژی الکتریکی در این بخش یکی از اصلی ترین چالشهای پیش روی کشور در راستای توسعه می باشد. در این پایان نامه ابتدا به بررسی سیستمهای کارآمد استفاده از منابع انرژی برای تامین انرژی مورد نیاز بخش خانگی در دو صورت انرژی الکتریکی و انرژی گرمایی پرداخته شده و مفهوم سیستمهای تولید همزمان برق وگرما مطرح می گردد. در ادامه پیوند این سیستم با یکی از جدیدترین تکنولوژیهای تولید انرژی الکتریکی یعنی تکنولوژی پیل سوختی مدنظر قرار می گیرد. با معرفی انواع پیل سوختی، بهترین گزینه از این میان برای کاربری تولید برق و گرما انتخاب شده و سپس به مدلسازی یک سیستم تولید همزمان برق وگرما بر پایه پیل سوختی پرداخته می شود. در آخر نیز کنترل این سیستم بررسی شده و نتایج آن ارائه خواهد شد. در ابتدا برای دنبال یابی خروجی با استفاده از تکنیک lqr خروجیها دنبال میشوند و بعد با بکارگیری یک تخمین گر حالت، حالتهای سیستم تخمین زده و در نهایت عملکرد آن روی سیستم بررسی خواهد شد. با بررسی نتایج دیده میشود که کنترل کننده بکارگرفته شده برای اهداف کنترلی که برطرف کردن مشکل کمبود هیدروژن و کنترل دمای پیل سوختی است، بخوبی عمل کرده و اهداف کنترلی ما را دنبال خواهد کرد، که با اعمال کنترل کننده مورد نظر، دمای ریفرمر از حد مورد نظر که باعث آسیب رساندن به آن میشود بالا نرفته و همچنین پیل سوختی دچار کمبود هیدروژن نمیشود.