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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:賴隆寬
研究生(外文):Long-Kuan Lai
論文名稱:燃料電池-再生能源混合動力系統之動態模擬與分析
論文名稱(外文):Photovoltaic-Fuel Cell (PVFC) hybrid system for dynamic simulating and analyzing.
指導教授:黃鎮江黃鎮江引用關係
指導教授(外文):J.J.HWANG
學位類別:碩士
校院名稱:明道管理學院
系所名稱:材料暨系統工程研究所
學門:工程學門
學類:材料工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2006
畢業學年度:94
語文別:中文
論文頁數:72
中文關鍵詞:燃料電池及太陽能電池混合系統Simplorer模擬軟體太陽能板質子交換膜燃料電池電解槽儲氫罐.
外文關鍵詞:electrolyserPEM fuel cellPhotovoltaicSimplorerPhotovoltaic-Fuel Cell (PVFC) hybrid systemstorage gas tank.
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本文針對燃料電池-太陽能電池混合發電系統進行系統動態模擬分析。燃料電池-太陽能電池混合系統,它是由太陽能板(PV)、電解槽、儲氫罐、質子交換膜燃料電池(PEMFC)所組合起來的,這個系統能得到再生能源以反覆使用,也可以有效解決目前環境汙染的問題。電流由PV產生,當有充足的太陽輻射時,PV可以完全提供動力給用電負載,太陽能電池如有過剩的能量將提供動力給電解槽電解水以生產氫氣和氧氣,在太陽能缺乏的時侯,質子交換膜燃料電池所消耗的氣體由電解槽產生供給用電負載,並透過模擬軟體Simplorer程式來說明,這個燃料電池及太陽能電池混合系統模型的設計是根據標準的構造資料來評估與模擬,首先是廠商的資料表到實際的作業系統,而這個太陽能模組測試中的能源採集點分別為台灣的彰化地區及台北地區之夏季與冬季。
The objective of this paper is to Photovoltaic-Fuel Cell (PVFC) hybrid system for dynamic simulating and analyzing. Photovoltaic-Fuel Cell (PVFC) hybrid system , it couples a photovoltaic generator (PV), electrolyser , storage gas tank , proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) to give different system topologies. The system can get the recycled energy in order to use repeatedly , and solve the problem of the environmental pollution at present effectively. Electricity is produced by PV , whenever there is enough solar radiation, the user load can be powered totally by the PV electricity. An electrolyser for electrolytic water is powered by the excess energy from the PV generator to produce hydrogen and oxygen. The PEM fuel cell consumes gases which are produced by an electrolyser to meet the user load demand when the PV generator energy is deficient and coming proves by the simulation software program Simplorer. The PVFC hybrid system component models design are evaluated according to the measured data of the components, from the manufacturer’s data sheet and actual system operation. Then , is carried out on the basis of energy point of view at with different geographical by summer and winter of Changhua area and Taipei area in Taiwan.
目錄
誌謝. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . I
中文摘要. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . II
英文摘要. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . III
目錄. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . IV
圖表目錄. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . VI
符號索引. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . XI
第一章 緒論. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1
1-1前言. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1
1-2研究背景及動機. . . . . . . . . . . . . . . . . .1
1-3質子交換膜燃料電池運作原理.. . . . . . . . . . . 4
1-4太陽能電池的運作原理. . . . . . . . . . . . . . .5
1-5 電解槽的原理. . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1-6 文獻回顧. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1-7 研究目的. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11
第二章 燃料電池混合系統之元件設計. . . . . . . . . . . . 13
2-1太陽能發電系統. . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2-1-1 太陽能電池分類. . . . . . . . . . . . . . .14
2-1-2 太陽能電池特性. . . . . . . . . . . . . . .15
2-2 燃料電池發電系統. . . . . . . . . . . . . . . .19
2-2-1 燃料電池的特性 . . . . . . . . . . . . . . 20
2-3 太陽能氫氣產生器. . . . . . . . . . . . . . . .21
2-4 儲氫設備. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .24
第三章 燃料電池混合系統之數值模型. . . . . . . . . . . . 26
3-1 太陽能電池模組. . . . . . . . . . . . . . . . .26
3-2 質子交換膜燃料電池模組. . . . . . . . . . . . .32
3-3 鹼性電解槽模組. . . . . . . . . . . . . . . . .34
3-4 儲氫模組. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .40
3-5 SIMPLORER系統動態模擬軟體. . . . . . . . . . . 41
第四章 結果與討論. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
第五章 結論與建議. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .66
參 考 文 獻. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .69
參 考 文 獻
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