諸如光伏(PV)和燃料電池之類的純能源技術對於可持續的未來至關重要,但是優化其性能至關重要。優化這些技術的一種方法是通過跟踪功率點(MPPT)的最大策略來最大化能量提取,從而確保這些設備在給定條件下以其最高的潛在功率起作用。 MPPT被廣泛用於PV細胞中,以最大程度地從陽光中轉化。但是,它在燃料電池中的應用,尤其是直接的甲醇燃料電池(DMFC),較不直接。通過檢查關鍵性能指標,本研究比較了MPPT在兩種技術中的有效性,闡明了其運營效率和獨特的挑戰。
研究人員使用主要性能指標對PV和燃料電池的MPPT策略進行了批判性分析,以評估和比較這兩種能源技術。這項研究由Zuhair Alyousef博士由國王Fahd石油大學和礦物質大學和佛羅里達大學的Oscar Crisalle教授領導。
Alyousef博士和Crisalle教授進行了詳細的測試,以研究MPPT算法在PV和DMFC細胞中的有效性,PV和DMFC細胞是氫燃料電池家族的良好代表。他們打算在各種操作方案下對這些技術(MPP)條件下對這些技術進行比較和相反的研究。該研究解決了影響這些設備中電力的臨界變量,包括溫度,太陽輻射(用於PV細胞)和甲醇濃度(對於DMFC)。
通過分析,研究人員確認PV細胞在MLP中具有良好的電壓質量,並保持大部分開路電壓。相比之下,研究表明,DMFC的性能在MLP中顯著惡化,失去了很大的開路電壓。填充因子分析還支持了這些發現,PV細胞達到了高填充因子,而DMFC的值則顯示得更低。
Alyousef博士說:“ PV細胞顯示出高電壓,大填充因子和最大太陽能轉化效率。” “但是,燃料電池表現出不同的行為,在MLP地區顯示出明顯的電壓損失和較低的填充因子。”
研究發現,溫度對PV和DMFC細胞的性能有深遠的影響。 PV細胞在較低的溫度下表現出更好的性能,而DMFC由於反應動力學增大而表現出改善的性能,溫度升高。但是,DMFC面臨著諸如較高電流中陰極洪水之類的挑戰,在較高的電流中,液體分配層中的大多數孔隙空間都忙於水,從而導致性能降解。
太陽輻射顯著影響PV細胞的性能,較高的輻射導致能量產生增加。對於DMFC,甲醇濃度起著至關重要的作用,濃度較高會導致較高的張力。但是,應仔細平衡最佳濃度,以防止甲醇相交的損失。
研究發現強調了兩種技術優化操作條件的需求,以最大化其效率。 Alyousef博士和Cisalle教授對PV和燃料電池中MPPT的進一步進步和調查提出了一些建議,強調了應對與每種技術相關的特定挑戰的重要性。這項研究中提供的全面分析提供了對MPPT算法在不同能源技術中的有效性的寶貴概述,並強調了與每個技術相關的獨特挑戰和機會。
日記
Alyousef,Z。和Crisalle,OD(2023)。 “評估使用主要性能指標在光伏和燃料電池中跟踪能量點的最大策略的關鍵分析。”能源報告,10,4692-4703。 doi: https://dii.org/10.1016/j.egr.2023.11.009







