Rezonans dönüştürücülü hidrojen üretim sisteminin gerçekleştirilmesi

Abstract

Bu çalışmada darbe genişlik modülasyonlu (PWM) anahtarlamanın yüksek anahtarlama frekanslarında çalışmaya getirmiş olduğu sınırlandırmaları azaltabilmek için rezonans dönüştürücü beslemeli alkali elektrolizör ile hidrojen üretim sistemi gerçekleştirilmiştir. Sistemin güç katında basit yapısı ve azalan çıkış akımı ile iletim ve anahtarlama kayıplarının azalmasından dolayı seri rezonans dönüştürücü (SRC) kullanılmıştır. SRC’nin rezonans frekansı üstü çalışma durumu için durum-düzlem yöntemi ile kararlı-durum karakteristiği elde edilmiştir. 400 W’lik dönüştürücünün tasarımı gerçekleştirilmiştir. Dönüştürücü, kontrol devresi ve alkali elektrolizörden oluşan sistem kurulmuştur. Dönüştürücünün güç anahtarları frekans modülasyon (FM) tekniği ile sürülmüş ve sıfır gerilim şartlarında iletime geçirilmiştir. PWM dönüştürücülerin aksine anahtar streslerini azaltmak için snubber devrelerinin kullanılmasına gerek kalmadığı gibi daha yüksek frekanslarda çalışarak daha yüksek verim elde edilmiştir. Elektrolizörün nominal çalışma akımı ve farklı elektrolit sıcaklıkları için üretilen hidrojen miktarları teorik olarak hesaplanmış ve yaklaşık olarak ölçülmüştür. Nominal çalışma akımı ve 50 °C elektrolit sıcaklığı için 66,6 L/h hidrojen üretilmiştir. Elektrolizör enerji, Faraday ve hücre veriminin sıra ile %80,05, %74,47 ve %59,61 olduğu gözlemlenmiştir.