Simulation of an autonomous energy system with use of renewable energy sources and PEM fuel cells

Abstract

Εξετάζεται το αν ένα αυτόνομο υβριδικό σύστημα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας που δεν είναι συνδεδεμένο στο δίκτυο μπορεί να ικανοποιήσει τις ανάγκες ενός χρήστη. Το σύστημα αυτό αποτελείται από μία φωτοβολταϊκή γεννήτρια, μια κυψέλη καυσίμου μεμβράνης ανταλλαγής πρωτονίων, μια μονάδα ηλεκτρολύτη και μια δεξαμενή αποθήκευσης υδρογόνου. Η κυψέλη καυσίμου καταναλώνει υδρογόνο, το οποίο παράγεται στον ηλεκτρολύτη από την περίσσεια ενέργεια της φωτοβολταϊκής γεννήτριας, και χρησιμοποιείται για να καλύψει τις ανάγκες του φορτίου όταν δεν αρκεί η φωτοβολταϊκή γεννήτρια (πχ τη διάρκεια της νύχτας). Το σύστημα δεν παράγει ρύπους και αποτελεί μία αξιόπιστη και φιλική προς το περιβάλλον λύση. Η μοντελοποίηση και προσομοίωση του γίνεται στο Simulink.

The scope of this thesis is whether an autonomous hybrid renewable energy-based power system which is not connected to the grid can satisfy the needs of a user. The system consists of photovoltaic arrays as main energy source, a pem fuel cell, an electrolyzer and a hydrogen storage tank. The fuel cell consumes hydrogen, which is produced in the electrolyzer using the excess power from the pv arrays, and is used to meet the load needs when necessary (during the night). There are no emissions from the system and it is a reliable and environmental friendly solution. For the modeling and simulation of this system Matlab Simulink was used.