RU2345447C1 - Power plant based on fuel elements and power plant control method - Google Patents

Power plant based on fuel elements and power plant control method Download PDF

Info

Publication number
RU2345447C1
RU2345447C1 RU2007129082/09A RU2007129082A RU2345447C1 RU 2345447 C1 RU2345447 C1 RU 2345447C1 RU 2007129082/09 A RU2007129082/09 A RU 2007129082/09A RU 2007129082 A RU2007129082 A RU 2007129082A RU 2345447 C1 RU2345447 C1 RU 2345447C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hydrogen
power plant
voltage
control valve
control
Prior art date
Application number
RU2007129082/09A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Иванович Трофименко (RU)
Владимир Иванович Трофименко
Евгений Иосифович Школьников (RU)
Евгений Иосифович Школьников
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Национальная инновационная компания "Новые энергетические проекты" (ООО "Национальная инновационная компания "НЭП")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Национальная инновационная компания "Новые энергетические проекты" (ООО "Национальная инновационная компания "НЭП") filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Национальная инновационная компания "Новые энергетические проекты" (ООО "Национальная инновационная компания "НЭП")
Priority to RU2007129082/09A priority Critical patent/RU2345447C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2345447C1 publication Critical patent/RU2345447C1/en

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: invention relates to electrical engineering, to the plants for direct conversion of chemical energy into electrical energy. The invention may be used for developing stand-alone power supplies operating within the wide power ranges. According to the invention the power plant contains a set of fuel elements, hydrogen generator, voltage transducer, control valve and power plant operation control system. Voltage measuring inputs of the system are connected to output terminals of fuel elements set and voltage transducer. The control output is coupled with control input of the control valve. The hydrogen generator output is connected with hydrogen cavity input of the fuel element set. The hydrogen cavity output is connected with control valve implemented with two actuation pressure levels P1 and P2, where P2>P1. The first level P1 corresponds to hydrogen cavity blow-down mode at an excess flow rate of hydrogen, while emergency hydrogen relief mode corresponds to the second level P2, when hydrogen generator fails or during transients occurring during operating modes. The power plant operation control system includes control valve control unit. There is a fan installed at hydrogen cavity inlet in the fuel element set. The fan inputs are connected with control system outputs. The control system also includes fan control unit. The voltage transducer may be provided with on/off input, whereas the power plant control system includes also voltage transducer switching control unit. The power plant control method provides for control valve switching to "Blow-down" mode with actuation pressure P1, when voltage is decreased below U2 level at power plant output. As a result the hydrogen cavity is blown-down at the excess hydrogen flow rate. If voltage at power plant output is above U1 level, the control valve is switched to "Operation" mode with actuation pressure P2 and hydrogen is urgently relieved when hydrogen generator fails or during transients. In addition, P2>P1.
EFFECT: improvement of volt-ampere characteristics of power plant.
6 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области электротехники, а именно к устройствам для непосредственного преобразования химической энергии в электрическую, и может найти применение при создании автономных источников питания в широком диапазоне мощностей.The invention relates to the field of electrical engineering, namely to devices for the direct conversion of chemical energy into electrical energy, and can find application in the creation of autonomous power sources in a wide range of capacities.

Известна энергоустановка на основе топливных элементов, содержащая батарею топливных элементов, генератор водорода, преобразователь напряжения, электромагнитный клапан и систему управления (Патент США 6979504).A known fuel cell-based power plant comprising a fuel cell battery, a hydrogen generator, a voltage converter, a solenoid valve, and a control system (US Pat. No. 6,979,504).

Известен способ управления энергоустановкой, содержащей батарею топливных элементов, заключающийся в том, что напряжение энергоустановки стабилизируют на заданном уровне при помощи преобразователя напряжения, а водородную полость батареи топливных элементов периодически продувают избыточным давлением на выходе генератора водорода для удаления продуктов реакции, образовавшихся вследствие не идеальной чистоты водорода (Патент США 6979504).A known method of controlling a power plant containing a fuel cell battery is that the voltage of the power plant is stabilized at a predetermined level using a voltage converter, and the hydrogen cavity of the fuel cell battery is periodically purged with excess pressure at the output of the hydrogen generator to remove reaction products formed due to not ideal purity hydrogen (U.S. Patent 6,979,504).

В известных энергоустановке и способе управления не обеспечивается оптимальное управление режимами работы батареи топливных элементов, так как время и продолжительность включения режима продувки водородной полости не зависит от концентрации продуктов реакции, образующихся вследствие не идеальной чистоты водорода. Кроме того, количество воздуха, подаваемого в воздушную полость батареи топливных элементов, не зависит от мощности нагрузки, что приводит к ухудшению вольтамперных характеристик. Не обеспечивается также высокочастотного импульсного режима энергоустановки, при котором за счет высокочастотного импульсного отбора мощности в результате неравновесных термодинамических процессов улучшаются вольтамперные и другие эксплуатационные характеристики топливных элементов.In the known power plant and control method, optimal control of the fuel cell battery operating modes is not ensured, since the time and duration of the inclusion of the hydrogen cavity purge mode does not depend on the concentration of reaction products formed due to not ideal hydrogen purity. In addition, the amount of air supplied to the air cavity of the fuel cell battery does not depend on the load power, which leads to a deterioration of the current-voltage characteristics. The high-frequency pulsed mode of the power plant is also not ensured, in which the high-voltage pulsed power take-off as a result of nonequilibrium thermodynamic processes improves the current-voltage and other operational characteristics of fuel cells.

Технический результат заключается в улучшении вольтамперных характеристик энергоустановки.The technical result is to improve the current-voltage characteristics of the power plant.

Указанный технический результат достигается тем, что энергоустановка содержит батарею топливных элементов, генератор водорода, преобразователь напряжения, регулирующий клапан и систему управления режимами работы энергоустановки, входы измерения напряжений которой соединены с выходными выводами батареи топливных элементов и преобразователя напряжения, а управляющий выход подключен к входу управления регулирующего клапана, выход генератора водорода соединен с входом водородной полости батареи топливных элементов, к выходу водородной полости подключен регулирующий клапан, согласно изобретению регулирующий клапан выполнен с двумя уровнями Р1 и Р2 давления срабатывания, причем Р21, первому уровню P1 соответствует режим продувки водородной полости избыточным расходом водорода, а второму уровню P2 - режим аварийного стравливания водорода при неисправностях генератора водорода или при переходных процессах в рабочем режиме, а система управления режимами работы энергоустановки содержит блок управления регулирующим клапаном, выполненным с возможностью реализации следующей функции:The specified technical result is achieved in that the power plant contains a fuel cell battery, a hydrogen generator, a voltage converter, a control valve and a power plant operating mode control system, the voltage measurement inputs of which are connected to the output terminals of the fuel cell battery and voltage converter, and the control output is connected to the control input control valve, the output of the hydrogen generator is connected to the input of the hydrogen cavity of the battery of fuel cells, to the output of hydrogen second cavity connected control valve according to the invention the control valve is provided with two levels P 1 and P 2 set pressure, and P 2> P 1, the first layer P 1 corresponds to the purge mode hydrogen cavity excess hydrogen flow rate, and the second layer P 2 - mode Emergency hydrogen bleeding during malfunctions of the hydrogen generator or during transients in the operating mode, and the control system of the operating modes of the power plant includes a control valve control unit configured to implement leduyuschey functions:

А=1 при U>U1,A = 1 for U> U 1 ,

А=0 при U<U2,A = 0 for U <U 2 ,

где A=0 сигнал перевода регулирующего клапана в положение «Продувка»;where A = 0 signal to transfer the control valve to the position "Purge";

А=1 сигнал перевода регулирующего клапана в положение «Работа»;A = 1 signal to transfer the control valve to the "Work" position;

U - напряжение на выходе преобразователя напряжения;U is the voltage at the output of the voltage Converter;

U1, U2 - напряжение переключения клапана, причем U1>U2.U 1 , U 2 - voltage switching valve, and U 1 > U 2 .

На входе в водородную полость батареи топливных элементов может быть установлен вентилятор, входы питания которого соединены с выходами системы управления режимами работы энергоустановки, причем система управления содержит блок управления вентилятором.A fan may be installed at the entrance to the hydrogen cavity of the fuel cell battery, the power inputs of which are connected to the outputs of the power plant operating mode control system, the control system comprising a fan control unit.

Преобразователь напряжения может быть снабжен входом включения/выключения, а система управления режимами работы энергоустановки содержит блок управления включением и выключением преобразователя напряжения.The voltage converter can be equipped with an on / off input, and the control system of the power plant operation modes comprises a control unit for turning the voltage converter on and off.

Технический результат достигается также тем, что в способе управления энергоустановкой при уменьшении напряжения на выходе энергоустановки ниже уровня U2 осуществляют переключение регулирующего клапана в положение «Продувка» с давлением срабатывания Р1, продувают водородную полость избыточным расходом водорода и при увеличении напряжения на выходе энергоустановки выше уровня U1 переключают регулирующий клапан в положение «Работа» с давлением срабатывания Р2, при котором водород аварийно стравливают при неисправностях генератора водорода или при переходных процессах, причем Р21.The technical result is also achieved by the fact that in the method of controlling a power plant, when the voltage at the output of the power plant decreases below the level of U 2 , the control valve is switched to the “Purge” position with a set pressure of P 1 , the hydrogen cavity is purged with excess hydrogen flow, and when the voltage at the output of the power plant increases level U 1 switch the control valve to the "Work" position with a response pressure P 2 , at which hydrogen is accidentally vented when the generator malfunctions hydrogen or in transients, with P 2 > P 1 .

В водородную полость дополнительно можно подавать воздух при снижении напряжения на батарее топливных элементов.In addition, air can be supplied to the hydrogen cavity while reducing the voltage on the fuel cell battery.

При включении регулирующего клапан в положение «Продувка» на время больше заданного преобразователь напряжения включают и выключают с заданной частотой.When you turn on the control valve in the position "Purge" for a time longer than a given voltage converter turn on and off with a given frequency.

Сущность изобретения поясняется чертежом.The invention is illustrated in the drawing.

На чертеже приведена схема энергоустановки на основе топливных элементов.The drawing shows a diagram of a power plant based on fuel cells.

Энергоустановка на основе топливных элементов содержит батарею 1 топливных элементов, генератор 2 водорода, преобразователь 3 напряжения, регулирующий клапан 4 и систему 5 управления режимами работы энергоустановки, входы измерения напряжений которой соединены с выходными выводами батареи 1 топливных элементов и преобразователя 3 напряжения, а управляющий выход подключен к входу управления регулирующего клапана 4. Выход генератора 2 водорода соединен с входом водородной полости батареи 1 топливных элементов. К выходу водородной полости подключен регулирующий клапан 4, имеющий два уровня P1 и Р2 давления срабатывания, причем Р2>P1. Первому уровню P1 соответствует режим продувки водородной полости избыточным расходом водорода, а второму уровню - режим аварийного стравливания водорода при неисправностях генератора 2 водорода или при переходных процессах в режиме работы.A fuel cell-based energy installation contains a fuel cell battery 1, a hydrogen generator 2, a voltage converter 3, a control valve 4 and a power plant operating mode control system 5, the voltage measurement inputs of which are connected to the output terminals of the fuel cell battery 1 and the voltage converter 3, and a control output connected to the control input of the control valve 4. The output of the hydrogen generator 2 is connected to the input of the hydrogen cavity of the battery 1 of the fuel cells. To the output of the hydrogen cavity is connected to a control valve 4 having two levels of pressure P 1 and P 2 , and P 2 > P 1 . The first level P 1 corresponds to the mode of purging the hydrogen cavity with an excessive flow of hydrogen, and the second level corresponds to the mode of emergency bleeding of hydrogen in case of malfunctions of the hydrogen generator 2 or during transient processes in the operating mode.

Система 5 управления режимами работы энергоустановки содержит блок 6 управления регулирующим клапаном 4, выполненный с возможностью реализации следующей функции:The power plant operation mode control system 5 comprises a control valve control unit 6, configured to realize the following function:

А=1 при U>U1,A = 1 for U> U 1 ,

А=0 при U<U2,A = 0 for U <U 2 ,

где A=0 сигнал перевода регулирующего клапана 4 в положение «Продувка» с давлением срабатывания регулирующего клапана P1;where A = 0 signal to transfer the control valve 4 to the position "Purge" with the response pressure of the control valve P 1 ;

А=1 сигнал перевода регулирующего клапана 4 в положение «Работа» с давлением срабатывания регулирующего клапана P2;A = 1 signal to transfer the control valve 4 to the "Work" position with the response pressure of the control valve P 2 ;

U - напряжение на выходе преобразователя 3 напряжения;U is the voltage at the output of the voltage Converter 3;

U1, U2 - напряжение задания переключения клапана 4, причем U1>U2.U 1 , U 2 - voltage task switching valve 4, and U 1 > U 2 .

На входе в воздушную полость батареи 1 топливных элементов может быть установлен вентилятор 7, входы питания которого соединены с выходами системы 5 управления режимами работы энергоустановки, которая содержит блок 8 управления вентилятором, вход которого образует вход измерения системы управления, который соединен с выходными выводами батареи топливных элементов.At the entrance to the air cavity of the battery 1 of the fuel cells, a fan 7 can be installed, the power inputs of which are connected to the outputs of the power plant operating mode control system 5, which contains a fan control unit 8, the input of which forms a measurement input of the control system, which is connected to the outputs of the fuel battery elements.

Преобразователь 3 напряжения снабжен входом включения/выключения, а система 5 управления режимами работы энергоустановки содержит блок 9 управления включением и выключением преобразователя 3 напряжения, вход которого образует измерительный вход системы управления, который соединен с выходом преобразователя напряжения.The voltage converter 3 is provided with an on / off input, and the power plant operation mode control system 5 includes a voltage converter 3 on and off control unit 9, the input of which forms a measuring input of the control system, which is connected to the output of the voltage converter.

Энергоустановка работает следующим образом.Power installation works as follows.

В процессе работы энергоустановки на основе топливных элементов вследствие не идеальной чистоты водорода образуются продукты реакции, которые приводят к ухудшению вольтамперных характеристик. Вследствие повышенной концентрации вредных продуктов реакции уменьшается напряжение на зажимах батареи топливных элементов. При снижении напряжения на входе преобразователя напряжения начинается уменьшение напряжения на его выходе.During operation of a power plant based on fuel cells, reaction products are formed due to not ideal hydrogen purity, which lead to a deterioration of the current-voltage characteristics. Due to the increased concentration of harmful reaction products, the voltage at the terminals of the battery of the fuel cells decreases. When the voltage at the input of the voltage converter decreases, the voltage at its output begins to decrease.

При снижении напряжения на выходе преобразователя напряжения ниже заданного уровня U2 система управления формирует сигнал А=0 на переключение регулирующего клапана в режим продувки с давлением срабатывания Р1, в течение которого вредные продукты реакции удаляются из водородной полости. Напряжение батареи топливных элементов увеличивается, и при достижении заданного значения U1 система управления 5 посредством блока 6 управления регулирующим клапаном формирует сигнал на прекращение режима продувки А=1, регулирующий клапан 4 переключается в положение «Работа» с давлением срабатывания Р2. В рабочем режиме из-за неисправности генератора водорода или при переходных процессах может повыситься давление в водородной полости. При достижении уровня давления Р2 происходит стравливание водорода.When the voltage at the output of the voltage converter decreases below a predetermined level of U 2 , the control system generates a signal A = 0 to switch the control valve to purge mode with a set pressure P 1 during which harmful reaction products are removed from the hydrogen cavity. The voltage of the fuel cell stack increases, and when it reaches a predetermined value U 1 control system 5 by the control unit 6 generates a signal to the control valve to terminate the purge mode A = 1, the control valve 4 is switched to the "Job" with pressure response P 2. In operation, due to a malfunction of the hydrogen generator or during transients, the pressure in the hydrogen cavity may increase. When the pressure level P 2 is reached, hydrogen is vented.

Если режим продувки длится больше заданного времени, то блок 9 формирует сигнал на отключение преобразователя 3 напряжения, то есть отключается нагрузка. Напряжение на выходе батареи топливных элементов увеличивается, но не достигает уровня U1, и преобразователь 3 напряжения снова включается. Возникает звонковый режим включения и отключения преобразователя 3 напряжения с заданной частотой, при котором обеспечивается импульсный отбор мощности от батареи топливных элементов. В результате неравновесных термодинамических процессов улучшаются вольтамперные характеристики топливных элементов.If the purge mode lasts longer than the specified time, then block 9 generates a signal to turn off the voltage converter 3, that is, the load is turned off. The voltage at the output of the fuel cell battery increases, but does not reach the level of U 1 , and the voltage converter 3 is turned on again. There is a ringing mode of turning on and off the voltage converter 3 with a given frequency, at which pulse power is taken from the fuel cell battery. As a result of nonequilibrium thermodynamic processes, the current-voltage characteristics of fuel cells improve.

Измерительные входы системы управления соединены с выводами батареи 1 топливных элементов. Чем больше нагрузка источника питания, тем больше ток, отдаваемый батареей 1 топливных элементов и ниже напряжение на ее выводах. Система управления 5 посредством блока 8 управления вентилятором 7 обеспечивает такой расход воздуха, при котором обеспечивается оптимальный режим работы топливных элементов. При этом расход воздуха увеличивается по заданному закону при уменьшении напряжения на батареи 1 топливных элементов, что соответствует увеличению нагрузки.The measuring inputs of the control system are connected to the terminals of the battery 1 of the fuel cells. The greater the load of the power source, the greater the current given by the battery 1 of the fuel cells and the lower the voltage at its terminals. The control system 5 by means of the control unit 8 of the fan 7 provides such an air flow rate at which the optimal mode of operation of the fuel cells is ensured. In this case, the air flow increases according to a given law with a decrease in voltage on the batteries 1 of the fuel cells, which corresponds to an increase in load.

Регулирующий клапан 4 выполнен по принципу поляризованного реле и имеет два положения. Каждому положению соответствует свой уровень давления, при котором клапан начинает стравливать водород. Причем низкий уровень давления соответствует рабочему давлению в водородной полости, при котором обеспечивается режим «Продувка». Более высокому уровню давления соответствует режим аварийного повышения давления. В режиме «Работа» клапан 4 закрыт, а открывается только при аварийном увеличении давления при неисправности генератора 2 водорода или при переходных процессах.The control valve 4 is made on the principle of a polarized relay and has two positions. Each position has its own pressure level at which the valve begins to bleed hydrogen. Moreover, the low level of pressure corresponds to the working pressure in the hydrogen cavity, at which the "Purge" mode is provided. A higher pressure level corresponds to the emergency pressure increase mode. In the "Operation" mode, valve 4 is closed, and opens only when there is an emergency increase in pressure during a malfunction of the hydrogen generator 2 or during transients.

Так же как в поляризованном реле, переключение клапана 4 из одного положения в другое обеспечивается подачей импульса напряжения малой длительности на обмотку управления клапана 4. Таким образом, экономится энергия, необходимая для управления клапаном 4, что очень важно при использовании энергоустановки в портативной аппаратуре (например, в зарядном устройстве мобильного телефона).As in a polarized relay, switching valve 4 from one position to another is ensured by supplying a voltage pulse of short duration to the control winding of valve 4. Thus, the energy required to control valve 4 is saved, which is very important when using an energy installation in portable equipment (for example , in the charger of a mobile phone).

В мощных энергоустановках регулирующий клапан 4 может быть выполнен по принципу обычного реле. Когда нет напряжения на обмотке управления, он закрыт. Когда необходим режим «Продувка», то на обмотку управления клапаном подается напряжение в течение длительности этого режима.In powerful power plants, the control valve 4 can be performed on the principle of a conventional relay. When there is no voltage on the control winding, it is closed. When the “Purge” mode is required, voltage is applied to the valve control winding for the duration of this mode.

Регулируемый клапан 4 может содержать две пружины, сжимающие с различными усилиями в разных режимах диафрагму и седло клапана. Короткий импульс напряжения, подаваемый в обмотку управления, обеспечивает действие одной или другой пружины.The adjustable valve 4 may contain two springs, compressing the diaphragm and valve seat with different forces in different modes. A short voltage pulse supplied to the control winding provides the action of one or the other spring.

Регулирующий клапан 4 может содержать пьезоэлектрический исполнительный механизм. При этом клапан запирается при подаче на выводы пьезоэлектрического исполнительного механизма короткого импульса напряжения одной полярности и открывается при подаче короткого импульса напряжения другой полярности. Пьезоэлектрический исполнительный механизм, имеющий эффект «памяти», запоминает и сохраняет необходимое усилие после снятия напряжения. Диафрагма и седло клапана могут быть выполнены из силиконовых пластинок. Для портативной аппаратуры такой принцип действия и конструкция обеспечивают возможность изготовление микроклапана, химически стабильного в водородной среде и отвечающего жестким требованиям герметичности при минимальных затратах энергии на его управление.The control valve 4 may include a piezoelectric actuator. In this case, the valve closes when a short voltage pulse of one polarity is applied to the terminals of the piezoelectric actuator and opens when a short voltage pulse of another polarity is applied. A piezoelectric actuator having a “memory” effect remembers and retains the necessary force after voltage is removed. The diaphragm and valve seat can be made of silicone plates. For portable equipment, this principle of operation and design make it possible to manufacture a microvalve chemically stable in a hydrogen environment and meet stringent tightness requirements with minimal energy consumption for its control.

В предлагаемом изобретении система управления обнаруживает ухудшение вольтамперных характеристик вследствие повышенной концентрации вредных продуктов реакции и/или избыточной или недостаточной подачи воздуха и обеспечивает оптимальные время и продолжительность режима продувки и требуемый расход воздуха. Улучшение вольтамперных характеристик обеспечивается также реализацией звонкового режима преобразователя напряжения, при котором за счет высокочастотного импульсного отбора мощности в результате неравновесных термодинамических процессов улучшаются вольтамперные характеристики топливных элементов.In the present invention, the control system detects a deterioration in the current-voltage characteristics due to an increased concentration of harmful reaction products and / or excessive or insufficient air supply and provides optimal time and duration of the purge mode and the required air flow. Improving the current-voltage characteristics is also provided by the implementation of the bell mode of the voltage converter, in which due to the high-frequency pulse power take-off as a result of nonequilibrium thermodynamic processes, the current-voltage characteristics of the fuel cells are improved.

Claims (6)

1. Энергоустановка, содержащая батарею топливных элементов, генератор водорода, преобразователь напряжения, регулирующий клапан и систему управления режимами работы энергоустановки, входы измерения напряжений которой соединены с выходными выводами батареи топливных элементов и преобразователя напряжения, а управляющий выход подключен к входу управления регулирующего клапана, выход генератора водорода соединен с входом водородной полости батареи топливных элементов, к выходу водородной полости подключен регулирующий клапан, отличающаяся тем, что регулирующий клапан выполнен с двумя уровнями P1 и Р2 давления срабатывания, причем P2>P1 и первому уровню P1 соответствует режим продувки водородной полости избыточным расходом водорода, а второму уровню Р2 - режим аварийного стравливания водорода при неисправностях генератора водорода или при переходных процессах в рабочем режиме, а система управления режимами работы энергоустановки содержит блок управления регулирующим клапаном, выполненный с возможностью реализации следующей функции:
А=1 при U>U1,
А=0 при U<U2,
где А=0 - сигнал перевода регулирующего клапана в положение «Продувка»;
А=1 - сигнал перевода регулирующего клапана в положение «Работа»;
U - напряжение на выходе преобразователя напряжения;
U1, U2 - напряжение переключения клапана, причем U1>U2.
1. An energy installation containing a fuel cell battery, a hydrogen generator, a voltage converter, a control valve and a power plant operating mode control system whose voltage measurement inputs are connected to the output terminals of the fuel cell battery and a voltage converter, and the control output is connected to a control valve control input, output a hydrogen generator is connected to the input of the hydrogen cavity of the battery of fuel cells, a control valve is connected to the output of the hydrogen cavity, excellent characterized in that the control valve is made with two pressure levels P 1 and P 2 , with P 2 > P 1 and the first level P 1 corresponding to the mode of purging the hydrogen cavity with an excessive flow of hydrogen, and the second level P 2 - emergency bleeding mode of hydrogen in case of malfunctions a hydrogen generator or during transients in the operating mode, and the control system of the power plant operating modes includes a control valve control unit configured to implement the following function:
A = 1 for U> U 1 ,
A = 0 for U <U 2 ,
where A = 0 is the signal to transfer the control valve to the “Purge” position;
A = 1 - signal transfer control valve to the "Work"position;
U is the voltage at the output of the voltage Converter;
U 1 , U 2 - voltage switching valve, and U 1 > U 2 .
2. Энергоустановка по п.1, отличающаяся тем, что на входе в водородную полость батареи топливных элементов установлен вентилятор, входы питания которого соединены с выходами системы управления режимами работы энергоустановки, причем система управления содержит блок управления вентилятором.2. The power plant according to claim 1, characterized in that a fan is installed at the entrance to the hydrogen cavity of the fuel cell battery, the power inputs of which are connected to the outputs of the power plant operating mode control system, the control system comprising a fan control unit. 3. Энергоустановка по п.1, отличающаяся тем, что преобразователь напряжения снабжен входом включения/выключения, а система управления режимами работы энергоустановки содержит блок управления включением и выключением преобразователя напряжения.3. The power plant according to claim 1, characterized in that the voltage converter is equipped with an on / off input, and the control system of the power plant operating modes includes a control unit for turning on and off the voltage converter. 4. Способ управления энергоустановкой, заключающийся в том, что при уменьшении напряжения на выходе энергоустановки ниже уровня U2 осуществляют переключение регулирующего клапана в положение «Продувка» с давлением срабатывания P1, продувают водородную полость избыточным расходом водорода, и при увеличении напряжения на выходе энергоустановки выше уровня U1 переключают регулирующий клапан в положение «Работа» с давлением срабатывания P2, при котором водород аварийно стравливают при неисправностях генератора водорода или при переходных процессах, причем Р21.4. The method of controlling the power plant, which consists in the fact that when the voltage at the output of the power plant decreases below the level of U 2 , the control valve is switched to the “Purge” position with a response pressure of P 1 , the hydrogen cavity is purged with excess hydrogen flow, and when the voltage at the output of the power plant is increased above the level of U 1 switch the control valve to the "Work" position with a response pressure P 2 at which hydrogen is accidentally vented when a hydrogen generator malfunctions or during transition processes, and P 2 > P 1 . 5. Способ управления энергоустановкой по п.4, отличающийся тем, что в водородную полость дополнительно подают воздух при снижении напряжения на батарее топливных элементов.5. The method of controlling a power plant according to claim 4, characterized in that air is additionally supplied to the hydrogen cavity while the voltage on the battery of fuel cells is reduced. 6. Способ управления энергоустановкой по п.5, отличающийся тем, что при включении регулирующего клапана в положение «Продувка» на время, больше заданного, преобразователь напряжения включают и выключают с заданной частотой. 6. The power plant control method according to claim 5, characterized in that when the control valve is turned on to the “Purge” position for a time longer than a predetermined time, the voltage converter is turned on and off at a predetermined frequency.
RU2007129082/09A 2007-07-30 2007-07-30 Power plant based on fuel elements and power plant control method RU2345447C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007129082/09A RU2345447C1 (en) 2007-07-30 2007-07-30 Power plant based on fuel elements and power plant control method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007129082/09A RU2345447C1 (en) 2007-07-30 2007-07-30 Power plant based on fuel elements and power plant control method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2345447C1 true RU2345447C1 (en) 2009-01-27

Family

ID=40544392

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007129082/09A RU2345447C1 (en) 2007-07-30 2007-07-30 Power plant based on fuel elements and power plant control method

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2345447C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2646530C2 (en) * 2015-07-16 2018-03-06 Общество с ограниченной ответственностью "Инэнерджи" (ООО "Инэнерджи") Portable hydrogen electric power supply
RU206225U1 (en) * 2020-05-26 2021-09-01 Общество с ограниченной ответственностью "ХитЛаб" COMPACT CHEMICAL HYDROGEN POWER SUPPLY AND FUEL CELL BATTERY FOR MOBILE ROBOTIC SYSTEMS

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2646530C2 (en) * 2015-07-16 2018-03-06 Общество с ограниченной ответственностью "Инэнерджи" (ООО "Инэнерджи") Portable hydrogen electric power supply
RU206225U1 (en) * 2020-05-26 2021-09-01 Общество с ограниченной ответственностью "ХитЛаб" COMPACT CHEMICAL HYDROGEN POWER SUPPLY AND FUEL CELL BATTERY FOR MOBILE ROBOTIC SYSTEMS

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100505405C (en) Fuel cell system and method of shutting down the same
CN101233645B (en) Fuel battery system
CN101595586A (en) Fuel cell system
EP3096384B1 (en) Fuel cell system and controlling method thereof
US10854901B2 (en) Regulation of a fuel cell assembly
US20060057447A1 (en) Fuel cell system
JP2006525630A (en) Method and apparatus for improving the performance of a fuel cell power system
WO2004114448A3 (en) Passive electrode blanketing in a fuel cell
JPWO2011125840A1 (en) Method for activating solid polymer fuel cell
JP2011165636A (en) Parallel fuel cell power system
US8192876B2 (en) Method for operating a fuel cell system in a mode of reduced power output
WO2004075328A3 (en) Fuel cell system and control method thereof
JP2015506065A (en) Fuel cell system and driving method thereof
CA2826749C (en) Electrochemical fuel cell assembly
CN113228360A (en) Activation method and activation device for fuel cell
RU2345447C1 (en) Power plant based on fuel elements and power plant control method
CN101127403B (en) Fuel cell system and method of operating the same
CA2634927A1 (en) Fuel cell system
CN102810685A (en) Method for managing the operation of a hybrid system
KR20180095987A (en) Method for activating the membrabne-electrode assembly of the fuel cell
RU68780U1 (en) ENERGY INSTALLATION BASED ON FUEL ELEMENTS
CN101150194A (en) Fuel cell system
RU2646530C2 (en) Portable hydrogen electric power supply
JP5454566B2 (en) FUEL CELL SYSTEM, METHOD, PROGRAM, AND RECORDING MEDIUM
KR101510066B1 (en) Fuel cell assembly and method of control

Legal Events

Date Code Title Description
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20120712

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130731