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Etude d'un système énergétique à  pile combustible destiné à  une application résidentielle

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par Salem et Amel MEDDAH et MENASRIA
Université de Bechar Algérie - Ingénieur d'état 2006
  

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3.3)-modélisation du système à pile à combustible :

Dans cette partie nous allons donner un modèle simplifier d'un système énergétique à pile à combustible destiné à une application résidentielle.

3.3.1 Modélisation du reformeur :

D'après les essais chimiques, le modèle du reformeur qui génère l'hydrogène à partir du Méthane est obtenue comme une fonction de transfert du deuxième ordre, la forme mathématique s'écrit comme suit[6] :

q H 2 =

2

1

q

mthane ô1ô2

CV

. ( 1 2 )

s + + +

ô ô S

(3.19)

Un correcteur intégrateur proportionnel et dérivateur (PID) est utilisé Pour contrôler le débit du Méthane d'après la puissance de sortie demandée de la pile à combustible. Le reformeur et le contrôleur sont illustrés dans la Figure (3.9), où U est le facteur de l'utilisation du combustible. [6]

Figure. (3.9) : Modèle du reformeur. [6]

3.3.2 Modélisation des convertisseurs :

Comme il est montré au paravent, la pile à combustible est équipée d'un convertisseur DC/DC et d'un convertisseur DC/AC pour transformer le signal de sortie en alternatif.

Dans ce modèle, uniquement un convertisseur DC/AC est inclus pour les raisons suivantes :

La constante de temps des convertisseurs est de l'ordre des microsecondes ou au
maximum de l'ordre des millisecondes. Par contre les constantes de temps du

reformeur et du coeur de la pile sont de l'ordre des secondes. Donc, d'une part la constante de temps du convertisseur sera d'effet négligeable sur le temps de réponse total. D'une autre part l'entrée de toutes les constantes de temps rend le modèle très complexe.

Puisque l'opération est considérée indépendante, le modèle du transformateur n'est pas inclus. Le modèle simplifie de l'onduleur est donné dans la figure (3.10) [6]

Figure (3.10) : Modèle de l'onduleur [6].

La puissance et la tension de sortie sont contrôlées par l'utilisation de l'indice de modulation `m' et l'angle de phase `ä' de la tension alternative `V ac '.

Cette tension V ac s'écrit sous la forme :

Vac = m.V cell?ä (3.20)

La puissance active peut se calculer par la relation :

mV.

P cell

ac = (3.21)

. sin( )

ä

X

De même la puissance réactive peut se calculer par la formule suivante :

( . cell ) 2 - . cell . S . co s( ä )

m V m V V

Q = (3.22)

X

Le courant de charge est donné par l'équation suivante :

It =

(3.23)

PL

)

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