Fidelity : Jurnal Teknik Elektro p-ISSN: 2686-3650
Vol. 3, No. 1, Januari 2021, page 18-22 e-ISSN: 2686-3642
Sistem Catu Daya Antarmuka Grid berdasarkan Energi Baru Terbarukan
Efendi Teknik Elektro Politeknik Negeri Padang
Padang, Indonesia [email protected]
Abstrak—Beberapa teknologi sel bahan bakar akan segera menjadi alternatif yang terjangkau dan menarik untuk pembangkit energi tradisional. Teknologi energi terbarukan telah memicu minat luas dalam memberi daya pada tempat-tempat pedesaan dan menghasilkan daya terdistribusi, terutama selama beban puncak. Pembangkit listrik berbasis sel bahan bakar mendapatkan dukungan aplikasi di rumah dan pembangkit listrik terdistribusi karena kebersihan, portabilitas, dan kesesuaiannya untuk pembangkit listrik dan panas. Masalahnya tetap dalam mengembangkan antarmuka elektronik daya yang sesuai untuk membuat teknologi layak.
Penelitian ini menyajikan pemodelan, simulasi, dan analisis eksperimental pembangkit listrik sel bahan bakar (FC) yang cocok untuk aplikasi stand-alone dan antarmuka microgrid/grid, menggunakan berbagai pengontrol seperti Kontroler PI PID dan Kontrol Logika Fuzzy. Inverter modulasi lebar pulsa satu tahap dipilih sebagai antarmuka daya listrik antara FC dan jaringan. Sebuah model matematis dibangun per unit sistem untuk menentukan batas daya dalam hal FC, konverter, dan parameter sistem daya. Model simulasi dibuat dalam lingkungan MATLAB, dengan metode kontrol diimplementasikan dalam kerangka referensi QD. Sebuah perbandingan dari tiga kontroler yang berbeda dibuat.
Kata Kunci— Distributed generation, fuel cell (FC), grid interface, power conditioning unit, power quality, pulse width modulation (PWM) inverter, stand-alone system.
I. PENGANTAR
Di satu sisi, pertumbuhan pesat dalam penggunaan energi selama abad terakhir dan sumber daya energi yang terbatas telah menghasilkan banyak masalah dan isu saat ini.
Meskipun sumber energi konvensional, seperti bahan bakar fosil, saat ini melimpah, namun jumlahnya terbatas dan akhirnya habis. Selanjutnya, masalah lingkungan seperti pemanasan global semakin parah dan memerlukan perhatian dan perencanaan yang lebih. Sumber energi terbarukan memenuhi tuntutan dan kekhawatiran ini karena tersedia selama matahari bersinar dan berkelanjutan karena tidak atau memiliki dampak lingkungan yang minimal. Fuel cell merupakan salah satu teknologi yang dapat berbasis pada sumber energi terbarukan. Sel bahan bakar adalah perangkat yang mengubah energi kimia yang tersimpan dalam beberapa bahan bakar secara langsung menjadi energi listrik dan panas. Banyak sel bahan bakar lebih memilih hidrogen, dan hidrogen adalah sumber daya terbarukan. Akibatnya, teknologi sel bahan bakar telah menerima banyak minat. FC harus dibalik dan dinaikkan untuk digunakan untuk aplikasi perumahan dan pembangkit terdistribusi karena memberikan daya dc. Masalah penting lainnya dengan FC adalah bahwa
tegangannya turun secara praktis secara linier seiring dengan meningkatnya arus beban; akibatnya, tegangan output harus disesuaikan ke tingkat yang benar. Akibatnya, antarmuka elektronik daya yang tepat antara FC dan beban/jaringan diperlukan, dengan manajemen tegangan FC, pencocokan tegangan keluaran, dan kemampuan isolasi galvanik.
Seperti yang diilustrasikan pada Gambar 1, tugas-tugas berikut dapat diselesaikan dengan menghubungkan konverter dc-dc dengan penguatan tegangan ke FC dan kemudian inverter dc/ac atau dengan langsung mengklik inverter ke FC sebagai transformator step-up. Beberapa topologi konverter dc-dc mode-switch diikuti oleh inverter disajikan dan dibandingkan berdasarkan kinerja [8]–[14].
Konverter dc-dc mode aktif disarankan untuk menjaga ukuran dan biaya sistem tetap rendah, diikuti oleh inverter yang terhubung ke jaringan [8]. Karena yang pertama membutuhkan lebih sedikit penyaringan input, konverter dc-dc diumpankan arus lebih disukai daripada konverter dc-dc diumpankan tegangan. Untuk mengurangi rugi-rugi konduksi sakelar, dipilih konverter dc-dc push-pull dengan penguatan tegangan [8], [10], [11]. Namun, utilitasnya terbatas pada aplikasi berdaya rendah hingga sedang.
Karena topologi push-pull memiliki kesulitan yang signifikan dengan penghentian tap pusat, yang cenderung menyebabkan kejenuhan transformator pada tingkat daya tinggi, topologi jembatan penuh disukai untuk aplikasi daya tinggi [9]. Sebuah topologi jembatan penuh, di sisi lain, memerlukan lebih banyak sakelar tetapi pada setengah peringkat, yang lebih hemat biaya dan efisien [9], [12], [13].
Untuk mengatasi masalah yang disebutkan sebelumnya, semua topologi ini menggunakan konversi beberapa tahap, yang menghasilkan jumlah komponen yang tinggi dan, sebagai akibatnya, keandalan yang buruk, biaya yang berlebihan, dan efisiensi yang buruk.
Selain itu, perangkat penyimpanan energi seperti baterai dan ultrakapasitor diperlukan pada tahap kritis [9], [10]
untuk memberikan tambahan atau meningkatkan respons transien FC yang buruk. Hanya ada satu tahap konversi ketika inverter dc/ac dihubungkan langsung ke FC dengan penguatan ac [15]. Keuntungan dari topologi ini termasuk jumlah komponen yang berkurang dan kerugian yang rendah. Selain itu, konversi tunggal memungkinkan aliran daya balik yang lebih mudah dari grid untuk memberi makan alat bantu, terutama saat startup. Trafo step-up juga menyediakan isolasi antara FC dan beban. Salah satu bidang penelitian yang menarik adalah antarmuka jaringan sumber daya terbarukan seperti FC, terutama selama beban puncak
[16]. Desain lengkap, pemodelan matematika, dan implementasi sistem kontrol adalah beberapa kesulitan yang memerlukan perhatian lebih terfokus. Pemodelan dan simulasi antarmuka elektronik daya satu tahap antara FC dan beban/jaringan disajikan dalam penelitian ini. Model matematis sistem catu daya berbasis FC dibangun dalam kerangka referensi qd0 untuk parameter FC, konverter, dan sistem daya. Model ini menentukan daya aktif dan reaktif maksimum yang dapat diberikan sistem ke antarmuka jaringan. Model dibuat menggunakan metode per unit (p.u.) yang dapat diperluas lebih lanjut untuk situasi yang terhubung dengan jaringan. Topologi yang dipilih juga dapat digunakan untuk konversi dua arah untuk memasok tambahan dari grid selama startup.
Desain dan investigasi akan menggunakan membran pertukaran proton (PEM) FC NexaTM 1,2 kW. Sifat I–V dari FC dihitung menggunakan suhu dan tekanan hidrogen sebagai variabel. Model FC yang lebih sederhana dibangun berdasarkan aspek praktisnya di wilayah linier setelah membandingkan karakteristik yang disimulasikan dengan karakteristik I–V yang diperoleh secara eksperimental. Sim Power-Systems dan MATLAB–Simulink digunakan untuk membuat model simulasi. Teknik kontrol diimplementasikan dalam kerangka referensi stasioner qd0, dan hasil simulasi kondisi tunak dan transien ditampilkan.
II. SELBAHANBAKAR
PEMFC adalah sel bahan bakar membran pertukaran proton yang mengubah energi kimia dari reaktan yang disuplai (hidrogen dan oksigen) menjadi listrik. Untuk meringkas, gas reaktan dikirim ke kedua elektroda sel bahan bakar melalui saluran, lapisan difusi gas memastikan pemerataan ke membran berlapis katalis, dan katalis mempercepat oksidasi dan reduksi reaktan, yang merupakan reaksi langsung. diperlukan untuk operasi sel bahan bakar, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1.
Gambar 1. Kimia sel bahan bakar digambarkan secara skematis
Sisi anoda dari membran teroksidasi, melepaskan dua elektron yang melewati sirkuit untuk memenuhi kebutuhan beban sel, sedangkan proton yang tersisa (H+) mengalir melalui membran ke sisi katoda. Reduksi O2 memisahkan molekul oksigen di sisi katoda, yang kemudian menggabungkan elektron dalam sirkuit dan proton dari membran untuk menghasilkan produk air H2O.
A. Reaksi sel bahan bakar
Dalam sel bahan bakar, reaksinya adalah:
Reaksi Anoda:
2H2+2O2...>2H2O+4e- (3.1) Reaksi Katoda:
O2+4e...>2O2 (3.2) Reaksi keseluruhan:
2H2+O2...>2H2O (3.3) B. Manfaat Sel Bahan Bakar
1. Mereka mengubah energi kimia bahan bakar menjadi tenaga listrik dengan efisiensi 60%, dua kali lipat dari pembangkit listrik biasa.
2. Tidak adanya bagian yang bergerak dalam fungsi sel bahan bakar, kecuali blower udara (untuk O2) dan pompa air, menghasilkan tingkat kebisingan yang lebih rendah, peningkatan efisiensi, dan polusi udara yang lebih rendah.
3. Pengoperasian sel bahan bakar tidak memerlukan pembakaran, menjadikannya sumber energi yang bermanfaat bagi lingkungan dengan emisi CO2yang rendah.
C. Kekurangan sel bahan bakar
Kelemahan nyata dari sel bahan bakar adalah bahwa seiring bertambahnya usia sel bahan bakar, impedansi internal tumbuh perlahan, mengharuskan penggunaan antarmuka elektronik daya untuk mengelola tegangan output, yang meningkatkan biaya.
III. SISTEMUNTUKCATUDAYASELBAHANBAKAR
Gambar 3.2 menunjukkan diagram garis tunggal dari sistem catu daya berbasis FC satu tahap yang diusulkan.
NexaTM PEM FC menggunakan inverter PWM satu tahap diikuti oleh filter low-pass. Trafo step-up digunakan untuk memenuhi level tegangan yang sesuai karena FC beroperasi pada rentang tegangan rendah (26–48 V), dan tegangan beban/jaringan relatif tinggi (415Vrms). Ini juga berfungsi sebagai penghalang antara FC dan beban.
Gambar 2: Diagram garis tunggal pembangkit listrik sel bahan bakar
IV. PENGEMBANGAN SISTEM
A. Model FC
Termodinamika dan efisiensi kelistrikan sistem membantu kinerja FC lebih baik. Pemrosesan bahan bakar, pengelolaan air, dan kontrol suhu menentukan efisiensi termodinamika sistem. Namun, kerugian lain seperti kehilangan ohmik, kehilangan aktivasi, dan kehilangan konsentrasi mempengaruhi efisiensi listrik FC. FCS berbeda dalam atribut, bahan bangunan, dan penerapan aplikasi.
Akibatnya, mengembangkan model FC yang akurat sangat penting. Model PEM FC berdasarkan persamaan termodinamika dan elektrokimia telah disajikan dalam literatur. Metode matematika untuk membuat model dinamis untuk tumpukan sel bahan bakar PEM dijelaskan. Asumsi berikut dibuat untuk menyederhanakan analisis.
a) Gas yang terdispersi sempurna,
b) Tekanan konstan dalam saluran aliran gas sel bahan bakar, dan
c) Bahan bakar yang dilembabkan dan udara yang dilembabkan sebagai oksidan. Asumsikan bahwa tekanan uap air anoda yang dapat diterima adalah 50% dari tekanan uap jenuh, dan tekanan air katoda adalah 100%.
d) Sel bahan bakar beroperasi pada 100 derajat Celcius, dan produk reaksinya cair.
e) Sifat termodinamika dihitung pada suhu rata-rata tumpukan, perubahan suhu diabaikan, dan kapasitas panas spesifik keseluruhan tumpukan adalah konstan.
f) Tumpukan sel bahan bakar diilustrasikan dengan menggabungkan sifat sel individu. Hubungan proporsional antara aliran gas dan tekanan parsial melalui katup dapat dinyatakan sebagai:
(3.4)
𝑞𝐻𝑍 𝑝𝐻𝑍 = 𝐾𝐻2
(3.5)
𝑞𝐻2𝑂 𝑝𝐻2𝑂 = 𝐾
𝐻2𝑂
Aliran intake, aliran yang berpartisipasi dalam reaksi, dan aliran output berkontribusi pada aliran molar hidrogen.
Berikut ini adalah hubungan antara variabel-variabel tersebut:
(3.6)
𝑑 𝑑𝑡𝑃
𝐻2
= 𝑉𝑅𝑇
( )
𝑎𝑛 • 𝑞𝐻(
2𝑖𝑛− 𝑞𝐻2𝑜𝑢𝑡− 𝑞𝐻2𝑟)
Menurut hubungan elektrokimia mendasar antara aliran hidrogen dan arus tumpukan, persamaan berikut dapat ditulis:
(3.7) 𝑞𝐻2= 𝑁𝐼2𝐹 = 2𝐾
𝑟𝐼
𝐹𝐶
Jumlah tegangan Nernst, tegangan lebih aktivasi, dan tegangan lebih ohmik menghasilkan kurva polarisasi untuk sel bahan bakar PEM. Tegangan keluaran sel bahan bakar dapat dinyatakan dengan asumsi suhu konstan dan kandungan oksigen.
(3.8) 𝑉𝑐𝑒𝑙𝑙= 𝐸 + η
𝑎𝑐𝑡+ η
𝑜ℎ𝑚𝑖𝑐
Persamaan Nernst digunakan untuk menghitung tegangan tumpukan FC dalam kondisi berbeban (Vdc_stack), yang merupakan fungsi dari kerugian aktivasi (Vact), kehilangan konsentrasi (Vcon), dan kerugian ohmik (Vohmic).
(3.9) 𝑉𝑑𝑐𝑠𝑡𝑎𝑐𝑘= 𝑉
𝑜𝑝𝑒𝑛− 𝑉
𝑜ℎ𝑚𝑖𝑐− 𝑉
𝑎𝑐𝑡− 𝑉
𝑐𝑜𝑛
Model dinamis dari Ballard 1.2-kW FC dibuat di MATLAB/Simulink menggunakan informasi ini. Rugi ohmik menjadi kurang signifikan pada tingkat arus rendah, dan peningkatan tegangan keluaran terutama disebabkan oleh aktivitas reaksi kimia yang lamban. Tegangan turun drastis karena berkurangnya efisiensi pertukaran gas pada rapat arus yang sangat tinggi. Hal ini terutama disebabkan oleh banjir air yang berlebihan dalam katalis. Sebuah kemiringan linier berjalan antara daerah aktif dan konsentrasi, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.
Gambar 3: Karakteristik polarisasi sel bahan bakar Telah ditemukan bahwa dengan mengatur resistansi internal yang diberikan oleh tumpukan FC di bawah situasi pembebanan yang berbeda pada temperatur dan tekanan hidrogen yang bervariasi, FC dapat dioperasikan secara substansial dalam area linier. Karakteristik keluaran NexaTM FC telah diukur secara eksperimental hingga mendekati linier. Tegangan keluaran berkisar antara 26 hingga 29 V pada awal masa pakai pada daya pengenal (daya keluaran bersih sekitar 1,2 kW), dan arus sekitar 45A. Akibatnya, karakteristik keluaran FC dapat dilinierkan. Ini adalah persamaan linier:
(3.10) 𝑉𝑓𝑐𝑙𝑖𝑛= 𝑉
𝑂𝑙𝑖𝑛− 𝑅
𝑖𝑛𝑙𝑖𝑛𝐼
𝑓𝑐
Vfclin mewakili tegangan keluaran linier, V0lin mewakili
tegangan linier tanpa beban (V0lin = 39 V), Rinlinmewakili resistansi internal yang dilinierkan (Rinlin= Rfc= 0.24), dan Ifc mewakili arus FC. Akibatnya, resistansi internal ekivalen statis dapat dihitung sebagai 0,24. Rentang tegangan output didefinisikan sebagai 36–26 V dengan resistansi internal 0,24 untuk menentukan batas daya bawah dan atas dengan pembebanan minimum 360 W (10 A) hingga pembebanan maksimum 1170 W berdasarkan karakteristik FC linier (45 SEBUAH).
B. Model Sederhana
Model yang disederhanakan menggambarkan tumpukan sel bahan bakar tertentu yang beroperasi pada suhu dan tekanan standar. Untuk mencegah aliran arus negatif ke dalam tiang, digunakan dioda. Model ini didasarkan pada rangkaian ekivalen tumpukan sel bahan bakar yang digambarkan pada Gambar 4.
Gambar 4: Sirkuit setara tumpukan sel bahan bakar C. Desain Filter
Untuk menyaring harmonik yang ada dalam output inverter, filter LC dipasang sebelum transformator step-up.
Harmonik orde terendah yang tersedia pada tegangan keluaran inverter pada frekuensi switching sekitar 4860 Hz adalah 4740 Hz. Untuk menghindari pelemahan frekuensi fundamental, frekuensi cutoff filter LC dapat diatur ke 1200 Hz, 20 kali lebih besar dari frekuensi fundamental dan hampir empat kali lebih rendah dari frekuensi switching (4860 Hz). Frekuensi resonansi dilambangkan dengan
(3.11) 𝑓𝐶= 1/2π 𝐿
𝑓𝐶
𝑓= 1200 𝐻𝑧
Kombinasi yang berbeda dari komponen filter dipilih berdasarkan ekspresi di atas. Dengan frekuensi cutoff 1200 Hz dan faktor Q 30, THDV dan THDI kurang dari 5%, dan rugi daya induktor kurang dari 1%.
V. Topologi Dan Skema Kontrol Konverter A. Skema Dasar dan Topologi Konverter Daya
Gambar 2 menggambarkan diagram garis tunggal dari sistem catu daya berbasis sel bahan bakar satu tahap yang diusulkan. NexaTM PEM FC 1,2-kW 48-V dilengkapi dengan inverter PWM satu tahap dan filter low-pass. Trafo step-up digunakan untuk mencapai level tegangan yang sesuai karena FC beroperasi pada rentang tegangan rendah (26-48 V), dan tegangan beban/jaringan relatif tinggi. Ini juga berfungsi sebagai penghalang antara FC dan beban.
Konverter jembatan PWM sumber tegangan enam sakelar bus tunggal dengan konversi dc-ac disarankan untuk aplikasi tiga fase yang cocok untuk antarmuka jaringan.
Bridge menggunakan enam sakelar MOSFET tegangan rendah, sehingga hemat biaya dan efisien. Peralihan sinusoidal PWM (SPWM) lebih disukai di sini karena mengurangi jumlah komponen pasif; namun, ini memerlukan perangkat switching berkecepatan tinggi dan upaya kontrol yang lebih kompleks, yang tidak sulit untuk dicapai mengingat ketersediaan perangkat semikonduktor daya frekuensi tinggi dan alat kontrol modern seperti prosesor sinyal digital cepat.
Filter LC low-pass digunakan pada output PWM untuk pengurangan harmonik yang unggul dalam arus fasa dan tegangan output inverter. Ketika ditempatkan di sisi inverter, induktor filter memiliki peringkat arus yang tinggi, sedangkan kapasitor memiliki peringkat tegangan yang lebih rendah. Tegangan FC turun saat beban dinaikkan. Laju aliran hidrogen harus diatur dengan perubahan dalam kantong untuk mengoperasikan FC secara efisien. Namun, tergantung pada jenis sistem FC, pergeseran aliran ini mungkin merupakan prosedur yang panjang dengan konstanta waktu hingga 30 detik. Akibatnya, beberapa bentuk penyimpanan energi diperlukan. Serangkaian baterai dapat dipasang di seluruh tumpukan FC. Namun, bus dc yang diatur membutuhkan sirkuit tambahan.
Selain itu, jumlah sel dalam satu rangkaian mahal dan memiliki masa pakai yang singkat, sehingga memerlukan penggunaan sistem manajemen baterai yang mahal untuk pengoperasian yang aman [9], [10]. Menggunakan kapasitor/ultrakapasitor sebagai alternatif untuk baterai adalah pilihan yang memungkinkan. Kapasitor memiliki rentang tegangan yang lebih komprehensif dan dapat
dihubungkan secara seri melintasi FC tanpa sirkuit tambahan. Ultrakapasitor memiliki kerapatan energi spesifik yang lebih rendah daripada baterai tetapi daya spesifik lebih tinggi daripada baterai. Ultracapacitors dapat menyimpan muatan untuk waktu yang lama. Ultracapacitors, tidak seperti baterai, memiliki waktu pengisian yang singkat dan umur yang jauh lebih lama. Namun, ada kekhawatiran besar dengan ketersediaan dan harga.
B. Strategi Kontrol
Karena tegangan FC sering rendah, sekitar 1,2 V, maka perlu untuk menumpuk banyak sel yang harus dihubungkan secara seri dan paralel untuk meningkatkan kapasitas daya.
Gambar 3 menggambarkan fitur polarisasi FC yang khas.
Karena sifat ohmik dari FC, ada zona linier di mana tegangan turun seiring dengan meningkatnya kerapatan arus.
Wilayah ini dicirikan oleh resistansi internal yang disediakan oleh banyak komponen, sebuah fenomena yang dikenal sebagai polarisasi ohmik. Rugi ohmik menjadi kurang signifikan pada tingkat arus rendah, dan peningkatan tegangan keluaran terutama disebabkan oleh aktivitas reaksi kimia (waktu yang dibutuhkan untuk periode pemanasan).
Akibatnya, wilayah ini kadang-kadang disebut sebagai polarisasi aktif. Tegangan turun drastis pada rapat arus yang sangat tinggi karena pengurangan efisiensi pertukaran gas;
ini terutama disebabkan oleh meluapnya cairan dalam katalis, dan wilayah ini juga dikenal sebagai polarisasi konsentrasi. Indeks modulasi (ma) dari inverter PWM dapat dikontrol untuk mengatur penurunan tegangan FC dengan peningkatan arus yang ditarik (daya keluaran) sambil menjaga laju aliran hidrogen konstan, seperti yang ditunjukkan oleh
(4.1) 𝑉𝑎𝑐= 𝑚
𝑎· 𝑉
𝑑𝑐< δ
Tegangan keluaran ac adalah Vac, tegangan keluaran FC adalah Vdc, indeks modulasi inverter adalah ma, dan sudut fasa inverter adalah.
Karena mengendalikan amplitudo tegangan keluaran saja tidak cukup untuk memenuhi kebutuhan daya operasional beban, sudut fasa inverter juga diatur. Kedua variabel ini mempengaruhi penyesuaian daya transien (ma dan ). Untuk mengatur daya kondisi tunak perlu, laju aliran hidrogen harus diubah. Indeks modulasi "ma" dikendalikan dengan membandingkan tegangan keluaran dengan perintah tegangan referensi, yang mengatur tegangan keluaran inverter dan aliran daya reaktif. Tegangan dibandingkan dengan tegangan referensi dan diproses dalam pengontrol proporsional-integral (PI), PID, dan Kontroler Logika Fuzzy untuk mengontrol tegangan keluaran inverter di lingkungan yang terhubung ke jaringan untuk mempertahankan aliran daya reaktif.
VI. Hasil Simulasi
Sebuah model simulasi untuk mengatur parameter konverter (ma dan ) dalam loop tertutup dibangun di lingkungan MATLAB. Tegangan FC diterapkan ke inverter MOSFET melalui kapasitor dc-link. SPWM mengontrol inverter MOSFET pada frekuensi pembawa 4,86 kHz. Pada waktu sampling satu detik, rangkaian diskritisasi. Setelah penyaringan, output inverter PWM diterapkan ke transformator step-up. Tegangan beban diatur pada satu pu.
(415 Vrms) memanfaatkan transformasi ABC-ke-dq dan dq-ke-abc oleh PI, PID, dan pengatur tegangan fuzzy. Tiga sinyal modulasi yang digunakan oleh generator PWM untuk
menghasilkan pulsa pengapian dihasilkan dengan mengalikan output regulator tegangan dengan vektor sinus referensi.
Gambar 5: Tegangan keluaran tiga fasa yang difilter menggunakan pengontrol PI.
Gambar 6: Tegangan keluaran tiga fasa yang difilter menggunakan kontroler PID.
Gambar 7: Tegangan keluaran tiga fasa yang difilter menggunakan Fuzzy Logic Controller.
VII. Kesimpulan
Dengan mengubah indeks modulasi dan sudut fasa, antarmuka elektronik daya satu tahap yang diusulkan mengelola variasi tegangan FC untuk perubahan beban yang sepadan. Sistem ini cocok untuk antarmuka jaringan/aplikasi mandiri karena nilai THD dari tegangan keluaran dijaga pada 0,47 persen menggunakan pengontrol logika fuzzy.
Menurut simulasi, indeks modulasi menyesuaikan untuk memperhitungkan fitur penurunan FC untuk setiap fluktuasi beban dengan respons transien yang sangat baik. Selain itu, tegangan keluaran inverter disinkronkan dengan tegangan jaringan, membuat sistem siap jaringan. Karena THD dapat diturunkan dari nilai tinggi ke nilai rendah setelah penyaringan dan waktu penyelesaian minimal, pengontrol logika fuzzy adalah pengontrol optimal untuk sistem.
REFERENSI
[1] Shailendra Jain, Jin Jiang, Xinhong Huang, Member and Srdjan Stevandic, “Modeling of Fuel-Cell-Based Power Supply System for Grid Interface”Proc. IEEE, vol.48, no.4,pp. 1142- 1153, july/august 2012
[2] M. Farooque and H. C. Maru, “Fuel cell the clean and efficient power generators,” Proc. IEEE, vol. 89, no. 12, pp. 1819–1829, Dec. 2001.
[3] M. L. Perry and S. Kotso, “A back-up power solution with no batteries,” in Proc. IEEE IEEE Telecommun. Energy Conf., Sep.
19–23, 2004, pp. 210–217.
[4] M. W. Ellis, M. R. Von Spakovsky, and D. J. Nelson, “Fuel cell systems:Efficient,flexible energy conversion for the 21st century,”
Proc. IEEE, vol. 89, no. 12, pp. 1808–1818, Dec. 2001.
[5] M. C. Williams, “Fuel cells and the world energy future,” in Proc.
IEEE-PES Summer Meeting, Vancouver, BC, Canada, Jul. 15–19, 2001, pp. 725–730.
[6] J. Anzicek and M. Thompson, “DC–DC boost converter design for Kettering University’s gem fuel cell vehicle,” in Proc. IEEE Elect.
Insul. Conf., 2005, pp. 307–316.
[7] W. Gao, “Performance comparison of a fuel cell-battery hybrid powertrain and a fuel cell-ultracapacitor hybrid powertrain,” IEEE Trans. Veh. Technol., vol. 54, no. 3, pp. 846–855, May 2005.
[8] K. Rajashekara, “Power conversion and control strategies for fuel cell vehicles,” in Proc. IEEE IECON, Nov. 2–6, 2003, vol. 3, pp.
2865–2870.
[9] G. K. Andersen, C. Klumpner, S. B. Kjter, and F. Blaabjerg, “A newgreen power inverter for fuel cells,” in Proc. PESC, Jun. 23–27, 2002, pp. 727–733.
[10] T. A. Nergaard, J. F. Ferrell, L. G. Leslie, and J.-S. Lai, “Design considerations for a 48 V fuel cell to split single phase inverter system with ultracapacitor energy storage,” in Proc. IEEE PESC, Jun.
23–27, 2002, vol. 2, pp. 2007–2012.
