Harrynson A. Ramirez Murillo, Martha P. Camargo Martínez, Fabian Salazar Caceres, Carlos Andrés Torres Pinzon
En este trabajo se presenta un modelo matemático de eficiencias para sistemas híbridos Fuel Cell (FC), considerando las topologías serie (SH), paralelo (PH) y serie-paralelo (SPH). En estos sistemas, se implementaron convertidores Buck-Boost modulares no inversores. Sus funciones de eficiencia dependen de sus puntos de operación, particularmente de sus corrientes de salida y modos de operación (Buck, Boost y Buck-Boost). Además, la eficiencia del Bus de DC se ha modelado y utilizado en cada sistema, el cual corresponde una función del ciclo de trabajo de carga con una frecuencia de 100 Hz. La potencia pico y la tensión nominal de este bus de CC corresponden a 1,5 kW y 48 V, respectivamente. Estos sistemas híbridos fueron implementados en SIMULINK / MATLAB®, considerando condiciones iniciales de tensión o de precarga en los capacitores para reducir el tiempo de cómputo. Los resultados analíticos y experimentales se validan mediante el coeficiente de eficiencia de Nash-Sutcliffe (NSE).
In this work, a mathematical model of efficiencies for hybrid Fuel Cell (FC) systems is presented, considering the series (SH), parallel (PH), and serial-parallel (SPH) topologies. In these systems, were implemented modular non-inverting Buck-Boost converters. Their efficiency functions depend on their operating points, particularly their output currents and operation modes (Buck, Boost, and Buck-Boost). In addition, the DC Bus efficiency has been modeled and used in each system, corresponding to a function of the load duty cycle with a frequency of 100 Hz. This DCBus'speakpower and nominal voltage correspond to 1.5 kW and 48 V, respectively. These hybrid systems were implemented in SIMULINK/MATLAB®, considering the capacitors' initial voltage or pre-charge conditions to reduce the computation time. The analytical and experimental results are validated using the Nash-Sutcliffe Coefficient of Efficiency (NSE).
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