محاسبه قابلیت اطمینان و دسترس پذیری سیستم پیل سوختی متانولی با رویکرد زنجیره مارکوف

نوع مقاله: علمی-ترویجی

نویسندگان

1 ، گروه انرژی‌های نو و محیط زیست، دانشکده علوم و فنون نوین، دانشگاه تهران،تهران،ایران

2 استادیار، گروه انرژی‌های نو و محیط‌ زیست، دانشکده علوم و فنون نوین، دانشگاه تهران،تهران،ایران

3 دانشیار،گروه سیستم های انرژی-دانشکده علوم و فنون نوین-دانشگاه تهران،تهران،ایران

4 دانشجوی کارشناسی ارشد، رشته مهندسی سیستم‌های انرژی، گروه انرژی‌های نو و محیط زیست، دانشکده علوم و فنون نوین، دانشگاه تهران،تهران،ایران

چکیده

پیل سوختی یکی از جدیدترین فناوری‌ های تولید انرژی پاک است که علاقمندی به استفاده از آن رو به افزایش می‌باشد. از آنجایی که قابلیت اطمینان و دسترس‌پذیری از جمله شاخص‌های مهم در ارزیابی عملکرد سیستم و تجهیزات مختلف می‌باشد، در این مقاله قابلیت اطمینان و دسترس‌پذیری سیستم پیل سوختی متانولی مستقیم با توجه به رویکرد زنجیره مارکوف محاسبه شده است. به این منظور پس از تعیین نرخ خرابی هر یک از قطعات این سیستم، قابلیت اطمینان مجموعه در بازه 0 تا 5000 ساعت محاسبه شده است. همچنین نتایج استفاده از زنجیره مارکوف و شبیه‌سازی در نرم افزار RAMcommander نیز نشان می‌ دهد که سیستم پیل سوختی متانولی بیش از 99 درصد مواقع در دسترس است. در انتها با بررسی‌های انجام گرفته مشخص شد که این سیستم تقریبا 96 درصد مواقع با تمام ظرفیت، بیش از 3 درصد مواقع نیمه ظرفیت و به احتمال کمتر از 1درصد غیر‌ فعال است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


- منابع

[1]           EIA, U., Energy Information Administration (2016) International Energy Outlook 2016. 2016.

[2]           Ehsani, M., et al., Modern electric, hybrid electric, and fuel cell vehicles. 2018: CRC press.

[3]           Dicks, A. and D.A.J. Rand, Fuel cell systems explained. 2018: Wiley Online Library.

[4]           Aydinli, G., N. Sisworahardjo, and M. Alam. Reliability and sensitivity analysis of low power portable direct methanol fuel cell. in EUROCON, 2007. The International Conference on" Computer as a Tool". 2007. IEEE.

[5]           Tanrioven, M. and M. Alam, Reliability modeling and analysis of stand-alone PEM fuel cell power plants. Renewable Energy, 2006. 31(7): p. 915-933.

[6]           Whiteley, M., et al., Advanced reliability analysis of Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cells using Petri-Net analysis and fuel cell modelling techniques. International Journal of Hydrogen Energy, 2015. 40(35): p. 11550-11558.

[7]           Deodath, R., J. Jhingoorie, and C. Riverol, Direct methanol fuel cell system reliability analysis. International Journal of Hydrogen Energy, 2017. 42(16): p. 12032-12045.

[8]           Sisworahardjo, N., M. Alam, and G. Aydinli, Reliability and availability analysis of low power portable direct methanol fuel cells. Journal of power sources, 2008. 177(2): p. 412-418.

[9]           Albarbar, A. and M. Alrweq, Effective Technique for Improving Electrical Performance and Reliability of Fuel Cells. International Journal of Power Electronics and Drive Systems (IJPEDS), 2017. 8(4): p. 1868-1875.

[10]         Schultz, T., Experimental and model-based analysis of the steady-state and dynamic operating behaviour of the direct methanol fuel cell (DMFC). 2004, Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg.

[11]         Billinton, R. and R.N. Allan, Reliability evaluation of engineering systems. 1992: Springer.

[12]         AGENCY, I.A.E., Survey of Ranges of Component Reliability Data for Use in Probabilistic Safety Assessment. IAEA TECDOC Series. 1989, Vienna: INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY.