Yakıt pilleri için empedans kaynaklı inverter tasarımı ve bir uygulama devresinin gerçekleştirilmesi

Abstract

Yakıt pilleri (yakıt hücreleri), kimyasal enerjiyi herhangi bir dönüşüm prosesi olmaksızın doğrudan elektriksel ve ısıl enerjiye dönüştüren elektrokimyasal güç kaynaklarıdır. Yakıt pili sistemleri, taşınabilir elektronik sistemlerden, elektrik santralleri uygulamalarına kadar ihtiyaç duyulan gereksinimleri karşılayabilecek niteliktedirler.Yakıt pili tabanlı bir güç sistemi, yakıt pilinin üretmiş olduğu DC elektriksel gücü, yerleşik veya taşınabilir yüklerde, otomotiv uygulamalarında ve elektrik şebekelerinde kullanıma uygun AC veya DC güce çeviren güç koşullandırma ünitelerine ihtiyaç duymaktadır.Bu tez, yakıt pili uygulamalarında kullanılan ve empedans kaynaklı inverter olarak adlandırılan bir inverter yapısı üzerine odaklanmaktadır. Empedans kaynaklı inverter, geleneksel gerilim ve akım kontrollü inverterlerin yapısal sınırlamalarını ortadan kaldırarak yeni bir güç çevrim konsepti sağlamaktadır. Tez çalışmasında sırasıyla, bu topolojiye ait olan çalışma prensibi, simülasyon ve uygulama devresine ait deneysel sonuçlar verilmektedir.Anahtar kelimeler; Yakıt pili, Güç elektroniği, Güç koşullandırma, Empedans kaynaklı inverter, Dönüştürücü

Fuel cells are electrochemical power sources that convert chemical energy to electricity and thermal energy directly without any conversion process. Fuel cell systems are available to meet the needs of applications ranging from portable electronics to power plants.A fuel cell based power system needs a power conditioning unit, which is a necessary system for converting the DC electrical power generated by a fuel cell into usable AC or DC power for stationary or portable loads, automotive applications and interfaces with electric utilities.This thesis focused on an impedance source power inverter for fuel cell applications. The impedance source inverter overcomes the structural limitations of the traditional voltage and current source inverters and provides a novel power conversion concept. In the thesis, operating principle, simulation of this topology and the experimental results of the application circuit are presented respectively.Keywords; Fuel cell, Power electronics, Power conditioning, Impedance source inverter, Converter