Le contrôle intelligent pour les piles à combustible
Les piles à combustible convertissent l'énergie chimique stockée dans les combustibles riches en hydrogène en électricité qui peut être utilisée dans les systèmes électriques fixes et les appareils portables. L'hydrogène peut être produit via électrolyse de l'eau à l'aide d'énergies renouvelables. Sans surprise, les piles à combustible à membrane électrolyte polymère (MEP) constituent l'une des sources d'énergie alternatives les plus propres. Toutefois, plusieurs questions techniques doivent être résolues pour qu'elles soient compétitives. Le projet financé par l'UE ACOFC (Advanced controllers and observers development for fuel cell based generation systems) visait à développer une solution de contrôle robuste pour traiter les perturbations qui affectent le fonctionnement du système. Par leur nature même, les piles à combustible MEP sont sensibles aux conditions d'utilisation, comme l'humidité relative des gaz réactifs et leur température. L'équipe ACOFC a démontré l'application d'un contrôle de mode coulissant d'ordre supérieur pour les piles à combustible MEP. Cette approche de contrôle implique la modélisation de la matrice d'influence du système en une matrice du système transformée réversible. Le contrôle de l'humidité se trouve parmi les avantages confirmés à l'Institut de Robòticai Informàtica Industrial de Barcelone, en Espagne. En outre, le contrôle de la stœchiométrie doit pouvoir optimiser l'efficacité de conversion du système, évitant les détériorations possibles des performances et les dommages aux membranes des polymères. Les données expérimentales dans le cadre d'un large éventail de conditions d'utilisation étaient également en accord avec les résultats de la simulation. Plusieurs solutions ont en outre été proposées pour le programme de mesure dans les systèmes à base de piles à combustible. C'est également une question importante pour les applications industrielles où l'équipement doit être minimal. Les détails de la conception du contrôleur à l'aide d'algorithmes du mode coulissant d'ordre supérieur sont décrits dans une série d'articles publiés dans des journaux spécialisés et présentés lors de conférences internationales.
Mots‑clés
Piles à combustible, combustibles riches en hydrogène, piles à combustible de membrane d'électrolyte polymère, contrôle du mode coulissant, algorithme
