Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

"Pada skripsi ini akan dirancang pengendali Model Predictive Control tanpa constraint pada sistem Proton Exchange Membrane Fuel Cell. Sebelumnya, dilakukan identifikasi sistem PEMFC dengan metode Least Square berdasarkan data masukan dan keluaran sistem nonlinier untuk mendapatkan model linier. Masukan sistem adalah flow H2, flow O2, dan arus. Kemudian dilakukan uji keabsahan model hasil identifikasi dengan membandingkan respon tegangan keluaran model nonlinier dengan model hasil indentifikasi. Selanjutnya, pengendali MPC tanpa constraint dirancang pada model identifikasi PEMFC dengan nilai parameter matriks faktor bobot Q dan R yang bervariasi. Dari hasil simulasi diperoleh respon pengendalian yang cukup baik meskipun hanya terbatas pada nilai matriks Q= 10 IHp dan R=5000 I6. Hal ini dapat dilihat dari respon yang dapat mengikuti sinyal acuan.

---

In this final thesis, a Model Predictive Control without constraint was designed in Proton Exchange Membrane Fuel Cell. Before designing, PEMFC system identification had been done using Least Square method based on input and output data of the nonlinear system to obtain linear model. System inputs are H2 flow, O2 flow, and current. Then, validation test was done by comparing voltage response of nonlinear and identification model. After that, a MPC controller without constraint was designed in identification model. The weighting matrices Q and R were varied to observe their effect to control result. From the simulation result, a quite good control result was obtained even though it's only limited to Q= 10 IHp and R=5000 I6. The quite good result can be observed from the tracking of setpoint."

"Dalam thesis ini dirancang sebuah algoritma pengendali Model Predictive Control (MPC) Constrained dan diimplementasikan pada sistem Proton Exchange Membrane Fuel Cell. Model yang digunakan adalah model linier yang didapatkan dari Identifikasi sistem dengan metode Least Square. Constraint di berikan pada perubahan masing-masing sinyal kendali serta perbandingan antara sinyal kendali pertama dan kedua.Dari hasil simulasi terlihat bahwa pengendali MPC menghasilkan respon keluaran yang mengikuti sinyal acuan yang diberikan, serta mampu mengatasi gangguan yang berupa perubahan beban yang terjadi pada sistem PEMFC. Dengan pemberian constraint pada pengendali MPC, sinyal kendali yang dihasilkan dapat dibatasi sesuai dengan karakteristik fisik dari sistem PEMFC.

---

This theses presents a Constrained Model Predictive Control design . The controller is implemented in the Proton Exchange Membrane Fuel Cell. The MPC algorithm based on the Linear model generated from identification system using Least Square Method. The controller consist of control signal constraints including the comparison of eachcontrol signal amplitude.The simulation result show that the MPC resulting a very good transient behaviour, the output from PEMFC can follow the trajectory and did not effected by load change disturbances. With some constraint additional in MPC, the control signals can be bounded refer to the real characteristic of PEMFC."

"Dalam simulasi ini, dilakukan pemodelan dan simulasi Proton Exchange Membrane (PEM) fuel cell dengan pendekatan 3 dimensi 2 fasa, yaitu fasa gas dan fasa padatan dengan bentuk channel serpentine. Persamaan model yang diturunkan meliputi persamaan kontinuitas, persamaan momentum, persamaan energi persamaan transport ion dan persamaan current density. Kesemua persamaan ini dibedakan antara fasa padatan dan fasa gas. Fasa padatan terjadi pada GDL, Catalyst dan membrane baik disisi anode maupun cathode. Scdangkan fasa gas hanya terjadi pada Gas Channel anode dan Gas channel cathode. Penyelesaian numeris model menggunakan perangkat lunak MATLAB™ 6.0. Karena terlalu sulitnya melakukan pemecahan dengan menggunakan MATLABTM pada daerah perhitungan 3 dimensi 2 fasa dan dalam geometri yang komplek, maka model disederhanakan menjadl 2 buah model I dimensi, yaitu model pada sumbu y (lebar) dan model pada sumbu z{ketebalan). Hasil model dari penyederhanaan model kesumbu y dldapat profil kecepatan. konsentrasi, tekanan, temperatur. current density, tegangan ionik. Model 1 dimensi kearah sumbu y ini hanya dapat diselesaikan pada lebar 50 cm, jika melebihi lebar ini model tidak dapat diselesaikan karena menghasilkan sebuah matrik Jacobian dari metoda Newton-Raphson yang singular, hal ini disebabkan karena persamaan current density yang sangat stiff. Sedangkan hasil dari penyederhanaan model kesumbu z..."

"Dalam skripsi ini dibandingkan performansi dari beberapa konfigurasi pengendali logika fuzzy pada fuel cell. Pada konfigurasi pertama, masukan hidrogen dan oksigen ditetapkan sebagai perbandingan tetap proporsional hidrogen dan oksigen (O2in/H2in=1.168), sedangkan pada konfigurasi kedua, masukan oksigen diatur secara dinamik proporsional terhadap masukan hidrogen menggunakan pengendali logika fuzzy kedua. Pada kedua pengendali logika fuzzy (FLC1 dan FLC2) dilakukan variasi nilai fuzzifikasi untuk setiap variabel linguistik dan performansinya terhadap pengendalian tegangan fuelcell dibandingkan. Konfigurasi yang terbaik dipilih berdasarkan pembobotan nilai pada parameter settling time dan overshoot dari respon dinamik pengendalian tegangan fuelcell. Dari hasil penilaian didapat konfigurasi dengan dua pengendali logika fuzzy mempunyai performansi pengendalian yang lebih baik dibandingkan konfigurasi satu pengendali logika fuzzy.

---

This Thesis compares the performance of fuzzy logic controller configuration for Fuel Cell. In the first configuration, the input of hydrogen and oxygen is determined which using proportional gain ratio((O2in/H2in=1.168). In the second configuration, the input of oxygen is controlled by dynamic proportional from hydrogen input using the second fuzzy logic controller. Both of fuzzy logic controller (FLC1 and FLC2) fuzzification is varied for every linguistic variable and then the performances of the controller are compared. The best configuration is determined by using weighting factor of settling time and overshoot parameters of Fuel cell voltage dynamic response. As a result, the second configuration using two fuzzy logic controller has better performance than using one fuzzy logic controller."

"Bahan bakar fosil merupakan bahan bakar yang paling umum digunakan saat ini terutama dalam bidang industri dan transportasi. Namun karena memiliki potensi emisi karbon dioksida yang tinggi menyebabkan efek rumah kaca yang menyebabkan global warming. Oleh karena itu diperlukan suatu bahan bakar alternatif yang ramah lingkungan untuk menggantikan bahan bakar fosil ini. Sel tunam (fuel cell) merupakan salah satu terobosan baru untuk memangkas permasalahan ini. Hanya dengan bahan bakar hidrogen dan oksigen fuel cell dapat menghasilkan tegangan sebesar 1 V hingga 1.2 V. Jika disusun menjadi fuel cell stack, maka daya yang dihasilkan akan menjadi besar. Salah satu permasalahan dari  fuel cell adalah oxygen starvation dimana oksigen yang di supply menuju fuel cell tidak mencukupi untuk menghasilkan daya yang dibutuhkan. Hal ini dapat menyebabkan terjadinya penurunan performa pada fuel cell bahkan dapat merusak fuel cell. Untuk mengatasi hal ini dapat digunakan pengendali untuk melakukan pengendalian terhadap oxygen excess ratio yang merupakan perbandingan antara kadar oksigen yang masuk ke fuel cell dan oksigen yang bereaksi untuk menghasilkan daya.

---

Fossil fuels are the most commonly used fuels today, especially in industry and transportation. However, because it has the potential for high carbon dioxide emissions, it causes a greenhouse effect that causes global warming. Therefore we need an alternative fuel that is environmentally friendly to replace this fossil fuel. The fuel cell is one of the new breakthroughs to reduce this problem. Only with hydrogen fuel and oxygen fuel cells can produce a voltage of 1 V to 1.2 V. If arranged into a fuel cell stack, the power generated will be large. One of the problems with fuel cells is oxygen starvation where the oxygen supplied to the fuel cell is not sufficient to generate required power. This can cause a decrease in the performance of the fuel cell and can even damage the fuel cell it self. To overcome this problem, a controller can be used to control the oxygen excess ratio, which is the ratio between the level of oxygen entering the fuel cell and the oxygen that reacts to produce power."

"Tesis ini berisi sebuah studi mengenai pemodelan matematis sebuah sistem sel tunam membran pertukaran proton tipe kanal paralel dan serpentine 1 dimensi dan 2 dimensi kondisi tunak (steady state) dan isotermal . Pemodelan mencakup perhitungan numerik persamaan konservasi massa dan momentum melalui teknik volume hingga (finite volume) tools komersial. Diskretisasi model dilakukan pada sub sistem kanal aliran (channel flow) dan lapisan membran MEA (membrane electrolyte assembly). Untuk mengetahui karakteristik utama gas reaktan di dalam kanal dalam hubungannya terhadap densitas arus. Dari hasil distribusi momentum dan massa yang diperoleh, selanjutnya menggunakan hubungan arus dan konsentrasi reaktan didapatkan bahwa kanal distribusi tipe serpentine mempunyai rugi aliran yang lebih besar daripada kanal paralel. Semakin besar tekanan statik rata-rata yang terjadi maka akan meningkatkan konsentrasi distribusi gas reaktan pada permukaan difusi.

---

This study explaining the development of Mathematical Modeling for Paralel and Serpentine channel distribution in Proton Exchange Membrane Fuel Cell (PEMFC). The models defined on the steady, isothermal, 1 and 2 dimensional, applying the governing equations of momentum and mass transfer to obtain the dynamic and mass parameter of reactants distribution. Model discretization carried on the sub systems of channel flow and Membrane Electrolyte Assembly (MEA) layer to know the main characteristic of reactant gas in the channel related to the current density. Finally using the relationship between concentration and current, from the result of momentum and mass distribution has been obtained that the serpentine channel shows the more higher pressure drop than the paralel one. Generally the higher pressure the more heavier concentration taken place on the diffusion layers."

"Tesis ini bertujuan untuk melakukan pengembangan metode perlakuan terhadap tegangan keluaran sistem fuel cell yang cenderung berubah seiring perubahan beban agar mampu bertahan pada nilai yang relatif konstan. Hal ini dilakukan dengan menambahkan suatu DC-DC converter berupa buck converter pada keluaran fuel cell sebelum diubah menjadi tegangan AC oleh inverter. Hasil uji coba menunjukkan tegangan keluaran sistem menjadi relatif tetap pada tegangan 12,4 volt +2,5% saat diberi beban yang berfluktuasi jika dibandingkan dengan tegangan keluaran fuel cell itu sendiri.

---

The purpose of this thesis is to conduct method development treatment of output voltage of fuel cell system, which is tend to change along with load fluctuation, to be able to withstands on relatively constant value. It?s done by adding a buck converter as a DC-DC converter on fuel cell's output before it's changed as AC voltage by inverter. The experiment result shows that output voltage of the system is relatively constant on 12.4 volt +2,5% under fluctuated load in comparison with output voltage from fuel cell it self."

"Air memegang peranan penting dalam Membrane Elektrode Assembly. Semakin banyak kandungan air dalam MEA, semakin baik konduktivitas ioniknya. Namun kadungan air yang berlebihan dapat menyebabkan flooding yang dapat menurunkan kinerja fuel cell. Tujuan penelitian ini adalah mencegah flooding dan meningkatkan kinerja MEA dengan penambahan microporous layer. Kinerja MEA tanpa MPL dan MEA dengan berbagai komposisi PTFE dalam MPL diuji pada penelitian ini. MEA dengan MPL terbukti menaikan power density fuel cell sebesar 258,8% dibandingkan dengan MEA tanpa MPL. Selain itu, MEA dengan MPL yang mengandung PTFE 20% wt menunjukan power density yang lebih tinggi dibandingkan dengan MEA dengan MPL 10% wt PTFE dan 30% wt PTFE. Hal ini menunjukan adanya komposisi optimum PTFE dalam MPL, dimana pada penelitian ini sebesar 20% wt.

---

Water plays an important role in the Membrane Electrode Assembly. The more water content in the MEA, the better its ionic conductivity. However, excessive water content can results flooding which degrade the performance of fuel cells. The objectives of this experiment are to reduce flooding and improve cell performance by adding a microporous layer. MEA without MPL and MEA with various compositions PTFE in MPL have been tested in this experiment. MEA with MPL proved to raise the fuel cell power density of 258.8% compared to the MEA without MPL. Furthermore, MEA with MPL containing 20% wt PTFE showed a higher power density compared to the MEA with MPL 10% wt PTFE and 30% wt PTFE. This shows there is an optimum composition of PTFE in the MPL which is 20% wt in this experiment."

"ABSTRAKTesis ini bertujuan untuk mengujikan persamaan yang diperoleh dari grafik karakteristik hubungan tegangan masukan optimum driver valve terhadap perubahan daya beban pada bukaan valve proporsional pada masukan sistem PEMFC sehingga bukaan valve akan bekerja secara otomatis sesuai dengan perubahan daya beban. Persamaan yang diambil ada dua yaitu persamaan polinomial dan linier. Masukan persamaan adalah daya beban dan keluarannya dijadikan tegangan masukan driver valve.Hasil pengujian dengan kedua persamaan menunjukkan karakteristik tegangan dan arus keluaran sistem yang hampir sama dengan karakteristik pada bukaan valve optimum dan maksimum. Pemakaian gas H2 pada pengujian dengan kedua persamaan menunjukkan nilai yang hampir sama dengan bukaan valve optimum, sehingga lebih hemat dalam konsumsi gas H2 dibandingkan dengan bukaan valve maksimum.

---

ABSTRACT

This thesis aims to testing the equation which obtained from the graph characteristics relationships of the optimum input voltage driver valve to change the power load on the valve opening proportional to the input PEMFC system so that the valve opening will work automatically according to changes in load power. Equations are taken there are two linear equations and polynomials. Enter the equation is used as the power load and input voltage output driver valves.

Test results show similarities with both voltage and output current characteristics are almost the same system with the characteristics of the optimum and maximum valve opening. H2 gas usage on testing with both equations show similar values with optimum valve opening, making it more efficient than the maximum valve opening."