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Instrumentation, Mesure, Métrologie

1631-4670
Revue des Systèmes
Nouvel éditeur en 2019
 

 ARTICLE VOL 17/3 - 2018  - pp.423-442  - doi:10.3166/i2m.17.423-442
TITRE
Modélisation, réalisation et test sur le terrain d'un système hybride à pile Na / NiCl 2 à pile à combustible comme source d'alimentation de station émetteur-récepteur de base

TITLE
Modeling, realization and test on field of a fuel cell ‐ Na/NiCl2 battery hybrid system as a base transceiver station power supply

RÉSUMÉ

Le secteur des télécommunications a connu une croissance exponentielle ces dernières années en raison des communications mobiles et de la diffusion Internet. Cette tendance semble se poursuivre dans un avenir proche, sous l’effet à la fois d’une nouvelle augmentation des communications mobiles dans les régions moins développées et d’une diffusion probable de l’Internet des objets. Les stations de base radio (RBS) ont besoin d’un réseau électrique stable et fiable. L’approche du projet présenté dans ce travail consiste à remplacer l’UPS et ses stabilisateurs par une pile à combustible hybride (SOFC) batteries Na / NiCl2 capables de performances énergétiques de haute qualité. Ce type de système peut assurer la fourniture d'énergie lorsque le réseau électrique est absent ou faible, ou fournir une large gamme de services d'alimentation et d'énergie, s'il est installélàoùle réseau est présent. En particulier, le système développéest capable de fournir des RBS (1-10 kW) connectés ou non au réseau, et des centres de données de taille moyenne (+50 kW), intégrés à RES (par exemple, les panneaux solaires photovoltaïques ou éoliens), ce qui réduit leur imprévisibilitéet est compatible avec les futures infrastructures de réseaux intelligents / de villes intelligentes. L'approche hybride garantit l'approvisionnement en énergie et de puissance tandis que la pile àcombustible fonctionne àun point de consigne de puissance fixe, de sorte que les batteries suivent les variations rapides de charge. La dynamique des systèmes SOFC est trop lente pour suivre les variations de la puissance de charge sans compromettre sa propre durée de vie. L'intégration de ce système hybride dans le RBS a été étudiée et conçue à l'aide de convertisseurs électroniques de puissance personnalisés. Un outil de modélisation a été développédans l'environnement MATLAB pour aider àévaluer la taille, les performances et les algorithmes opérationnels de ce type d'hybridation. Le système réel a étéassembléet testé aux laboratoires CNR ITAE. Ensuite, il a été déplacé sur un véritable site de télécommunication, à Palerme, pour fonctionner directement couplé à une charge d'exploitation.



ABSTRACT

The telecommunications sector has grown exponentially in recent years due to mobile communications and internet diffusion. This trend seems to continue in near future driven by both further increase of mobile communications in less developed areas and likely diffusion of IoT (Internet of Things). Radio base stations (RBS) need a power grid that is stable and reliable. The approach of the project presented in this work is to replace the UPS and stabilizers with a hybrid fuel cell (SOFC) Na/NiCl2 batteries capable of high quality energy performances. This kind of system can ensure power delivering where the electric grid is absent or weak or provide a wide range of power and energy services if installed where the grid is present. In particular, the system developed is able to supply both on-grid and off-grid RBS (1-10 kW) and medium sized data centers (+50 kW), integrated with RES (e.g. solar PV, wind), minimizing their unpredictability, and is consistent with future smart grids/smart cities infrastructures. The hybrid approach guarantees energy and power supply while the fuel cell works at a fixed power set point, so that the batteries follow rapid load variations. SOFC systems have too slow dynamics to follow the load power variations without compromising its own lifetime. The integration of this hybrid system in the RBS has been studied and designed by using customized power electronics converters. A modelling tool has been developed in MATLAB environment to help in evaluating size, performance, and operative algorithms of this type of hybridization. The real system has been assembled and tested at the CNR ITAE Laboratories. Then it has been moved to a real telecommunication site, in Palermo, to work directly coupled to an operating load.



AUTEUR(S)
D. ALOISIO, M. FERRARO, G BRUNACCINI, F. SERGI, N. RANDAZZO, G. DISPENZA

MOTS-CLÉS
SOFC, système hybride, energie intelligente.

KEYWORDS
SOFC, hybrid system, smart energy.

LANGUE DE L'ARTICLE
Anglais

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