用于预测用于储能的氢燃料电池性能的混合系统

Juan-Aurelio Montero-Sousa, E. Jové, José-Luis Casteleiro-Roca, Héctor Quintián, José Luis Calvo-Rolle, Héctor Alaiz Moretón, Tomás González Ayuso
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Es por ello, que la presente investigacion se centra en el desarrollo de un sistema hibrido de modelado de una celda de combustible mediante tecnicas de aprendizaje no supervisado para agrupamientos, combinadas con tecnicas de regresion para modelado. Finalmente, los modelos generados con conjunto de datos real proveniente de un sistema de generacion y almacenamiento de energia mediante una celda de hidrogeno, son validados obteniendo resultados altamente satisfactorios. EnglishCurrently, largely due to the rise of the electric vehicle, energy storage systems are becoming agreater need, being both electric batteries and fuel cells, the two most developed technologies in recent years. However, it is not enough just to develop energy storage system, but it is essential to maximize the efficiency of them, in order to take the maximum advantage of the stored energy. To reach this goal, one of the most relevant aspects is to predict with enough accuracy and in advance both the generation and consumption of energy that will be made on the storage device. For this reason, the present research focuses on the development of a hybrid system for modeling a fuel cell using unsupervised learning techniques for clustering combined with regression techniques for modeling. 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摘要

目前,很大程度上由于电动汽车的兴起,储能系统的需求越来越大,电动电池和燃料电池都是近年来发展最快的两种技术。然而,仅仅开发储能系统是不够的,还必须最大限度地提高储能系统的效率,以确保储能的最大利用。为了实现这一目标,最相关的方面之一是能够以足够的准确性和预期预测存储设备上的发电和能源消耗。因此,本研究的重点是开发一个混合系统的燃料电池建模,使用无监督学习技术的聚类,结合回归技术的建模。最后,利用氢气电池发电和储能系统的真实数据集生成的模型进行了验证,得到了非常满意的结果。目前,主要由于电动汽车的兴起,储能系统变得非常需要,因为电动电池和燃料电池都是近年来最发达的两种技术。然而,仅仅发展储能系统是不够的,但必须使储能系统的效率最大化,以便从储能中获得最大的好处。为实现这一目标,最相关的方面之一是对储存装置所产生的能源的产生和消耗进行足够准确和提前的预测。为此,目前的研究重点是开发一种混合系统,利用无监督学习技术进行聚类,并结合回归技术进行建模。最后,在一个真实数据集上生成的模型经过验证,得到了非常满意的结果,这些模型来自于一个氢电池的实验真实发电和储能系统。
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Sistema híbrido para la predicción del funcionamiento de una celda de combustible basada en hidrógeno, empleada en el almacenamiento de energía
espanolEn la actualidad, en gran medida debido al auge del vehiculo electrico, los sistemas de almacenamiento energetico son cada vez una necesidad mayor siendo tanto las baterias electricas como las pilas de combustible, las dos tecnologias en mayor desarrollo en los ultimos anos. Sin embargo, no es suficiente solo desarrollar sistemas de almacenamiento de energia, sino que es indispensable maximizar la eficiencia de los mismos, para garantizar el maximo aprovechamiento de la energia almacenada. Para alcanzar dicho objetivo, uno de los aspectos mas relevantes es el poder predecir con suficiente exactitud y antelacion tanto la generacion como el consumo energetico que se haria sobre el dispositivo de almacenamiento. Es por ello, que la presente investigacion se centra en el desarrollo de un sistema hibrido de modelado de una celda de combustible mediante tecnicas de aprendizaje no supervisado para agrupamientos, combinadas con tecnicas de regresion para modelado. Finalmente, los modelos generados con conjunto de datos real proveniente de un sistema de generacion y almacenamiento de energia mediante una celda de hidrogeno, son validados obteniendo resultados altamente satisfactorios. EnglishCurrently, largely due to the rise of the electric vehicle, energy storage systems are becoming agreater need, being both electric batteries and fuel cells, the two most developed technologies in recent years. However, it is not enough just to develop energy storage system, but it is essential to maximize the efficiency of them, in order to take the maximum advantage of the stored energy. To reach this goal, one of the most relevant aspects is to predict with enough accuracy and in advance both the generation and consumption of energy that will be made on the storage device. For this reason, the present research focuses on the development of a hybrid system for modeling a fuel cell using unsupervised learning techniques for clustering combined with regression techniques for modeling. Finally, the models generated on a real dataset, coming from an experimental real generation and storage system of energy by means of a hydrogen cell, are validated obtaining highly satisfactory results.
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