UAV용 수소 하이브리드 시스템 분류

1.수소하이브리드 발전시스템의 원리

UAV 수소 하이브리드 시스템은 일반적으로 수소를 주요 에너지원으로 사용하고 다른 에너지원(예: 배터리)과 결합하여 화학 반응을 통해 수소의 화학 에너지를 전기 또는 기계 에너지로 변환하여 드론 비행에 동력을 공급합니다.

수소는 연료전지에서 전기화학적 반응을 거쳐 전기 에너지를 생성할 수 있으며, 이는 모터를 직접 구동하여 작동하게 합니다. 또한 연소하여 터빈이나 피스톤 엔진을 구동하기 위한 고온 및 고압 가스를 생성하는 동시에 다른 시스템의 폐열을 회수하여 에너지 효율성을 향상시킬 수 있습니다.

배터리는 시동, 가속, 고부하 등 연료전지 출력이 부족할 때 추가 전력을 공급해 시스템을 보조하고, 제동 에너지를 회수해 저장하기도 한다.

2.수소하이브리드 발전시스템의 분류

(1) 수소연료전지-배터리 하이브리드 시스템

양성자 교환막 연료전지(PEMFC)는 주요 발전장치로 높은 에너지 변환 효율, 배출가스 제로, 저소음 등의 장점을 갖고 있습니다. 배터리(예: 리튬 배터리)는 보조 전원으로 사용되며, 두 개는 전력 변환기를 통해 드론의 전기 구동 시스템에 연결됩니다.

비행 중 연료전지는 안정적인 기본 전력을 제공하고, 순간 전력 수요가 높을 때는 리튬 배터리가 추가 전력을 공급하며, 연료전지 효율이 낮은 조건(저부하 등)에서는 에너지를 회수해 저장해 효율을 최적화한다. 그리고 전체 시스템의 성능.

현재 대부분의 수소하이브리드 드론은 수소연료전지-배터리 하이브리드 시스템.

(2) 수소 내연기관-배터리 하이브리드 시스템

수소 내연기관을 동력원으로 사용하고, 실린더 내 수소가 연소되어 발생하는 동력을 이용해 드론을 비행시킨다. 수소 내연기관은 기술이 성숙되고 출력 밀도가 높다는 특징을 갖고 있지만, 배기가스 배출과 열효율이 수소 연료전지에 비해 낮다.

이 시스템에서 배터리는 주로 내연 기관의 시동 성능을 향상시키고, 빠른 출력 조정을 달성하고 제동 에너지를 회수하며, 에너지 낭비를 줄이고, 일부 작업 조건에서 수소 내연 기관의 연료 소비 및 배출을 줄이는 데 사용됩니다. , 전반적인 경제와 환경 보호를 향상시킵니다.

수소 내연기관-배터리 하이브리드 시스템은 동력을 생성하기 위해 실린더 내부의 수소를 연소시켜야 하기 때문에 일반적으로 비교적 대형 항공기에 사용된다.

수소 내연 기관으로 구동되는 중국 최초의 자체 개발 일반 항공 항공기에는 고압 기체 수소 저장 장치, 수소 저장 중량 4.5kg, 수소 내연 기관을 사용하는 2.0L 배출 제로 과급 직접 분사 수소 내연 기관이 장착되어 있습니다. 최대 열효율은 43% 이상, 종합 열효율은 40% 이상입니다.

(3)수소연료전지-태양전지 하이브리드 시스템

연료전지와 배터리 외에 태양광 패널도 도입됐다.

태양광 패널은 드론의 비행을 보충하거나 배터리를 재충전하기에 충분한 빛이 있는 낮 동안 태양 에너지를 전기로 변환합니다.

연료전지는 주요 지속적인 에너지 공급 장치이며, 배터리는 전력의 균형을 맞추고 에너지를 저장하며 야간이나 빛이 부족한 경우 드론의 작동을 보장하는 역할을 합니다.