مدل‌سازی و بهینه‌سازی عملکرد دینامیکی نانو پیل‌های سوختی در سیستم‌های انرژی با رویکرد داده‌محور

چکیده

 پیل‌های سوختی نانویی به‌عنوان منابع کارآمد، نقش رو‌به‌رشدی در سیستم‌های انرژی نوین ایفا می‌کنند. بهره‌گیری از نانوکاتالیست‌ها موجب افزایش چگالی توان و بهبود راندمان الکتروشیمیایی این سامانه‌ها شده است. با این حال، رفتار غیرخطی و دینامیکی پیل‌های سوختی نانویی، به‌ویژه تحت تغییرات بار، چالش‌های قابل توجهی را در مدل‌سازی، کنترل و مدیریت توان ایجاد می‌کند. در این پژوهش، یک چارچوب مدل‌سازی داده‌محور با تمرکز بر تحلیل و پیش‌بینی رفتار دینامیکی پیل‌های سوختی نانویی ارائه می‌شود. در این چارچوب، از الگوریتم‌های یادگیری ماشین و یادگیری عمیق برای تقریب روابط غیرخطی میان پارامترهای عملیاتی و خروجی‌های الکتریکی نظیر ولتاژ، اضافه‌پتانسیل و راندمان استفاده شده است. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد که مدل‌های پیشنهادی قادر به پیش‌بینی دقیق پاسخ ولتاژ پیل در شرایط مختلف کاری بوده و می‌توانند به‌عنوان مدل‌های معادل مبتنی بر داده در طراحی مبدل‌های الکترونیک قدرت، سیستم‌های کنترل ولتاژ و مدیریت انرژی مورد استفاده قرار گیرند. یافته‌های این پژوهش نشان می‌دهد که ترکیب نانوفناوری و روش‌های داده‌محور، بستر مناسبی برای توسعه منابع توان هوشمند و پایدار در سیستم‌های انرژی آینده فراهم می‌کند.