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Title: Contribution à la modélisation optimale des piles à combustible de type PEM par utilisation des méthodes méta-heuristiques
Authors: DJAFOUR, Ahmed
KOUACHE, Ahmed Zouhir
REHOUMA Lakhdar
Keywords: Pile PEM -heuristique
PSO
Modèle Amphlett
Méthodes d'optimisation méta
Issue Date: 2020
Abstract: Recently, the problem of developing a high accuracy mathematical model for proton exchange fuel cells (PEMFCs) has received much attention by researchers due to the complexity of the model. Meta-heuristic optimization methods are seen as the best tool, which can be used to overcome this drawback. The present study applies a recent developed population based optimization technique, namely particle swarm optimization method for the purpose of establishing a high quality model for PEMFC with 50 W maximum power. The main idea behind this work is to minimize the sum square error between the experimental and estimated Voltage-Current points for obtaining a good match. To demonstrate the effectiveness of the proposed PSO method, a Heliocentris-FC50 fuel cell with a maximum power of 50 W is taken as a case study. In the same context, the performance of the PSO is compared with another challenging optimization algorithm, called the differential evolution (ED) method. Eventually, the results of the PSO method were enough competitive in terms of accuracy and convergence speed. The obtained error by PSO is remarkably low (SSE =0.3188V) compared to ED (SSE = 0.5765V).
في الآونة الأخيرة، حظيت مشكلة تطوير نموذج رياضي عالي الدقة لخلايا وقود تبادل البروتونات (PEMFCs) باهتمام كبير من قبل الباحثين بسبب تعقيد النموذج. يُنظر إلى طرق التحسين الفوقي على أنها أفضل أداة يمكن استخدامها لحل هذا المشكل. تطبق الدراسة الحالية تقنية تحسين تم تطويرها مؤخرًا ، وهي طريقة تحسين سرب الجسيمات (PSO) لغرض إنشاء نموذج عالي الجودة لخلية وقودPEM لها قدرة أعظمية 50 وات. الفكرة الرئيسية وراء هذا العمل هي تقليل مجموع الخطأ التربيعي بين عينات الجهد التجريبي و المقدر للحصول على تطابق جيد. لإثبات فعالية طريقة PSO المقترحة ، يتم أخذ خلية وقود Heliocentris-FC50 ذات القدرة الأعظمية 50 وات كنموذج لدراسة حالة. في النهاية ، كانت نتائج طريقة PSO تنافسية بدرجة كافية من حيث الدقة وسرعة التقارب. الخطأ الذي تم الحصول عليه بواسطة PSO منخفض بشكل ملحوظ (SSE = 0.3188V) مقارنة بـ ED (SSE = 0.5765V).
Récemment, le problème du développement d'un modèle mathématique de haute précision pour les piles à combustible à échange de protons (PEMFC) a reçu beaucoup d'attention par les chercheurs dus à la complexité du modèle. Les méthodes d'optimisation méta-heuristique sont considérées comme un meilleur outil, qui pouvant être utilisés pour résoudre ce problème. La présente étude applique une technique d'optimisation récemment développée basée sur la population, appelée méthode d'optimisation par essaims des particules, dans le but d'établir un modèle de haute qualité pour une pile PEMFC de puissance maximale 50 W. L'idée principale derrière ce travail est de minimiser l'erreur quadratique entre les points de tension-courant expérimentaux et estimés pour obtenir un bon accordance. Pour démontrer l'efficacité de la méthode PSO proposée, une pile à combustible Heliocentris-FC50, qui a une puissance maximale de 50 W est traitée comme une étude de cas. Dans le même contexte, la performance du la méthode PSO est comparé avec un autre algorithme d'optimisation, appelée méthode d'évolution différentielle (ED). Finalement, les résultats de la méthode PSO ont été suffisamment compétitifs en termes de précision et de vitesse de convergence. L'erreur obtenue par PSO est remarquablement petite (SSE = 0.3188 V) par rapport à celle de ED (SSE = 0.5765 V).
Description: Electrotechnique Industrielle
URI: http://dspace.univ-ouargla.dz/jspui/handle/123456789/25276
Appears in Collections:Département de Génie électrique - Master

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