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再生可能エネルギーおよび持続可能性
このセクションでは、複数の Simscape Fluids ドメインにおける再生可能エネルギーおよび持続可能性の例を確認できます。
注目の例
電気自動車の熱管理
バッテリー式電気自動車の熱管理システムをモデル化する。
Electric Vehicle Thermal Management with Heat Pump
Models the thermal management system of a battery electric vehicle (BEV) that includes a heat pump for cabin heating. The system consists of two liquid coolant loops, a refrigerant loop, and a cabin air HVAC loop. The thermal loads are the batteries, the power electronics, and the cabin.
EV バッテリー冷却システム
このデモでは、電気自動車 (EV) のバッテリー冷却システムを示します。バッテリー パックは、冷却液がバッテリー パックの下を流れるようにするための冷却チャネルで構成される冷却板の上に配置されています。冷却液によって吸収された熱は Heating-Cooling Unit に伝達されます。Heating-Cooling Unit は、動作モードを切り替えてバッテリーを冷却および加熱するための 3 つの分岐で構成されます。Heater は、低温の条件下でバッテリーを高速加熱するための電気ヒーターを表します。Radiator は、バッテリーが安定動作している場合に、空気冷却または加熱、あるいはその両方を行います。Refrigerant System は、過熱状態のバッテリーを冷却するために使用されます。冷却サイクルは、冷却液から抽出された熱流量で表されます。システムは、FTP-75 ドライブ サイクルまたは高速充電のシナリオで異なる環境温度を使用してシミュレーションされます。
Hydrogen Refueling Station
Models a hydrogen refueling station. Hydrogen is stored in low-pressure storage tanks at 200 bar at the station. A 3-stage intercooled compressor maintains the necessary pressure in a cascade buffer storage system so that the station is ready to dispatch hydrogen to any connected vehicles. The buffer is divided into high-pressure tanks at 950 bar, medium-pressure tanks at 650 bar, and low-pressure tanks at 450 bar. To avoid wasting compression energy, the lowest pressure buffer that is greater than the vehicle tank pressure is used to dispatch hydrogen. Priority valves switches between the different buffer tanks to control which buffer tanks to fill and discharge from.
Liquid Air Energy Storage System
Models a grid-scale energy storage system based on cryogenic liquid air. When there is excess power, the system liquefies ambient air based on a variation of the Claude cycle. The cold liquid air is stored in a low-pressure insulated tank until needed. When there is high power demand, the system expands the stored liquid air to produce power based on the Rankine cycle.
Liquid Hydrogen Storage and Transportation
Model a cryogenic tank by using Simscape™ Fluids™ blocks. Aviation and aerospace applications commonly use liquid hydrogen storage instead of compressed gas storage. Engineering challenges include minimizing liquid boil-off, managing tank internal pressure, and designing a robust storage tank.
カスタム ライブラリを備えた PEM 燃料電池システム
この例では、プロトン交換膜 (PEM) 燃料電池スタックをカスタム ライブラリとカスタム Simscape™ ドメインでモデル化する方法を示します。カスタム ライブラリには、燃料電池のモデル化に合わせてカスタマイズされたブロックが含まれています。カスタム ドメインは、窒素 (N2)、酸素 (O2)、水素 (H2)、水蒸気 (H2O) を含む 4 種の気体混合体をモデル化します。
太陽光/熱 (PV/T) ハイブリッド ソーラー パネル
この例では、ハイブリッド PV/T ソーラー パネルを使用して電力と熱のコジェネレーションをモデル化する方法を説明します。発生する熱は、家庭で消費するために水に伝達されます。
Refrigerant Modernization
Retrofit a Simscape™ cooling cycle that uses R410a to utilize R32, which is a refrigerant with a lower Global Warming Potential (GWP). The process involves modifying the nominal mass flow rate and refrigerant charge, while retaining the original evaporator and condenser specifications. For more information on designing a cooling cycle, see Model a Refrigeration Cycle and 冷凍サイクル (空調).
住宅向け空気熱源ヒート ポンプ
この例では、熱分布のための温水ラジエーターを備えた住宅の暖房に使用される空気熱源ヒート ポンプ システムをモデル化します。二相流体の冷媒で環境の湿り空気混合体から熱を吸収し、その熱を水に伝達します。コンプレッサーにより、冷媒 R410a が凝縮器、サーモスタット膨張弁、蒸発器の順に送られます。アキュムレータにより、必ず蒸気だけがコンプレッサーに戻されます。
Residential Ground Source Heat Pump
Models a ground source heat pump system that is used to heat a residential building having hot-water radiators for heat distribution. The ground source heat pump uses R410a, a two-phase fluid refrigerant, as the working fluid. The heat pump takes up the naturally existing heat stored in the ground and transfers the heat to the hot-water radiators. The compressor drives the refrigerant through a condenser, a thermostatic expansion valve, and an evaporator. An accumulator ensures that only vapor returns to the compressor. A receiver ensures that only liquid returns to the thermostatic expansion valve.
Reversible Heat Pump
A refrigeration cycle that can operate in heat pump mode for heating and in air conditioning mode for cooling. The refrigerant is R-410A. The system consists of a compressor, an outdoor heat exchanger, an electronic expansion valve (EXV), an indoor heat exchanger, and an accumulator. A 4-way directional valve separates the compressor and accumulator from the rest of the system to control the refrigerant flow direction.
