HIDROGENO SOLAR, Alternativa de futuro.

[Graciano Martínez Fuente & Raquel Cuevas Escribano]

 

El mundo se encamina hacia una crisis de energía global teniendo en cuenta la escasez de petróleo barato, siendo recomendable disminuir la dependencia de los combustibles fósiles. Esto ha hecho incrementar el interés en la investigación de combustibles y  energías alternativas tales como la tecnología de célula de combustible. En el presente proyecto, HIDROSOLAR H2 se estudia el funcionamiento de un sistema  híbrido autónomo, que incorpora un sistema de almacenamiento de hidrógeno mediante hidruros metálicos, previamente producido en un electrolizador polimérico con el excedente de energía fotovoltaica de la instalación. Dicha energía almacenada se transforma en energía eléctrica mediante una pila de combustible tipo PEM en los periodos de ausencia de radiación solar.

Este sistema está diseñado para suministro energético continuo de instalaciones aisladas de la red de suministro con un mantenimiento mínimo.

La característica principal de la instalación es su gran modularidad. Esta permitirá establecer  diferentes configuraciones dependiendo de los parámetros que se requiera ajustar y de las condiciones climatológicas existentes. La instalación está diseñada para suministrar electricidad a una antena de telecomunicaciones remota mediante energía solar fotovoltaica como fuente de energía primaria y con dos métodos de acumulación de dicha energía: baterías y sistema de almacenamiento de hidrógeno mediante hidruros metálicos. Este último sistema de almacenamiento hace necesario la inclusión de una pila de combustible que transforme el hidrógeno en energía eléctrica cuando se requiera.

La configuración del sistema se divide en dos subsistemas de suministro:

 

Subsistema 1: Se trata de la mitad de la potencia fotovoltaica instalada cuya energía es acumulada en un campo de baterías formado por acumuladores plomo-ácido que alimentan continuamente a la antena de telecomunicaciones.

Subsistema 2: Se repite la configuración anterior, pero en este caso el campo de baterías y acumulación alimentan a un electrolizador polimérico. El hidrógeno producido se almacena en cuatro botellas de hidruros metálicos. Por último se dispone de una pila tipo PEM que realiza la conversión del hidrógeno a energía eléctrica.

 

El funcionamiento del sistema asegura la alimentación de la antena mediante el subsistema 1 en periodos de abundante radiación solar, donde se realiza también la máxima producción y acumulación de hidrógeno. Solamente en los periodos con baja radiación solar será necesario recurrir al hidrógeno almacenado para la producción de energía eléctrica. Además, es importante señalar que se trabaja a una presión máxima de 10 bares, evitando por lo tanto la utilización de un compresor que exigiría un consumo de energía adicional.

 En un principio la instalación es un prototipo para determinar la configuración energética más eficiente. Pero hay que reseñar que interesa principalmente observar la respuesta del subsistema 2, diseñado para la producción de hidrógeno y su posterior conversión a electricidad, por lo que se fuerza al sistema a la utilización de la pila de combustible un mínimo de una hora al día,  aunque no resulte la opción más indicada para el funcionamiento óptimo de la instalación.  Nuestro objetivo es estudiar el comportamiento del sistema de hidrógeno, ya que es una tecnología emergente y dispone de muchas posibilidades reales de aplicación dentro del campo de baja potencia, rondando el 60% de rendimiento, (tecnología de pila de combustible y electrolizador tipo PEM). 

 

Simulación preliminar.

Se ha realizado previamente y de forma paralela a la planificación del proyecto una simulación mediante el programa TRNSYS 16 y las características simuladas han sido las diseñadas  para el sistema, es decir, consumo medio del sistema de telecomunicaciones durante los 365 días del año. Se han realizado varias simulaciones modificando algunos parámetros para la búsqueda de la configuración más eficiente posible con los elementos de los que se dispone, resultando que la configuración actual del sistema en su simulación muestra la autonomía de la instalación por un periodo de 1 año.

 

Conclusiones.

El proyecto abarca un amplio margen de movimientos, tanto en la configuración del sistema como en la ampliación o cambio de los elementos. Este margen nos permitirá una constante optimización del mismo, desde la simulación y las pruebas reales con cada uno de los elementos, como los ensayos realizados de manera individual o dentro de los elementos integrados, y su sistema de control.

La instalación  necesitará modificaciones dentro de su sistema de control para hacer más eficiente su funcionamiento. Deberá tenerse en cuenta que el subsistema que contiene el  hidrógeno es el más crítico y desconocido a la vez, por lo que se investigarán a fondo los resultados obtenidos durante los primeros meses de funcionamiento para ajustar los parámetros en el sistema de control de la instalación.

Por otro lado será un objetivo muy importante dentro de este proyecto la optimización de todos y cada uno de sus componentes, pudiendo de esta manera llegar en un futuro próximo a la obtención de un prototipo de fabricación nacional con un carácter semi-industrial y que pueda tener unas perspectivas de coste-rendimiento adecuadas para una posible comercialización.

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Comentarios

Más que un comentario es una ayuda, necesito un tema de tesis, en el ámbito de las energías alternativas, específicamente dirigido con la utilización del Epanol u otra idea….. Gracias

Yo estoy estudiando algo similar, solo que en mi caso aun no es un tema de tesis. Sin embargo creo que en lo que se refiere a las tecnologias acerca del hidrogeno existian dos puntos criticos, el primero la produccion industrial a bajos costos, el otro punto es almacenamiento y transporte; este ultimo ya esta solucionado con las microesferas (esferas porosas de silicio con centro de paladio). Por que no buscar un nuevo metodo de obtencion de hidrogeno, ojala y te sirva mi opinion.

exposicion fisica

Hola, proyecto muy interesante. No se ofrece un enlace para más información, sin embargo. ¿Hay alguna página web dónde poder leer más sobre este tema? Gracias

Primero el agua se descompone en hidrogeno y oxigeno ,este ultimo debe liberarse en la atmosfera para no crear un desbalance luego se puede almacenar el hidrogeno en esferas y ser bombeado a los lugares de consumo transformandolo en electricidad con el proceso inverso al que lo origino y el resultado de esta combustion es vapor o sea agua.- El traslado se puede hacer por los gasoductos,acueductos oleoductos los cuales ya existen desde los lugares que se puede potencialmente producir el hidrogeno o sea los desiertos que son los que reciben mayor radiacion solar.-

Yo en lo partícular, estoy muy interesado en el montaje de una Planta Hidrogeno Solar, para avasteser energía barata, ecológica, a nivel viviendas familiares e industrial. Si hay empresas que nos asesoren en el tema, muy agradecidos, contamos con capital de inversión para producir energía.

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Atento saludo.

Deseo hacer contato con una empresa o una persona que pueda implementar por medio del hidrogeno a combustible. Vivo en Cali Colombia.

Mi e-mail victordcapera@hotmail.com

VICTOR CAPERA

[...] Esperamos con mucha ilusion que se desarrolle la tecnologia de la electrolisis, que permitiria sacar hidrogeno del agua y almacenarlo sin contaminar para luego usar el hidrogeno en pilas de combustibles que generan [...]

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