Diseño, montaje, puesta en marcha y análisis energético de un sistema de generación y almacenamiento de hidrógeno, y su uso en un vehículo eléctrico con pila PEM

Nueno Mairal, Andrés
Barreras Toledo, Félix M. (dir.) ; Lozano Fantoba, Antonio (dir.)

Arauzo Pelet, Inmaculada Concepción (ponente)

Universidad de Zaragoza, EINA, 2016
Departamento de Ingeniería Mecánica, Área de Máquinas y Motores Térmicos

Máster Universitario en Energías Renovables y Eficiencia Energética

Resumen: El desarrollo de tecnologías que permitan la producción de hidrógeno a partir de energías renovables responde a una necesidad evidente de buscar nuevas alternativas energéticas con bajos niveles de contaminación, así como para aumentar la eficiencia energética y reducir la dependencia de los combustibles fósiles. En el presente proyecto se ha realizado el diseño, el montaje, así como la puesta a punto y otras pruebas operacionales de un sistema compuesto por una estación de generación y almacenamiento de hidrógeno alimentados por el excedente de energía eléctrica fotovoltaica de una instalación agrícola aislada. El hidrógeno generado se emplea en un vehículo eléctrico de baterías, el cual se ha modificado para convertirse en un FC-PHEV basado en una pila de combustible en lugar de un motor de combustión interna. Para su realización, se han seleccionado todos los equipos para la producción, almacenamiento y suministro de hidrógeno, así como el diseño de diversos elementos para su adecuada instalación y control. Una vez concluido el montaje, se han realizado pruebas operacionales y simulaciones para la correcta puesta a punto. Entre ellas están: el acondicionamiento y caracterización experimental de la pila de hidrógeno en el banco de ensayos del LIFTEC, la verificación del sistema de circulación de gases del vehículo, el repostaje de hidrógeno o el análisis del consumo energético del vehículo. Tras la finalización del proyecto se dispondrá de un sistema aislado de generación y almacenamiento de hidrógeno a pequeña escala que permitirá el uso de este gas como alternativa al gasóleo en la propulsión de un vehículo agrícola. Después de una breve introducción en la que se propone al hidrógeno como alternativa energética, se lleva a cabo la descripción y el estado actual de la tecnología de generación de hidrógeno centrada en la electrólisis, su almacenamiento y posterior aplicación en vehículos eléctricos. Así mismo, se expone el estado del arte de las pilas de combustible de tipo PEM. En el tercer capítulo se detalla el dimensionamiento y el diseño de la hidrogenera, definiendo los equipos necesarios para la producción y almacenamiento de hidrógeno. En el cuarto capítulo se describe el diseño y las modificaciones realizadas en el vehículo eléctrico de baterías para que sea propulsado híbridamente con una pila PEM. En el quinto capítulo se encuentran los cálculos y simulaciones realizadas, y para finalizar, en el sexto capítulo se exponen las conclusiones que se desprenden del trabajo realizado y el trabajo futuro a realizar, seguidos de las referencias bibliográficas y de los anexos, donde se puede encontrar información ampliada y detallada.

Tipo de Trabajo Académico: Trabajo Fin de Master