Tesis doctoral de Manuel Jesús Vasallo Vazquez
Esta tesis forma parte del conjunto de tesis que se han desarrollado con relación a los proyectos de investigación siguientes: proyecto i+d sistema generador de energía eléctrica autónomo, continuo y no contaminante dpi 2007-62336, y proyecto de transferencia tecnológica diseño, desarrollo, construcción y pruebas de un sistema generador de energía eléctrica basado en pilas de combustible, integrado por un depósito de hidrógeno y un electrolizador para la producción del mismo, financiado por la empresa hynergreen technologies s.A. el primer proyecto, recién finalizado, ha tenido por objeto la construcción de un sistema generador eléctrico autónomo cuya fuente primaria de energía es un sistema fotovoltaico y los elementos de almacenamiento energético son un sistema de hidrógeno y un banco de baterías. Los sistemas autónomos de generación eléctrica basados en energía renovable tienen su aplicación en lugares aislados en los que la instalación de una línea eléctrica es difícil y costosa. Por otra parte, el objetivo del proyecto de transferencia tecnológica ha sido la construcción de un sistema de respaldo de potencia constituido por dos pilas de combustible, un banco de baterías y un sistema de generación y almacenamiento de hidrógeno. Este sistema de generación es una alternativa a los sistemas de respaldo tradicionales, a saber, baterías y/o generadores basados en motores térmicos. en el contexto de ambos proyectos, esta tesis abarca las realizaciones siguientes: 1.Desarrollo de una metodología para optimizar el dimensionado de sistemas fotovoltaicos aislados usando convertidores cc/cc en paralelo. Los sistemas fotovoltaicos aislados suelen emplear un convertidor cc/cc entre el generador fotovoltaico y el banco de baterías con el fin de seguir el punto de máxima potencia, que es dependiente de las condiciones ambientales. Por otra parte, el paralelizado de convertidores permite reducir las pérdidas energéticas de esta etapa. En esta tesis se desarrolla una metodología que permite trasladar este ahorro energético a una mejora en el dimensionado del sistema fotovoltaico aislado, y por tanto, al coste. 2.Desarrollo de una metodología para el dimensionado de sistemas híbridos de potencia formados por pilas de combustible y baterías aplicados a sistemas de alimentación ininterrumpida. En este trabajo se propone, en primer lugar, el empleo de sistemas híbridos de potencia pila de combustible + baterías en los sistemas de respaldo de potencia. A diferencia de los sistemas de pila de combustible empleados generalmente en estos sistemas, en este trabajo el banco de baterías no sólo ejecuta funciones secundarias, sino que también contribuye a satisfacer la carga en estado estacionario. La aplicación de esta estrategia híbrida en sistemas de alimentación ininterrumpida permite disponer de más grados de libertad en busca de soluciones más económicas. En este sentido, en este trabajo también se plantea un nuevo problema de dimensionado de sistemas híbridos pilas de combustible + batería, donde el objetivo del sistema de potencia es la satisfacción de la demanda energética durante un tiempo de autonomía establecido a partir de estadísticas de las perturbaciones en la red eléctrica. Finalmente, se ha desarrollado una metodología para la resolución del problema anterior a partir de un perfil de carga conocido y un conocimiento estadístico de las perturbaciones eléctricas. 3.Diseño de un laboratorio flexible de producción, almacenamiento y conversión energética de hidrógeno. En este trabajo se diseña un sistema para la producción, almacenamiento y conversión energética de hidrógeno en base a equipos comerciales, y se describe la reforma llevada a cabo en el laboratorio que va a albergar dicho sistema para su adaptación a las normativas de seguridad. El sistema de hidrógeno está formado por un electrolizador alcalino, ocho cilindros de hidruros metálicos y dos pilas de combustible. Dicho sistema puede formar parte, entre otros, de un sistema de potencia aislado o de un sistema de potencia de respaldo. Por otra parte, el laboratorio objeto de diseño ha de cumplir todas las normativas de seguridad que les sean de aplicación puesto que va a ser dedicado a tareas de investigación en el ámbito del hidrógeno como vector energético.
Datos académicos de la tesis doctoral «Contribuciones al diseño y optimización de sistemas renovables de potencia basados en energia fotovoltaica y conversión energética de hidrógeno«
- Título de la tesis: Contribuciones al diseño y optimización de sistemas renovables de potencia basados en energia fotovoltaica y conversión energética de hidrógeno
- Autor: Manuel Jesús Vasallo Vazquez
- Universidad: Huelva
- Fecha de lectura de la tesis: 24/02/2011
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- José Manuel Andújar Márquez
- Tribunal
- Presidente del tribunal: patricio Salmerón revuelta
- rosa María Aguilar chinea (vocal)
- Juan albino Mendez perez (vocal)
- Carlos Bordons alba (vocal)