Upload
others
View
12
Download
1
Embed Size (px)
Citation preview
Usos del hidrogeno y pilas de combustible: capacidadesdel LIFTEC
Luis Valino / grupo de pilas de combustible LIFTEC
Energıa inteligente: Soluciones tecnologicas para la eficiencia yseguridad energetica en misiones Internacionales
Madrid, 25 septiembre 2018
Capacidades del LIFTEC
Produccion, almacenamiento y uso de hidrogeno en medioaisladoDiseno, modelizacion, simulacion y fabricacion de pilas decombustible polimericas (PEMFC)
L. Valino H2 Energıa inteligente: Soluciones tecnologicas para la eficiencia y seguridad energetica en misiones Internacionales Madrid, 25 septiembre 2018 3 / 101
Sistema energetico aislado
REWIND (proyecto LIFE) enero 2014 - julio 2017, 1.562.994 eurosProduccion, almacenamiento y uso de hidrogeno en el medio rural
UZLIFTEC-CSICIntergiaVinas del Vero
L. Valino H2 Energıa inteligente: Soluciones tecnologicas para la eficiencia y seguridad energetica en misiones Internacionales Madrid, 25 septiembre 2018 4 / 101
Ubicacion: Vinas del Vero, Barbastro
L. Valino H2 Energıa inteligente: Soluciones tecnologicas para la eficiencia y seguridad energetica en misiones Internacionales Madrid, 25 septiembre 2018 6 / 101
Ubicacion: Vista aerea
L. Valino H2 Energıa inteligente: Soluciones tecnologicas para la eficiencia y seguridad energetica en misiones Internacionales Madrid, 25 septiembre 2018 7 / 101
Esquema general
L. Valino H2 Energıa inteligente: Soluciones tecnologicas para la eficiencia y seguridad energetica en misiones Internacionales Madrid, 25 septiembre 2018 9 / 101
Paneles solares: fijos, seguidores, flotantes
fijos 10,8 kW seguidores 10,8 kW flotantes 21,6 kW
L. Valino H2 Energıa inteligente: Soluciones tecnologicas para la eficiencia y seguridad energetica en misiones Internacionales Madrid, 25 septiembre 2018 10 / 101
Instalacion fotovoltaica y caseta de control
floating panels
project booth
fixed panels solar tracking
surveillance camera
L. Valino H2 Energıa inteligente: Soluciones tecnologicas para la eficiencia y seguridad energetica en misiones Internacionales Madrid, 25 septiembre 2018 11 / 101
Instalacion fotovoltaica y caseta de control
surveillance camera
floating panels
aeration pond
solar tracking
fixed panels
aerator
sand filter
project boothsludge pond
L. Valino H2 Energıa inteligente: Soluciones tecnologicas para la eficiencia y seguridad energetica en misiones Internacionales Madrid, 25 septiembre 2018 12 / 101
Instalacion fotovoltaica y caseta de control
surveillance camera
floating panels
aeration pond
solar tracking
fixed panels
aerator
sand filter
project boothsludge pond
L. Valino H2 Energıa inteligente: Soluciones tecnologicas para la eficiencia y seguridad energetica en misiones Internacionales Madrid, 25 septiembre 2018 13 / 101
Instalacion fotovoltaica y caseta de control
surveillance camera
floating panels
aeration pond
solar tracking
fixed panels
aerator
sand filter
project boothsludge pond
L. Valino H2 Energıa inteligente: Soluciones tecnologicas para la eficiencia y seguridad energetica en misiones Internacionales Madrid, 25 septiembre 2018 14 / 101
Caseta de control
hydrogenbatteries
L. Valino H2 Energıa inteligente: Soluciones tecnologicas para la eficiencia y seguridad energetica en misiones Internacionales Madrid, 25 septiembre 2018 16 / 101
Caseta de control: baterıas, inversores
L. Valino H2 Energıa inteligente: Soluciones tecnologicas para la eficiencia y seguridad energetica en misiones Internacionales Madrid, 25 septiembre 2018 17 / 101
Informacion Electrica
Produccion y demanda
Potencia producida: 43.2 kWp(paneles solares)Potencia demandada: 55.0 kW
Sistema de baterıas
24 Hoppecke 20 OPzS solarpower 3610 batteries (48 V)Storage capacity 128.6 kWh
Inversores solares (DC→ AC400V @ 50 Hz)
1 Sunny Tripower STP20000TL2 Sunny Tripower STP12000TL
Inversores aislados
3 Sunny Island SI-8.0H
L. Valino H2 Energıa inteligente: Soluciones tecnologicas para la eficiencia y seguridad energetica en misiones Internacionales Madrid, 25 septiembre 2018 18 / 101
Generacion de hidrogeno
L. Valino H2 Energıa inteligente: Soluciones tecnologicas para la eficiencia y seguridad energetica en misiones Internacionales Madrid, 25 septiembre 2018 20 / 101
Generacion de hidrogeno y almacenamiento
Filtro de agua
ECOMATIC(Wasserlab)
Osmosis inversa
Desionizacion
Nanofiltracion
Agua: 3 l/h
Conductividad delagua:< 5µS/cm2
Compresor
SERA MV-6208 II
Diafragma metalico
Flujo: 500 Nl/h
Presion de entrada:10-30 bar
Presion de salida: 201bar
Electrolizador
ACTA EL-500
PEM alcalina
Agua: 0,4 l/h (< 10µS/cm)
H2: 500 Nl/h, 30 bar,99,999 %
Almacenamiento estacionario
12 botellas de 50 linterconectadas
Sistema de suministrooriginal manual
Sistema de suministroWWH H2
Boquilla de combustibleTK 16
Acoplamientoseparable (seguridad)
Filtro coalescente,valvulas de prueba yretencion
L. Valino H2 Energıa inteligente: Soluciones tecnologicas para la eficiencia y seguridad energetica en misiones Internacionales Madrid, 25 septiembre 2018 21 / 101
Sistema de genracion y almacenamiento de hidrogeno
Principios de diseno: control y Seguridad):Parada de emergencia manualEquipos ATEXSensores de hidrogeno en caseta→ Parada y ventilacion deemergenciaValvulas antiretorno y de sobrepresionControl computacional completo con pantalla tactil de manejointuitivoControl remoto por internet (Teamviewer: Windows, Android)Sensores de temperatura en caseta (bomba de calor)Sensores de temperatura en interior de equipos (disparanresistencia electrica interna)Sensores de presion y temperaturaAlmacenamiento de datos de operacion para analisisSincronizacion maxima hidrolizador-compresorRearranque automatico...
L. Valino H2 Energıa inteligente: Soluciones tecnologicas para la eficiencia y seguridad energetica en misiones Internacionales Madrid, 25 septiembre 2018 22 / 101
Esquema general
L. Valino H2 Energıa inteligente: Soluciones tecnologicas para la eficiencia y seguridad energetica en misiones Internacionales Madrid, 25 septiembre 2018 23 / 101
Control System
L. Valino H2 Energıa inteligente: Soluciones tecnologicas para la eficiencia y seguridad energetica en misiones Internacionales Madrid, 25 septiembre 2018 24 / 101
Control System
Disenado y construido para elproyectoSoftware propio sobreLabview para optimizar elmanejo de energıaComandos sobre pantallatactil(1) Ordenador resistente aentornos agresivos(2) Arduino PLC
Acceso a internet (Windows,Linux, Android, IOS)
L. Valino H2 Energıa inteligente: Soluciones tecnologicas para la eficiencia y seguridad energetica en misiones Internacionales Madrid, 25 septiembre 2018 25 / 101
Sistema de control de datos: programador
L. Valino H2 Energıa inteligente: Soluciones tecnologicas para la eficiencia y seguridad energetica en misiones Internacionales Madrid, 25 septiembre 2018 26 / 101
Sistema de control de datos: energıa
L. Valino H2 Energıa inteligente: Soluciones tecnologicas para la eficiencia y seguridad energetica en misiones Internacionales Madrid, 25 septiembre 2018 27 / 101
Sistema de control de datos: hidrogeno
L. Valino H2 Energıa inteligente: Soluciones tecnologicas para la eficiencia y seguridad energetica en misiones Internacionales Madrid, 25 septiembre 2018 28 / 101
Sistema de control de datos: sensores
L. Valino H2 Energıa inteligente: Soluciones tecnologicas para la eficiencia y seguridad energetica en misiones Internacionales Madrid, 25 septiembre 2018 31 / 101
Vehıculo electrico hibridado con pila de combustible
L. Valino H2 Energıa inteligente: Soluciones tecnologicas para la eficiencia y seguridad energetica en misiones Internacionales Madrid, 25 septiembre 2018 33 / 101
Coche electrico original
Extras opcionalesColores disponibles
Neumáticos Carretera o campo (reforzados)
7500CaracterísticasECMePath 75007.5 Kw 72V Gel 72V 225AhDoble brazo independiente (2 ejes)Hidráulico de disco en ambos ejesDelanteros 26 x 9.00-14Traseros 26 x 11.00-143,630 x 1,640 x 2,130 mm1,822 mm310 mm40 Km/h450 Kg420º Máx.800 Kg8 horas> 100 Km(a velocidad constante de 30 km/h)
17º
MarcaModeloMotorBateríasSuspensiónFrenosNeumáticos DimensionesDistancia entre ejesDistancia al sueloVelocidad Max.Capacidad de cargaNº de asientosÁngulo de escalada Peso con bateríasTiempo de recargaAutonomía Inclinación máx.Equipamiento (serie) Dirección asistida Llantas de aluminio Parabrisas y limpia-parabrisas Cabestrante eléctrico frontal Media puerta Lámina antideslizante Plataforma de carga trasera basculante
info@electriccitymotor00.comwww.electriccitymotor00.comwww.ecomuevete.comSíguenos
L. Valino H2 Energıa inteligente: Soluciones tecnologicas para la eficiencia y seguridad energetica en misiones Internacionales Madrid, 25 septiembre 2018 34 / 101
Coche electrico original
Traccion a las 4 ruedas (AWD), 4 plazasMotor electrico 72 V 7.5 kW225 A-h baterıas de gel 225 A-hAutonomıa: 100 km at 30 km/h
L. Valino H2 Energıa inteligente: Soluciones tecnologicas para la eficiencia y seguridad energetica en misiones Internacionales Madrid, 25 septiembre 2018 35 / 101
Hıbrido pila de combustible PEM - Baterıa: esquema
PEM FC stack Horizon H-3000, 3 kW
L. Valino H2 Energıa inteligente: Soluciones tecnologicas para la eficiencia y seguridad energetica en misiones Internacionales Madrid, 25 septiembre 2018 36 / 101
Hıbrido pila de combustible PEM - Baterıa: esquema del montaje
L. Valino H2 Energıa inteligente: Soluciones tecnologicas para la eficiencia y seguridad energetica en misiones Internacionales Madrid, 25 septiembre 2018 37 / 101
Hıbrido pila de combustible PEM - Baterıa: software de control
Maquina de estados
Desarrollado sobre LabVIEW(microcontrolador NI roboRIO)State depends on driverdemands, PEMFC status,battery status...Normal working states:charging batteries and supplypowerRehabilitation state (purge) ifPEMFC departs 10 %recorded polarization curveLifetime of PEMFC andbatteries increased
L. Valino H2 Energıa inteligente: Soluciones tecnologicas para la eficiencia y seguridad energetica en misiones Internacionales Madrid, 25 septiembre 2018 38 / 101
Hıbrido pila de combustible PEM - Baterıa: Algunos datos
La pila suministra el 30 % de la potencia totalLa pila extiende la autonomıa 80 %
L. Valino H2 Energıa inteligente: Soluciones tecnologicas para la eficiencia y seguridad energetica en misiones Internacionales Madrid, 25 septiembre 2018 39 / 101
Eficiencias
16,4% 85%
98,4%
65%
40%-47%
98%
85%
57%
97%
95%
L. Valino H2 Energıa inteligente: Soluciones tecnologicas para la eficiencia y seguridad energetica en misiones Internacionales Madrid, 25 septiembre 2018 40 / 101
Prestaciones del software de control
19 de marzo de 2017. Sin riego. Produccion − Demanda · · ·Buen ajuste automatico Produccion-Demanda (ahorra energıa)Exceso de produccion→ Hidrogeno
L. Valino H2 Energıa inteligente: Soluciones tecnologicas para la eficiencia y seguridad energetica en misiones Internacionales Madrid, 25 septiembre 2018 41 / 101
Prestaciones del software de control
28 de julo de 2017. Riego manual. Produccion − Demanda · · ·Desfase debido al riego manual. Buen ajuste automaticoProduccion-Demanda (ahorra energıa)
L. Valino H2 Energıa inteligente: Soluciones tecnologicas para la eficiencia y seguridad energetica en misiones Internacionales Madrid, 25 septiembre 2018 42 / 101
Presiones en el deposito de hidrogeno
Llenado. Presiones a la entrada del compresor (izda-arriba) ybotellero (dcha-abajo)Caıda al final debida al suministro (20 s) del vehıculo dehidrogeno
L. Valino H2 Energıa inteligente: Soluciones tecnologicas para la eficiencia y seguridad energetica en misiones Internacionales Madrid, 25 septiembre 2018 43 / 101
Presion durante abastecimiento
Suministro rapido (20 s) y seguro
L. Valino H2 Energıa inteligente: Soluciones tecnologicas para la eficiencia y seguridad energetica en misiones Internacionales Madrid, 25 septiembre 2018 44 / 101
Pruebas de conduccion del vehıculo: medidas de potencia
Potencia media demandada 4,19 kW
Picos de potencia superan 7,5 kW(potencia nominal del motor)Recarga en descensos
L. Valino H2 Energıa inteligente: Soluciones tecnologicas para la eficiencia y seguridad energetica en misiones Internacionales Madrid, 25 septiembre 2018 45 / 101
Produccion
Produccion durante el primer ano75.000 kWh (37 toneladas deCO2)1,102 Nm3 de hidrogeno(3.860 l/ano diesel)
Produccion 15 meses
L. Valino H2 Energıa inteligente: Soluciones tecnologicas para la eficiencia y seguridad energetica en misiones Internacionales Madrid, 25 septiembre 2018 46 / 101
Conclusiones energıa renovable sistema aislado
La posibilidad tecnica y economica de produccion renovable localaislada y sin generacion diesel.La posibilidad de almacenamiento energetico renovable a corto(baterıas) y largo (hidrogeno) plazo en ubicaciones aisladas de laredLa posibilidad de reducir las emisiones.La posibilidad de movilidad sostenible.
Ventajas de pilas de combustible PEM
PEM: funcionan por debajo de 600C (PEM baja) o 120-1600C(PEM alta)Arranque rapido (transporte)ModularSin ruidoPoca senal termica
L. Valino H2 Energıa inteligente: Soluciones tecnologicas para la eficiencia y seguridad energetica en misiones Internacionales Madrid, 25 septiembre 2018 94 / 101
LIFTEC:Fabricacion de pilas de combustible PEM
10 proyectos de investigacion7 patentes (5 patentes en 5 ultimos 5 anos)10 artıculos cientıficos en ultimos 5 anosDiversos prototiposDiseno y fabricacion a medida
L. Valino H2 Energıa inteligente: Soluciones tecnologicas para la eficiencia y seguridad energetica en misiones Internacionales Madrid, 25 septiembre 2018 95 / 101
Pila PEM funcional para dron
Ligera (placas aluminio recubiertas)Sistema botellas doble alimentacion H2 O2
Modular
L. Valino H2 Energıa inteligente: Soluciones tecnologicas para la eficiencia y seguridad energetica en misiones Internacionales Madrid, 25 septiembre 2018 96 / 101
Pila PEM funcional para dron
L. Valino H2 Energıa inteligente: Soluciones tecnologicas para la eficiencia y seguridad energetica en misiones Internacionales Madrid, 25 septiembre 2018 97 / 101
Pila PEM funcional 3kW
Uso en pequeno vehıculo o estacionarioSistema de control propioIntegrable en vehıculo
L. Valino H2 Energıa inteligente: Soluciones tecnologicas para la eficiencia y seguridad energetica en misiones Internacionales Madrid, 25 septiembre 2018 98 / 101
Pila PEM funcional 3kW
L. Valino H2 Energıa inteligente: Soluciones tecnologicas para la eficiencia y seguridad energetica en misiones Internacionales Madrid, 25 septiembre 2018 99 / 101
Nuevos proyectos
Pila PEM para unidad de calor y potenciaPila PEM modular (patentada)Pila PEM dron submarino (base comun)
L. Valino H2 Energıa inteligente: Soluciones tecnologicas para la eficiencia y seguridad energetica en misiones Internacionales Madrid, 25 septiembre 2018 100 / 101
[plain]
Muchas Gracias :)
L. Valino H2 Energıa inteligente: Soluciones tecnologicas para la eficiencia y seguridad energetica en misiones Internacionales Madrid, 25 septiembre 2018 101 / 101