Modelo dinámico y simulación de un sistema aislado de generación de hidrógeno mediante fuentes renovables

Abstract

La reducción en los costos de producción de módulos fotovoltaicos y generadores eólicos de pequeña y mediana potencia abre la posibilidad en el corto plazo de ofrecer una solución económicamente competitiva para cargas eléctricas que estén aisladas de la red eléctrica. Por otra parte, el uso de la tecnología del hidrógeno como vector de almacenamiento de energía en sistemas de generación con fuentes renovables permitirá disponer de un suministro de energía de forma sustentable. El hidrógeno representa por lo tanto una solución para acumular energía proveniente de las fuentes renovables y tiene todas las ventajas de un combustible de alta eficiencia (acumulable, transportable, alta densidad de potencia, etc.) con un impacto ambiental nulo (su utilización sólo produce vapor de agua). Sin embargo, el diseño y configuración de estos sistemas de generación basados en fuentes renovables dependen de forma importante de las condiciones climáticas locales. Usualmente esta clase de sistemas de generación se sobre-dimensionan con la finalidad de poder satisfacer la carga eléctrica conectada a ellos, lo que implica un reducción de su eficiencia así como también eleva los costos de inversión, mantenimiento y operación. En este trabajo se realizó un modelo dinámico en simulink de un sistema completo de generación y almacenamiento para sistemas aislados. Dicho sistema está compuesto por un aerogenerado de 1,5 kW, un arreglo de paneles solares de 1kW, un paquete de baterías de gel-ácido y un electrolizador de 5 kW. Todos ellos conectados a un DC bus de 48volt. Además en este trabajo se propone el diseño óptimo de dicho sistema. El proceso de optimización tiene como objetivo determinar la mejor configuración del sistema de generación renovable de energía, que satisfaga el compromiso entre la energía suministrada por las fuentes y la confiabilidad del suministro de hidrógeno.