Estudio teórico y experimental sobre la producción de hidrógeno electrolítico a partir de energía solar fotovoltaicadiseño, operación y evaluación de una planta piloto de producción de hidrógeno electrolítico de 1,2 NM3 H2-h

Résumé

El sistema energético actual es un sistema no sostenible. Esta situación esta cambiando debido, entre otros motivos a la utilización de fuentes de energías renovables; estando aún plenamente sin resolver los aspectos derivados de su temporalidad, espacialidad y almacenamiento. El hidrógeno, como vector energético, se ha venido utilizando satisfactoriamente en el espacio durante los últimos 40 años y se vislumbra como uno de los vectores energéticos del futuro, junto a la energía eléctrica. Los objetivos de ésta Tesis Doctoral son: - Realizar una análisis de los procesos de producción de hidrógeno electrolítico a partir de fuentes de energías renovables, fundamentalmente fotovoltaica. - Recopilar las experiencias más significativas a nivel mundial en relación a estsa tecnología. - Describir y analizar experimentalmente la planta de producción de hidrógeno electrolítico instalada en el Centro de Experimentación de Arenosillo. - Evaluar desde un punto de vista energético y exergético, la operación de la misma y su grado de acoplamiento. Para la consecución de dichs objetivos se ha operado y evaluado el funcionamiento del sistema durante un año de operación. El estudio realizado ha permitido alcanzar las siguientes conclusiones: - El umbral de radiación para iniciar la producción de hidrógeno electrolítico a partir de energía solar fotovoltaica es de unos 100 W/m2. - El tiempo necesario para alcanzar condiciones estacionarias en el electrolizador es de unas 3 horas. - La alta pureza del hidrógeno obtenido, junto al adecuado funcionamiento de sistema de control permite realizar una operación automática del sistema. - Los parámetros de eficiencia y rendimiento alcanzados permiten determinar un consumos específico medio anual de 4.6kWh/Nm3H2. - Si bien el grado de acoplamiento se mejora utilizando un acoplamiento directo con número de celdas variables, se propone la opera