Publicación:

Dimensionado de una fuente híbrida compuesta de pilas a combustible tipo PEM y supercondensadores con conexión directa

Resumen

El objetivo principal de este trabajo es proponer una metodología de dimensionado para una fuente híbrida compuesta por una pila a combustible (FC) tipo membrana de intercambio protónico (PEM) y supercondensadores (SCs) con conexión directa. La metodología utiliza como insumos un perfil de potencia de referencia y hojas de datos de FC y SCs disponibles comercialmente. Se simulan todas las posibles combinaciones FC-SC suministrando la potencia de referencia. Las combinaciones son evaluadas teniendo en cuenta tres criterios: la FC no es reversible y tiene límites en la magnitud de la potencia, la dinámica de potencia suministrada por la FC no puede ser mayor a la definida y la tensión del SC nunca debe exceder la nominal por razones de seguridad. Las soluciones que no cumplan los tres criterios son descartadas. Las soluciones admisibles son comparadas mediante una función objetivo que considera el costo del hidrógeno consumido, el costo de degradación y el costo de recarga adicional de los SCs al finalizar el ciclo. La solución con el menor costo es la seleccionada. Como caso de estudio, se utiliza la metodología para dimensionar un banco de supercondensadores a ser conectado directamente con una PEMFC de 500W marca Horizon existente en el laboratorio de tracción eléctrica de la Universidad de Quebec en Trois-Rivières (UQTR), Canadá. Como perfil de referencia se utiliza un perfil a escala medido en un vehículo eléctrico híbrido real. Se considera el catálogo de supercondensadores Maxwell. Como resultado de la metodología se selecciona un banco de supercondensadores compuesto por dos módulos conectados en serie de 16V y 58F.