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

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dc.contributor.advisorSolano Martinez, Javier Enrique
dc.contributor.authorJacome Garcia, Andres Mauricio
dc.date.accessioned2024-03-04T00:15:29Z
dc.date.available2018
dc.date.available2024-03-04T00:15:29Z
dc.date.created2018
dc.date.issued2018
dc.description.abstractEl 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.
dc.description.abstractenglishThe aim of this research work is to propose a sizing methodology for a hybrid source composed of a PEM fuel cell (PEMFC) and ultracapacitors (UCs) with direct connection. The sizing methodology uses as inputs a reference power profile and datasheets from commercial FC and UCs. All FC-UC configurations supplying the reference power are simulated. These configurations are evaluated considering three criteria: FC is not reversible and has limits on the power magnitude, the dynamic FC power supplied cannot be higher than the defined maximal value and the UC voltage can never exceed its maximal voltage because of security reasons. Potential solutions are rejected if they do not respect the criteria. The accepted solutions performance is evaluated through an objective function. The objective function considers the hydrogen cost, the degradation cost and the additional hydrogen recharging cost at the end of the cycle. The lowest cost solution is selected. The methodology is used to size a small-scale test bench of UCs to be directly connected to a Horizon 500W PEMFC. The power profile is obtained from collected measures using a real electric vehicle. Datasheets from Maxwell UCs are considered. The selected UCs corresponds to two modules connected in series of 16V, 58F, i.e., the equivalent UC nominal value is 32V 29F.
dc.description.degreelevelMaestría
dc.description.degreenameMagíster en Ingeniería Eléctrica
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.instnameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourlhttps://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.urihttps://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/39483
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyFacultad de Ingenierías Fisicomecánicas
dc.publisher.programMaestría en Ingeniería Eléctrica
dc.publisher.schoolEscuela de Ingenierías Eléctrica, Electrónica y Telecomunicaciones
dc.rightshttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.licenseAttribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0
dc.subjectDimensionado De Una Fuente Híbrida
dc.subjectPila A Combustible
dc.subjectSupercondensadores
dc.subjectConexión Directa
dc.subject.keywordSizing Of A Hybrid Source
dc.subject.keywordPem Fuel Cell
dc.subject.keywordUltracapacitors
dc.subject.keywordDirect Connection
dc.titleDimensionado de una fuente híbrida compuesta de pilas a combustible tipo PEM y supercondensadores con conexión directa
dc.title.englishSizing of a hybrid source composed of a pem fuel cell and ultracapacitors with direct connection*.
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.hasversionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_bdcc
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Maestria
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