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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
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Capacidades del LIFTEC
Produccion, almacenamiento y uso de hidrogeno en medioaisladoDiseno, modelizacion, simulacion y fabricacion de pilas decombustible polimericas (PEMFC)
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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
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Ubicacion: Vinas del Vero, Barbastro
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Ubicacion: Vista aerea
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Esquema general
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Paneles solares: fijos, seguidores, flotantes
fijos 10,8 kW seguidores 10,8 kW flotantes 21,6 kW
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Instalacion fotovoltaica y caseta de control
floating panels
project booth
fixed panels solar tracking
surveillance camera
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Instalacion fotovoltaica y caseta de control
surveillance camera
floating panels
aeration pond
solar tracking
fixed panels
aerator
sand filter
project boothsludge pond
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Instalacion fotovoltaica y caseta de control
surveillance camera
floating panels
aeration pond
solar tracking
fixed panels
aerator
sand filter
project boothsludge pond
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Instalacion fotovoltaica y caseta de control
surveillance camera
floating panels
aeration pond
solar tracking
fixed panels
aerator
sand filter
project boothsludge pond
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Caseta de control
hydrogenbatteries
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Caseta de control: baterıas, inversores
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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
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Generacion de hidrogeno
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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
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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...
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Esquema general
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Control System
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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)
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Sistema de control de datos: programador
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Sistema de control de datos: energıa
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Sistema de control de datos: hidrogeno
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Sistema de control de datos: sensores
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Vehıculo electrico hibridado con pila de combustible
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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
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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
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Hıbrido pila de combustible PEM - Baterıa: esquema
PEM FC stack Horizon H-3000, 3 kW
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Hıbrido pila de combustible PEM - Baterıa: esquema del montaje
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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
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Hıbrido pila de combustible PEM - Baterıa: Algunos datos
La pila suministra el 30 % de la potencia totalLa pila extiende la autonomıa 80 %
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Eficiencias
16,4% 85%
98,4%
65%
40%-47%
98%
85%
57%
97%
95%
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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
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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)
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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
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Presion durante abastecimiento
Suministro rapido (20 s) y seguro
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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
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Produccion
Produccion durante el primer ano75.000 kWh (37 toneladas deCO2)1,102 Nm3 de hidrogeno(3.860 l/ano diesel)
Produccion 15 meses
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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.
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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
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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
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Pila PEM funcional para dron
Ligera (placas aluminio recubiertas)Sistema botellas doble alimentacion H2 O2
Modular
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Pila PEM funcional para dron
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Pila PEM funcional 3kW
Uso en pequeno vehıculo o estacionarioSistema de control propioIntegrable en vehıculo
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Pila PEM funcional 3kW
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Nuevos proyectos
Pila PEM para unidad de calor y potenciaPila PEM modular (patentada)Pila PEM dron submarino (base comun)
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Muchas Gracias :)
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