El presente trabajo realiza una aplicación de tecnologías innovadoras en nuestro medio, tales como el almacenamiento de energía en hidrógeno y el empleo de celdas de combustibles para la generación eléctrica; las cuales están basadas en modelos teoricos de las ciencias básicas, física y química y con aplicaciones de instumentación electrónica. Esto ha permitido implementar un modelo prototipo de un sistema de generación de energía eléctrica, que garantiza un suministro de voltaje constante, sin producir elementos contaminantes y gastos adicionales por costos de mantenimiento; el cual a largo plazo y logrando un aprovechamiento de una fuente permanente de energía como la luz solar.
Los autores expresan sus sinceros agradecimientos a la División de Energías Alternativas del Instituto de Asuntos Nucleares, por haber prestado instalaciones para el desarrollo inicial de este trabajo. Iguamente y de manera especial, al centro de Investigaciones de la Universidad Distrital Francisco José de Caldas, sin cuyo apoyo y financiación hubiera sido imposible la culminación de este proyecto.
Fundamentos de energía solar
Radiación solar.
Efecto fotovoltaica.
Paneles.
Almacenamiento en forma de combustible.
El hidrogeno
Caracteristicas
Ventajas y desventajas del uso del hidrógeno.
Metodos de obtención
Electroquímicos.
Químicos.
Biológicos.
Fotoconversión.
Usos del hidrógeno
Electrólisis del agua
Definición.
Características.
Termodinámica de la descomposición del agua.
Leyes de Faraday.
Ley de los gases ideales.
Consideraciones técnicas de los electrolizadores.
El sobrevoltaje.
Caída óhmica.
Membrana separadora.
Solución electrlítica.
Densidad de corriente.
Tipos de electrolizadores
Celdas unipolares.
Celda electrolítica de tipo bipolar.
Electrolizadores a presión.
Economía de la electrólisis del agua.
Sistemas fotoelectrolíticos.
Celda de combustible
Definición.
Clasificación.
Características.
Funcionamiento.
Celdas de combustible tipo PEM
Ventajas de las celdas de combustible PEM
Sistemas de electrolito alcalino.
Reguladores conmutados
Conversor directo.
Sistema completo de producción de electricidad basado en celdas de combustible
Diseño del sistema prototipo de energía
Descripción del sistema propuesto.
Paneles solares y batería.
Pruebas iniciales.
Material de fabricación.
Tipo de electrolizador.
Electrodos.
Aislamiento y sellado.
Sistema de almacenamiento de gases.
Purificación
Celdas de combustibles DAIS.
Producción general del sistema.
Cálculos teóricos.
Descripción paso a paso del proceso de producción.
Resutados prácticos.
Datos de producción obtenidos.
Eficiencia del sistema prototipo.
Circuitos de alimentación y control
Diseño e implementación de la fuente regulada.
Circuito sensor de nivel.
Circuito cargador de baterías.
Sistema de adquisición de datos
Características del sistema de adquisición de datos.