Estudio y diseño de un sistema híbrido para producción de hidrógeno

Abstract

El objetivo de este proyecto es realizar un estudio técnico de una instalación híbrida de planta fotovoltaica para producción de hidrógeno con electrolizador. Además, se hará un estudio de las distintas tecnologías necesarias. En primer lugar, se realizará un estudio del panorama energético actual, para conocer el contexto energético mundial y la importancia que puede tener el hidrógeno en la descarbonización de nuestra economía. También se hará un estudio sobre los diferentes modos de producción de hidrógeno, así como de las tecnologías necesarias para cada uno de ellos. En segundo lugar, se hará un estudio del estado del arte de los electrolizadores y de la tecnología fotovoltaica. Posteriormente se realizará un diseño matemático de un modelo de electrolizador PEM con la finalidad de implementar una planta híbrida de producción de hidrógeno. Finalmente, se expondrán los resultados obtenidos a lo largo del trabajo. En estos resultados se apreciarán los efectos que pueden tener la presión y la temperatura de operación sobre el comportamiento del electrolizador. También evaluaremos la producción de hidrógeno con diferentes configuraciones de la planta fotovoltaica.

In this project we examine several hydrogen production methods from different energy sources and their environmental impact is assessed. The present study analyses the behaviour of a proton exchange membrane (PEM) electrolyser operating at different pressures and temperatures. Also, we estimate the amount of hydrogen production using photovoltaic-PEMEC hybrid system based on water electrolysis. Actual data of solar irradiation of Sevilla, Madrid and Barcelona are used in the simulation to estimate the solar energy production in each location. Once developed a mathematical model of hydrogen production system, including the PV modules and PEM electrolyser to analyse the system performance, we compare the electric energy consumption from the electrolyser and the total energy produced by the PV plant with different configuration (1MWn, 125KWn, 50KWn) and their estimated annual hydrogen production.