Control de la tasa de exceso de oxígeno de una pila de combustible

Abstract

Las pilas de combustible representan un área de gran interés industrial por la posibilidad de generar energía limpia, especialmente las pilas de tipo PEM (Polymer Electrolyte Membrane or Proton Exchange Membrane) por su uso en aplicaciones estacionarias y automovilísticas. La tasa de exceso de oxígeno que expresa la proporción entre el oxígeno que entra y el oxígeno que reacciona en las células de la pila, se usa habitualmente para garantizar seguridad y obtener un alto rendimiento. Para controlar la tasa de oxígeno se desarrolla una estrategia jerárquica de control que consiste en una prealimentación y un controlador PI que usa el voltaje del motor del compresor para manipular el flujo de aire que entra a la pila de combustible. El diseño del controlador se realiza con una pila de combustible comercial. La estrategia de control se implementa y valida en experimentos reemplazando el controlador de fábrica. El comportamiento del sistema y del controlador se muestra mediante resultados experimentales.