El Instituto Tecnológico de la Energía (ITE) continua potenciando el desarrollo de tecnologías clave para la producción y la utilización de hidrógeno verde con tecnologías PEM y contribuir así al cumplimiento de los objetivos de descarbonización marcados por la Comisión Europea, además de al diseño de su propia hoja de ruta del hidrógeno para actividades de I+D+i.
Para ello, desde ITE se ha trabajado en el proyecto WAY2HYDROGEN, financiado por el Instituto Valenciano de Competitividad Empresarial (IVACE), en colaboración con empresas multisectoriales trabajando en la caracterización y modelado de electrolizadores y pilas de combustible PEM para conocer su respuesta ante distintas variables de entrada, así como su integración en el sistema energético. Entre los beneficios de la tecnología PEM destaca que genera altas concentraciones de hidrógeno (más de 1.000 partes por billón) en poco tiempo, el electrodo es de larga duración y bajo consumo y no necesita mantenimiento.
Otro de los objetivos que ambiciona este proyecto es la búsqueda de aplicaciones de hidrógeno en la industria cerámica, la electrificación del transporte ferroviario, autobuses con pila de combustible y motores auxiliares de embarcaciones.
En primer lugar, el proyecto presenta el acoplamiento multifísico de los distintos modelos digitales. En este modelo, las distintas físicas que intervienen se encuentran totalmente acopladas de forma que, a la hora de realizar un cálculo, cada una influye directamente sobre la otra y ninguna se trata de manera independiente.
Por otra parte, también se llevarán a cabo simulaciones realizadas con datos reales. A diferencia de otros proyectos que emplean datos referenciados en otras fuentes, esta investigación se valida con componentes reales caracterizados en el laboratorio y la nueva planta piloto dedicada al hidrógeno ubicada en el ITE.
Por último, el proyecto también realizará análisis de comportamiento en la electrónica de potencia. Además de realizar los análisis o simulaciones en el stack o el equipo, también se hace en los convertidores que se encargarán de conectar estos equipos a la red.
Los resultados obtenidos de WAY2HYDROGEN tienen una amplia variedad de aplicaciones de las que podrán beneficiarse gran parte del tejido empresarial e industrial.
En primer lugar, destaca la reducción en los costes de fabricación. Los modelos detallados de componentes permiten evaluar su comportamiento cambiando sus propiedades y optimizar su funcionamiento ajustando sus parámetros de diseño en entornos virtuales.
También permitirá dimensionar una instalación de hidrógeno, por lo que las industrias podrán conocer con mayor precisión el tamaño de equipo que necesitan para su producción o consumo de hidrógeno.
Otro de los resultados será la evaluación de la integración del hidrógeno en la red eléctrica. Así, los modelos de equipo y convertidor se pueden introducir en entornos virtuales y evaluar su impacto en la red eléctrica.
Uno de los aspectos fundamentales será la planificación de la producción para el buen funcionamiento de una industria. En WAY2HYDROGEN, los modelos de equipos, una vez calibrados, se comportan como un gemelo digital que permite planificar con gran precisión la producción de hidrógeno necesario para el proceso.
Por último, se realizará el mantenimiento predictivo. Al disponer de un modelo que funciona simultáneamente se puede evaluar en tiempo real el correcto funcionamiento del sistema, pudiendo actuar con antelación antes de cualquier anomalía.
WAY2HYDROGEN se encuentra alineado con los objetivos de la hoja de ruta de la Comunitat Valenciana en materia de energías limpias y sostenibles. Por un lado, contribuye al despliegue de tecnología de producción y consumo de hidrógeno en la Comunitat de la cual se pueden aprovechar sectores clave del tejido industrial valenciano como son el marítimo, la industria cerámica, y el transporte pesado.
A todo ello hay que sumar que se ha llevado a cabo en unas instalaciones de ITE que representan un entorno completo y seguro para la demostración y validación de tecnologías de hidrógeno al servicio de industrias y empresa que lo requieran. Y, por último, este proyecto ejerce un papel tractor al fomentar la participación y cooperación de empresas y entidades del territorio valenciano.
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