Uso do EcosimPro no campo de células a combustível hidrogênio

Uma das áreas de criação de grande interesse no setor da energia é o uso de células combustíveis de hidrogênio como fonte de energia alternativa. Tecnologia espanhola tem sido usado no desenvolvimento de projetos de marca internacional, como o estudo sobre o comportamento dinâmico de células de combustível alcalinas sendo projetado para o veículo da Agência Espacial Europeia espaço Hermes, ou a fábrica de células de combustível experimental construída em San Agustin de Guadalix (Espanha).

Novas conquistas no campo das energias alternativas estão confiando mais e mais sobre o uso de simulações para projetar processos otimizados para a obtenção de hidrogênio.

Neste contexto, o uso de ferramentas matemáticas, tais como EcosimPro tem sido aplicado a um número de diferentes de ponta projetos tecnológicos, como o estudo sobre o comportamento dinâmico de células de combustível alcalinas sendo planejado para a nave espacial da Agência Espacial Europeia, Hermes (ESA).

Descrição do sistema-Para tornar este modelo, os componentes específicos tinham que ser programados para as células de combustível si e para os separadores de membrana. O sistema escolhido para esse modelo é baseada em imóveis eletrólito células de combustível alcalinas.

Composição do sistema escolhido:
.Principal componente.................Células a combustível .Circuito de hidrogênio..............Separador de membrana |Compressor centrífugo|Jet compressor|Canalização
.Circuito de refrigeração............Bomba |.Trocador de calor | .Aquecedor elétrico |.Válvulas |.Canalização|.Articulações ou garfos.
.Malhas de controle...............Sensores de calor |.Controladores PID |.Sistemas de controle.

Cada célula, o hidrogênio e o oxigênio reagem e gerar uma corrente elétrica, produzindo água e calor como subprodutos. O hidrogênio circula por meio do compressor jet, auxiliado em baixas velocidades, o compressor. A água produzida nas células de combustível é arrastado pelo hidrogênio na forma de vapor, e parcialmente removido no separador de membrana. A bomba é responsável pela manutenção do fluxo ou no circuito de refrigeração que, por sua vez, é o responsável de retirar o calor produzido nas células de combustível.

A água passa através de um trocador de calor que faz parte do sistema de controle de calor da nave espacial Hermes.

Há um controlador para regular a temperatura da água no seu ponto ótimo funcionamento desviando um pouco do fluxo de água fora do trocador de calor. Existe também uma malha de controle segundo a regular a temperatura do hidrogênio na saída do separador de membrana, garantindo assim que a concentração de eletrólitos nas células permanece dentro dos limites aceitáveis.

Na inicialização, as temperaturas do sistema são normalmente abaixo os pontos de operação normal, a água de resfriamento não passar pelo trocador de calor durante esta fase, completamente ignorado nesta fase, e também é pré-aquecida com a ajuda do aquecedor elétrico que por sua vez é alimentado a partir da energia produzida pela célula de combustível.

Operação nesta situação é muito ineficiente, e resulta em uma grande quantidade de calor que está sendo produzido, o que ajuda as temperaturas aumentarão consideravelmente. A completa contornando do trocador de calor significa que a água não pode ser removido do fluxo de hidrogênio, que pode levar a concentrações que fazem o eletrólito inoperável. Se a concentração torna-se muito baixo, o eletrólito pode passar para o circuito de hidrogênio, o que tornaria o mau funcionamento das células.

O ponto principal aqui é que a fase de arranque é relativamente crítica, e, portanto, é digno de estudo considerável. Este é o ponto onde as ferramentas de cálculo matemático tornam-se essenciais.

Conclusões -Os modelos de simulação corretamente reproduzir o comportamento real de todos os parâmetros relevantes dos sistemas. Os resultados podem ser usados ??para fazer um estudo rápido e fácil de como os sistemas de responder durante as fases críticas da operação, bem como analisar como eles afetam e interagem uns com os outros.

.[Foto:Eusebio Huélamo,chefe de Seção, Simulação Hidráulica Térmica, Empresários Agrupados (EA).