Estudiantes de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Wrocław han construido un stand fotovoltaico que produce hidrógeno verde

Estudiantes de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Wrocław han construido un stand fotovoltaico que produce hidrógeno verde

Estudiantes de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Wrocław construyeron una planta fotovoltaica equipada con una parte para la producción, almacenamiento y gestión de hidrógeno. Actualmente están probando la efectividad de los paneles en términos de contaminación natural, sombra o temperatura.

El stand está ubicado en el edificio del Instituto de Automatización de Sistemas Energéticos IASE, en el Salón Centenario. Consta de cuatro paneles y una parte interior, es decir. un armario eléctrico con inversor, dos baterías y equipo de medida, gracias al cual se puede controlar en tiempo real, entre otras cosas, la tensión y el amperaje generado por los paneles. Sus creadores también conectaron el sistema de hidrógeno que construyeron.

Soporte fotovoltaico

El estudiante de energía, miembro del Student Science Club “Płomień”, Tomasz Rybak señaló que actualmente la mayor barrera para el desarrollo de instalaciones de energía renovable es la inestabilidad de las fuentes de energía y la congestión en la red de distribución. – La capacidad de producir hidrógeno en momentos de máxima producción de energía a partir de fuentes de energía renovables, almacenándolo de manera segura y eficiente, es una solución ideal para este problema. Por eso, como una rueda, construimos un stand para la producción de hidrógeno verde en un electrolizador PEM (Proton Exchange Membrane), que es alimentado con electricidad de paneles fotovoltaicos – explicó el estudiante, citado en el comunicado de la universidad.

Como explican los diseñadores, la conversión de electricidad en hidrógeno en tal soporte se lleva a cabo en el proceso de electrólisis. El electrolizador PEM responsable de esto está equipado con una membrana de intercambio de protones con dos electrodos adicionales: positivo y negativo.

– Esta tecnología está ganando popularidad debido a la rápida puesta en marcha y la posibilidad de cambios dinámicos en la carga, que funciona perfectamente con fuentes de energía renovables variables – señaló Dominik Bielecki, estudiante de doctorado que participó en el trabajo del círculo.

Hidrógeno verde

Los componentes necesarios para el proceso de electrólisis son agua destilada y electricidad. – El agua, que consta de dos moléculas de hidrógeno y una molécula de oxígeno, se separa en el electrodo positivo. Esto produce oxígeno, que puede almacenarse o no, y protones y electrones de hidrógeno positivos. La membrana del electrolizador solo deja pasar protones de hidrógeno, y el movimiento de electrones es forzado por el circuito externo gracias a la electricidad suministrada. En el electrodo negativo, los electrones y protones del hidrógeno se combinan para formar hidrógeno con una pureza de hasta el 99,999 %, que puede almacenarse, describen los jóvenes ingenieros el proceso.

Gracias a ello -según señalan- cuando hay una mayor demanda de energía eléctrica, se puede utilizar en un proceso contrario a la electrólisis -que ocurre en la pila de combustible-. “El resultado es electricidad, pero menos de la energía necesaria para producir hidrógeno”, añaden.

– Dichos sistemas se están desarrollando de forma intensiva debido al aumento de fuentes incontrolables de energía renovable, lo que implica que la energía deberá almacenarse en los picos de su producción y utilizarse en caso de déficit, por ejemplo durante la noche o en el periodo otoño-invierno. – señaló Rybak.

Los miembros del círculo enfatizan que el hidrógeno se almacena en la instalación de una manera que garantiza la seguridad. Se almacena en cilindros de hidruro metálico, que es más estable que el almacenamiento presurizado debido a la falta de alta presión dentro del cilindro.

– El hidrógeno se inyecta a baja presión en un cilindro lleno de hidruros metálicos y luego, gracias a la absorción, se “fija” al material sólido – dijo Bielecki, y agregó que este método permite una gran capacidad de almacenamiento en un área pequeña. Actualmente, los miembros del club buscan materiales con propiedades que aceleren este proceso, ya que el mayor desafío con esta tecnología es la velocidad de carga y descarga del almacén.

Pruebas de rendimiento del panel

Estudiantes y estudiantes de doctorado construyeron el sistema de hidrógeno bajo la supervisión de científicos del Laboratorio de Conversión de Energía, y el trabajo en sí fue posible gracias a una subvención del Programa de Apoyo a Jóvenes Científicos administrado por la Facultad de Mecánica y Energía de la Universidad de Ciencias de Wrocław. y Tecnología.

Ahora, los jóvenes creadores utilizan un banco fotovoltaico para probar la eficiencia de los paneles en función de la contaminación natural, el sombreado o su temperatura.

– Al principio, medimos los cambios en la corriente-voltaje en una hora, y luego decidimos hacer pruebas durante todo el día. Los valores como la corriente y el voltaje se pueden rastrear en tiempo real, pero la temperatura y la radiación solar se medirán cada una o dos horas. Mediremos la temperatura con una cámara termográfica y el valor de la intensidad de la radiación con un medidor fotovoltaico especial, explicó Rybak.

Los estudiantes investigarán el efecto del sombreado cubriendo fragmentos de paneles y observando los cambios en el valor de voltajes y corrientes, luego determinarán el valor de las caídas y las compararán con los valores determinados en cálculos teóricos.

Los estudiantes usan dos tipos de paneles en su estación de trabajo: cortados a la mitad, estándar con bordes blancos entre las celdas y completamente negros, que son todos negros. Según explicó Ribak, los llamados por su color, los full blanks absorben más radiación, aumentando la temperatura de los paneles, pero al mismo tiempo reduciendo su eficiencia. Por otro lado, los paneles monocristalinos semicortados se distinguen por estar divididos en dos partes, lo que en algunos casos genera más energía que los paneles fabricados con tecnología tradicional, los denominados celda completa.

Por otro lado, al investigar el impacto de los contaminantes en los paneles fotovoltaicos, los estudiantes eligieron varios tipos, por ejemplo, hojas o manchas que se asemejan a excrementos de pájaros. Por lo tanto, un panel de un tipo dado estará limpio y se agregará suciedad encima del otro panel. Luego, los estudiantes tomarán medidas para determinar la disminución relativa del estado físico.

Una vez completada la investigación, los estudiantes y estudiantes de doctorado planean preparar una publicación científica para describir los resultados de sus análisis.

Fuente: www.naukawpolsce.pap.pl, Agata Tomczyńska, foto.

Leave a Reply

Your email address will not be published.