Uso de almacenamiento de energía para mejorar la eficiencia de conversión de energía en sistemas FV-Electrolizador.

Abstract

El presente trabajo tiene como propósito la implementación de un sistema de almacenamiento de energía mediante baterías para mejorar la eficiencia de conversión de energía en sistemas FV Electrolizador. Para ello, primeramente, se caracterizan los requerimientos eléctricos del electrolizador y la generación fotovoltaica a lo largo del día, para lo cual se eligió la ubicación del proyecto minero “Quebrada Blanca Fase 2”, lugar con un alto potencial para la generación de hidrógeno verde al proveer de una gran planta desalinizadora. En una primera etapa, se dimensionan y desarrollan los modelos matemáticos correspondientes al electrolizador y sistema de energización. En el sistema de energización se diseñan los convertidores que serán los encargados de dirigir el funcionamiento del sistema, para ello se implementan controladores PI que fueron sintonizados bajo criterios de ancho de banda y amortiguamiento. Y para conectar el electrolizador (carga) al sistema de energización, se diseña un convertidor capaz de aislar y mantener al electrolizador trabajando en su punto óptimo, para ello se implementa un control en cascada. Adicionalmente, se incorpora un algoritmo de seguimiento del punto de máxima potencia a fin de obtener un perfil de generación PV optimizado. El sistema diseñado fue modelado en Matlab para evaluar su desempeño ante diferentes condiciones de operación. A partir de los resultados obtenidos se puede concluir que efectivamente el sistema FV-Electrolizador mejora sustancialmente su rendimiento al agregar un sistema de almacenamiento mediante baterías, ya que permite que el electrolizador trabaje en su punto óptimo durante todo el tiempo en que se encuentra operativo. Además, gracias a la implementación de un algoritmo de seguimiento del punto de máxima potencia, se permite mejorar la eficiencia energética del arreglo FV a lo largo del día, lo cual también mejora el rendimiento en general del sistema propuesto.