Diseño de una topología y estrategia de control de una etapa para generación de hidrógeno con paneles solares sin el uso de baterías.
| dc.contributor.advisor | Espinoza Castro, José Rubén | es |
| dc.contributor.author | Valenzuela Figueroa, Gustavo Marcelo | es |
| dc.date.accessioned | 2025-07-25T19:20:03Z | |
| dc.date.available | 2025-07-25T19:20:03Z | |
| dc.date.issued | 2025 | |
| dc.description | Tesis presentada para optar al título de Ingeniero/a Civil Eléctrico/a. | es |
| dc.description.abstract | El uso de energías renovables no convencionales ha ido en aumento en los últimos años debido a su impacto al momento de frenar el cambio climático y reducir los gases de efecto invernadero. Otro vector de vital importancia son los combustibles fósiles, ya que el 76% de las emisiones de gases invernadero provienen de esta fuente. Como alternativa a esto surge el hidrógeno verde, un hidrógeno que se genera con fuentes ERNC. En esta memoria se estudia la factibilidad de alimentar una celda de electrólisis PEM con un arreglo de paneles fotovoltaicos sin el uso de baterías. Al no utilizar baterías, los lazos de control tendrán que regular el sistema en caso de cambios de irradiancia o de temperatura ambiente. Para realizar esto se desarrolla el modelo del arreglo fotovoltaico de modo que la irradiancia del sol y la temperatura ambiente sean variables de entrada. Se comparan los distintos modelos de celdas de electrólisis y se elige el tipo de membrana de intercambio de protones (PEM). Posteriormente se desarrolla el modelo dejando la temperatura de operación de la celda como una variable de entrada. Se une el arreglo de paneles con la celda PEM mediante un convertidor Buck. Luego se simula el modelo de la celda de electrólisis, el modelo del arreglo de paneles solares y el sistema completo sin lazos de control. Se observa que el sistema funciona, pero no en el punto de máxima potencia, por lo que la eficiencia del sistema no era máxima. Para solucionar esto se emplea lazos de control. Un lazo encargado del voltaje en el condensador que se encuentra a la salida del arreglo de paneles solares, y otro lazo que considera la corriente en la celda de electrólisis PEM. Mediante estos dos lazos es posible obtener el ciclo de trabajo del convertidor. Para obtener las ganancias de los controladores, se encuentra la función de transferencia del sistema, y posteriormente la función de transferencia del lazo externo. El voltaje de referencia se encuentra mediante un algoritmo MPPT de observar y perturbar, con el objetivo de que el sistema este siempre trabajando en el MPP. Finalmente se simula con un cambio de irradiancia en forma de parábola inversa. El sistema registra una respuesta positiva al cambio constante de irradiancia, pues en todo momento se encuentra trabajando en el MPP, y la celda de electrólisis no recibe cambios abruptos en su potencia. Eso sí, el sistema colapsa en niveles de irradiancia muy bajos, pues el arreglo de paneles no es capaz de abastecer a la celda PEM. Para solucionar esto se necesita la implementación de un lazo superior, capaz de acoplar la celda cuando la potencia que otorgan los paneles sea suficiente para alimentar la celda PEM. | es |
| dc.description.campus | Concepción | es |
| dc.description.departamento | Departamento de Ingeniería Eléctrica | es |
| dc.description.facultad | Facultad de Ingeniería | es |
| dc.description.sponsorship | ANID, FONDAP 1523A0006 | es |
| dc.description.sponsorship | ANID, FONDEQUIP EQM 140148 | es |
| dc.identifier.uri | https://repositorio.udec.cl/handle/11594/12840 | |
| dc.language.iso | es | es |
| dc.publisher | Universidad de Concepción | es |
| dc.rights | CC BY-NC-ND 4.0 DEED Attribution-NonCommercial-NoDerivs 4.0 International | en |
| dc.rights.uri | https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | |
| dc.subject | Sistemas fotovoltaicos | es |
| dc.subject | Energía solar | es |
| dc.subject | Tecnología verde | es |
| dc.title | Diseño de una topología y estrategia de control de una etapa para generación de hidrógeno con paneles solares sin el uso de baterías. | es |
| dc.type | Thesis | en |