Análisis Fuera de Diseño de un Sistema Power-to-Gas Basado en Electrólisis de Óxido Sólido con Potencia Nominal de 25 kW
Autores: Kozinski, Grzegorz; Milewski, Jarosaw; Kupecki, Jakub
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Análisis Fuera de Diseño de un Sistema Power-to-Gas Basado en Electrólisis de Óxido Sólido con Potencia Nominal de 25 kW
Categoría
Energía
Subcategoría
Tecnología de combustibles
Palabras clave
Fuentes de energía renovable
Almacenamiento de energía
Power-to-Gas (P2G)
Producción de hidrógeno
Electrólisis de óxido sólido (SOE)
Cálculos de eficiencia
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 30
Citaciones: Sin citaciones
El despliegue de grandes capacidades de potencia instalada a partir de fuentes de energía renovables intermitentes requiere un equilibrio para garantizar el funcionamiento constante y seguro de la red eléctrica. Nuevos métodos de almacenamiento de energía son esenciales para almacenar el exceso de energía eléctrica cuando no se necesita y utilizarla más tarde durante períodos de alta demanda, tanto a corto como a largo plazo. Power-to-Gas (P2G) es una solución de almacenamiento de energía que utiliza la energía eléctrica producida a partir de renovables para generar combustibles gaseosos, como el hidrógeno, que se pueden almacenar para su uso posterior. El hidrógeno producido de esta manera puede ser utilizado en sistemas de almacenamiento de energía y en el transporte como combustible para automóviles, tranvías, trenes o autobuses. Actualmente, la mayor parte del hidrógeno se produce a partir de combustibles fósiles. La electrólisis de óxido sólido (SOE) ofrece un método para producir hidrógeno limpio sin emisiones dañinas, siendo el más eficiente de todos los métodos de electrólisis. El objetivo de este trabajo es determinar los parámetros operativos óptimos de un sistema SOE, como la eficiencia basada en el valor calorífico inferior (LHV) y la potencia total de entrada, basándose en cálculos de un modelo matemático. Los resultados se proporcionan para tres niveles diferentes de temperatura de operación y cuatro diferentes relaciones de utilización de vapor. El capítulo introductorio describe la motivación y el contexto de este trabajo. El segundo capítulo explica los fundamentos de la electrólisis y describe sus diferentes tipos. El tercer capítulo se centra en la electrólisis de óxido sólido y los sistemas de electrólisis. El cuarto capítulo detalla la metodología, incluyendo las formulaciones matemáticas y el software utilizado para las simulaciones. El quinto capítulo presenta los resultados de los cálculos con conclusiones. El capítulo final resume este trabajo.
Descripción
El despliegue de grandes capacidades de potencia instalada a partir de fuentes de energía renovables intermitentes requiere un equilibrio para garantizar el funcionamiento constante y seguro de la red eléctrica. Nuevos métodos de almacenamiento de energía son esenciales para almacenar el exceso de energía eléctrica cuando no se necesita y utilizarla más tarde durante períodos de alta demanda, tanto a corto como a largo plazo. Power-to-Gas (P2G) es una solución de almacenamiento de energía que utiliza la energía eléctrica producida a partir de renovables para generar combustibles gaseosos, como el hidrógeno, que se pueden almacenar para su uso posterior. El hidrógeno producido de esta manera puede ser utilizado en sistemas de almacenamiento de energía y en el transporte como combustible para automóviles, tranvías, trenes o autobuses. Actualmente, la mayor parte del hidrógeno se produce a partir de combustibles fósiles. La electrólisis de óxido sólido (SOE) ofrece un método para producir hidrógeno limpio sin emisiones dañinas, siendo el más eficiente de todos los métodos de electrólisis. El objetivo de este trabajo es determinar los parámetros operativos óptimos de un sistema SOE, como la eficiencia basada en el valor calorífico inferior (LHV) y la potencia total de entrada, basándose en cálculos de un modelo matemático. Los resultados se proporcionan para tres niveles diferentes de temperatura de operación y cuatro diferentes relaciones de utilización de vapor. El capítulo introductorio describe la motivación y el contexto de este trabajo. El segundo capítulo explica los fundamentos de la electrólisis y describe sus diferentes tipos. El tercer capítulo se centra en la electrólisis de óxido sólido y los sistemas de electrólisis. El cuarto capítulo detalla la metodología, incluyendo las formulaciones matemáticas y el software utilizado para las simulaciones. El quinto capítulo presenta los resultados de los cálculos con conclusiones. El capítulo final resume este trabajo.