Estrategia de control basada en eficiencia energética de un convertidor buck DC-DC entrelazado de tres niveles que suministra un electrolizador de membrana de intercambio de protones
Autores: Yodwong, Burin; Guilbert, Damien; Kaewmanee, Wattana; Phattanasak, Matheepot
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2019
Acceso abierto
Artículo científico
2019
Estrategia de control basada en eficiencia energética de un convertidor buck DC-DC entrelazado de tres niveles que suministra un electrolizador de membrana de intercambio de protones
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Gas natural
Electrólisis del agua
Fuentes de energía renovable
Electrólisis de membrana de intercambio de protones
Convertidores CC-CC
Topologías entrelazadas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 23
Citaciones: Sin citaciones
Para hacer frente al uso intensivo de gas natural y otros combustibles fósiles para generar hidrógeno, la electrólisis del agua basada en fuentes de energía renovable (FER) parece ser una solución viable. Debido a sus tiempos de respuesta rápidos y alta eficiencia, el electrolizador de membrana de intercambio de protones (PEM EL) es la tecnología más adecuada para el almacenamiento de energía a largo plazo, combinado con FER. Al igual que las celdas de combustible, el desarrollo de convertidores CC-CC adecuados es obligatorio para conectar el EL a la red CC. Dado que los voltajes de operación de PEM EL son bastante bajos y para cumplir con los requisitos en términos de ondulaciones de corriente de salida, las nuevas topologías de convertidores CC-CC entrelazados emergentes parecen ser los mejores candidatos. En este trabajo, se ha elegido un convertidor buck CC-CC entrelazado de tres niveles para suministrar a un PEM EL desde una red CC. Por lo tanto, el objetivo principal de este documento es desarrollar una estrategia de control adecuada de esta topología entrelazada conectada a un emulador de PEM EL. Para diseñar la estrategia de control, se han realizado investigaciones sobre la eficiencia energética, la tasa de flujo de hidrógeno y el consumo específico de energía. Los resultados experimentales obtenidos validan el rendimiento del convertidor en la protección del PEM EL durante operaciones transitorias al tiempo que garantizan un consumo específico de energía correcto.
Descripción
Para hacer frente al uso intensivo de gas natural y otros combustibles fósiles para generar hidrógeno, la electrólisis del agua basada en fuentes de energía renovable (FER) parece ser una solución viable. Debido a sus tiempos de respuesta rápidos y alta eficiencia, el electrolizador de membrana de intercambio de protones (PEM EL) es la tecnología más adecuada para el almacenamiento de energía a largo plazo, combinado con FER. Al igual que las celdas de combustible, el desarrollo de convertidores CC-CC adecuados es obligatorio para conectar el EL a la red CC. Dado que los voltajes de operación de PEM EL son bastante bajos y para cumplir con los requisitos en términos de ondulaciones de corriente de salida, las nuevas topologías de convertidores CC-CC entrelazados emergentes parecen ser los mejores candidatos. En este trabajo, se ha elegido un convertidor buck CC-CC entrelazado de tres niveles para suministrar a un PEM EL desde una red CC. Por lo tanto, el objetivo principal de este documento es desarrollar una estrategia de control adecuada de esta topología entrelazada conectada a un emulador de PEM EL. Para diseñar la estrategia de control, se han realizado investigaciones sobre la eficiencia energética, la tasa de flujo de hidrógeno y el consumo específico de energía. Los resultados experimentales obtenidos validan el rendimiento del convertidor en la protección del PEM EL durante operaciones transitorias al tiempo que garantizan un consumo específico de energía correcto.