Impacto de la liberación de hidrógeno en las consecuencias accidentales en plataformas de producción de hidrógeno fotovoltaico flotantes en alta mar
Autores: Wang, Kan; Mi, Jiahui; Wang, Hao; Liu, Xiaolei; Shi, Tingting
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Impacto de la liberación de hidrógeno en las consecuencias accidentales en plataformas de producción de hidrógeno fotovoltaico flotantes en alta mar
Categoría
Energía
Subcategoría
Energías renovables
Palabras clave
Hidrógeno
Marino
Fotovoltaico flotante
Tamaño de ruptura
Velocidad del viento
Seguridad
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
El hidrógeno es un componente clave potencial de un portador de energía carbono-neutral y una entrada a procesos industriales marinos. Este estudio examina las consecuencias de la liberación de hidrógeno acoplada a factores ambientales marinos durante fallos en sistemas de producción de hidrógeno fotovoltaico flotante (FPHP). Un modelo numérico tridimensional validado de FPHP caracteriza de manera integral la dinámica de fuga de hidrógeno bajo diferentes diámetros de ruptura (25, 50, 100 mm), duración de liberación transitoria, patrones de dispersión y efectos de intensidad del viento (0-20 m/s en velocidades a nivel del mar) en nubes de vapor de hidrógeno-aire. Los datos generados por FLACS establecen la relación entre la concentración y la distancia de dispersión, con validación numérica que confirma la precisión predictiva para fallos en tanques de almacenamiento de hidrógeno. Los resultados indican que la velocidad del viento y el tamaño de la ruptura influyen significativamente en el riesgo de explosión; las rupturas de 100 mm elevan el riesgo de explosión, produciendo nubes de vapor que son un 40-65% más grandes que los casos de 25 mm y 50 mm. Mientras tanto, las velocidades de viento aumentadas (>10 m/s) aceleran la dilución del hidrógeno, reduciendo el volumen de la nube de alta concentración en un 70-84%. La orientación del chorro de hidrógeno gobierna la distribución de sobrepresión espacial en espacios no confinados, lo que lleva a una considerable variabilidad en las consecuencias de la onda de choque. Los módulos fotovoltaicos y los inversores de FPHP demuestran la máxima vulnerabilidad a los efectos de sobrepresión; estos hallazgos clave pueden ser utilizados en el diseño de la seguridad de plataformas en alta mar. Este estudio revela características fundamentales de accidentes para la evaluación de la fiabilidad de FPHP y proporciona información crítica para estrategias de refuerzo de seguridad en aplicaciones marítimas de hidrógeno.
Descripción
El hidrógeno es un componente clave potencial de un portador de energía carbono-neutral y una entrada a procesos industriales marinos. Este estudio examina las consecuencias de la liberación de hidrógeno acoplada a factores ambientales marinos durante fallos en sistemas de producción de hidrógeno fotovoltaico flotante (FPHP). Un modelo numérico tridimensional validado de FPHP caracteriza de manera integral la dinámica de fuga de hidrógeno bajo diferentes diámetros de ruptura (25, 50, 100 mm), duración de liberación transitoria, patrones de dispersión y efectos de intensidad del viento (0-20 m/s en velocidades a nivel del mar) en nubes de vapor de hidrógeno-aire. Los datos generados por FLACS establecen la relación entre la concentración y la distancia de dispersión, con validación numérica que confirma la precisión predictiva para fallos en tanques de almacenamiento de hidrógeno. Los resultados indican que la velocidad del viento y el tamaño de la ruptura influyen significativamente en el riesgo de explosión; las rupturas de 100 mm elevan el riesgo de explosión, produciendo nubes de vapor que son un 40-65% más grandes que los casos de 25 mm y 50 mm. Mientras tanto, las velocidades de viento aumentadas (>10 m/s) aceleran la dilución del hidrógeno, reduciendo el volumen de la nube de alta concentración en un 70-84%. La orientación del chorro de hidrógeno gobierna la distribución de sobrepresión espacial en espacios no confinados, lo que lleva a una considerable variabilidad en las consecuencias de la onda de choque. Los módulos fotovoltaicos y los inversores de FPHP demuestran la máxima vulnerabilidad a los efectos de sobrepresión; estos hallazgos clave pueden ser utilizados en el diseño de la seguridad de plataformas en alta mar. Este estudio revela características fundamentales de accidentes para la evaluación de la fiabilidad de FPHP y proporciona información crítica para estrategias de refuerzo de seguridad en aplicaciones marítimas de hidrógeno.