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Sistema de monitoreo escalable y multicanal en tiempo real de bajo costo para electrolizadores PEM basado en aplicaciones de IoT

Autores: Paredes-Baños, Ana Belén; Molina-Garcia, Angel; Mateo-Aroca, Antonio; López-Cascales, José Javier

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Sistema de monitoreo escalable y multicanal en tiempo real de bajo costo para electrolizadores PEM basado en aplicaciones de IoT


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Eléctrica y Electrónica

Palabras clave

Novela
Arquitectura
Monitoreo
Tiempo real
Electrolizador PEM
Adquisición de datos

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 46

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Este documento discute y evalúa una nueva arquitectura en tiempo real de múltiples canales destinada a monitorear un electrólisis de membrana de intercambio de protones (PEM), tanto a nivel de celda individual como de pila. La solución propuesta incluye dos subsistemas principales: un subsistema de hardware dedicado a la adquisición de datos (DAQ) y un subsistema de software enfocado en propósitos de monitoreo. El subsistema DAQ utiliza una plataforma Arduino, siendo una solución asequible y de código abierto. Los datos de monitoreo en tiempo real pueden ser codificados en formato JSON, ampliamente utilizado como un formato de intercambio de datos ligero entre una variedad de aplicaciones de IoT. También están disponibles para ser transferidos a Excel. De hecho, y para mejorar la conveniencia, el sistema propuesto integra gráficos que muestran una plantilla basada en hojas de cálculo de Excel, que son comúnmente utilizadas en entornos industriales. Los datos de corriente, voltaje, temperatura y presión de las celdas individuales y las pilas fueron monitoreados y recopilados, siendo configurables en una variedad de rangos. Como estudio de caso, la validación del sistema involucró modos operativos estáticos y dinámicos utilizando un prototipo de electrólisis de membrana de intercambio de protones de 1.2 kW (100 A, 1 A/cm). Los resultados proporcionaron con éxito las variables monitoreadas en las celdas individuales y dentro de la pila. El enfoque propuesto exhibe características clave relevantes como escalabilidad, flexibilidad, facilidad de uso, versatilidad y asequibilidad y son adecuados para monitorear electrolizadores PEM en tiempo real tanto a nivel de celda como de pila.

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