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
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
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.
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.