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Modelo de simulación de celda de combustible acausal para análisis de integración del sistema en las fases iniciales de diseño

Autores: Cavini, Leonardo; Liscouët-Hanke, Susan; Viola, Nicole

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Modelo de simulación de celda de combustible acausal para análisis de integración del sistema en las fases iniciales de diseño


Categoría

Procesos industriales

Subcategoría

Simulación de procesos industriales

Palabras clave

Hidrógeno
Aviación
Celdas de combustible
Integración de sistemas
Diseño de aeronaves
Rendimiento

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 22

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Las tecnologías de hidrógeno tienen el potencial de reducir las emisiones de CO de la aviación, pero vienen con muchos desafíos. Este documento presenta un modelo escalable de celda de combustible de hidrógeno diseñado para el análisis de integración del sistema en las primeras fases de diseño de aeronaves. El modelo se centra en las Celdas de Combustible de Membrana de Intercambio de Protones (PEMFCs) y se basa en ecuaciones termodinámicas y datos empíricos para simular el rendimiento bajo diferentes condiciones ambientales y de funcionamiento; también incluye un modelo simplificado de los sistemas de Balance de Planta (BOP) e está implementado en OpenModelica. El rendimiento del modelo se valida mediante una comparación de las curvas de polarización simuladas con datos reales de hojas técnicas. Un estudio de caso destaca las particularidades de este modelo al estudiar el dimensionamiento de los bloques de celdas de combustible para una aeronave ATR 72 modificada. El modelo desarrollado apoya de manera efectiva la exploración del diseño temprano de la aeronave con un mayor nivel de detalle para estudios de integración de sistemas, esenciales para explorar mejor el potencial de aeronaves con sistemas de energía basados en hidrógeno.

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