Supercapacitores en Fuentes Híbridas de Potencia que Emplean Pilas de Combustible PEM

TALPONE, JUAN IGNACIO; MORÉ, JERÓNIMO JOSÉ; PULESTON, PABLO FEDERICO; CENDOYA, MARCELO GUSTAVO

Córdoba, Pcia. Córdoba

Congreso; 5to. Congreso Nacional - 4to. Congreso Iberoamericano Hidrógeno y Fuentes Sustentables de Energía; 2013

Comisión Nacional de Energía Atómica / Universidad Tecnológica Nacional

En la actualidad, las pilas de combustible (PC) son consideradas como una de las fuentes de energía alternativas más relevantes debido a su alta eficiencia, bajo impacto ambiental y escalabilidad. En particular, las pilas de combustible PEM resultan de interés en muchas aplicaciones, cuando se comparan con otros tipos competitivos de PC. Esta tecnología ha superado la fase de prueba y alcanzado la etapa de comercialización durante los últimos años. Las principales desventajas de las PC-PEM son su elevado tiempo de arranque y lenta respuesta dinámica. Esta última característica debe tenerse en cuenta cuando se alimentan cargas de consumo variable, puesto que ante cambios abruptos del mismo pueden aparecer, como consecuencia, fenómenos indeseados en el funcionamiento interno del dispositivo que reduzcan considerablemente su vida útil o provoquen daños irreversibles del stack. Por lo tanto, resulta recomendable asociar las PC-PEM con un sistema de alimentación auxiliar que suministre la energía asociada a las variaciones rápidas de consumo, mejorando así la respuesta del conjunto. En este contexto un Supercapacitor (SC) es un dispositivo ideal para combinar con la PC-PEM y así formar una fuente híbrida de potencia capaz de satisfacer adecuadamente la demanda de energía tanto de cargas constantes como también de cargas de consumo rápidamente variable en el tiempo. En este trabajo se discute el rol de los Supercapacitores en el diseño de fuentes híbridas de potencia basadas en PC-PEM. Se presenta una revisión general de las tendencias recientes, incluyendo las áreas de aplicación, arquitecturas de diseño más relevantes y algunas de las estrategias de control más utilizadas. Por último, se presenta un sistema híbrido PC-PEM/SC de 1,2 kW y se muestran resultados experimentales para un perfil de carga determinado. Se describe la estrategia de control utilizada, demostrando que esta combinación provee ventajas en términos de velocidad de respuesta del sistema y seguridad de la PC.