Desarrollo de herramientas orientadas al estudio de electrolizadores PEM para implementación de réplica digital

Abstract

La creciente escasez de los combustibles fósiles y la transición energética hacia el consumo de fuentes de energías renovables han propiciado un auge en el desarrollo de tecnologías dedicadas al aprovechamiento del hidrógeno. Para la generación de este gas, es común el uso de electrolizadores, dispositivos basados en el proceso electroquímico de electrólisis que separan un compuesto en sus componentes fundamentales. A través de este proceso se obtiene hidrógeno a partir de carburos o de elementos no contaminantes como el agua. El funcionamiento de este dispositivo resalta por su complejidad, dificultando su integración inmediata en sistemas físicos. Por ello, se requiere una comprensión previa del comportamiento de estos equipos previo a su uso e implementación. Ante esta necesidad, la presente Tesis Doctoral tiene como objetivo desarrollar herramientas orientadas al estudio de electrolizadores tipo PEM para la implementación de una réplica digital. Este conjunto de herramientas consta de: una plataforma de simulación mutli modelo con la cual realizar un estudio teórico y comparativo de diversos modelos de la literatura científica; un sistema de monitorización en tiempo real basado en el Internet de las Cosas dedicado a la visualización y estudio del funcionamiento de un electrolizador PEM integrado en una smart Microgrid; una réplica digital del electrolizador PEM físico que recrea su operación de mane ra virtual. En este documento se describe el proceso de diseño e implementación de estas herramientas, resaltando las características y funcionalidades de cada una de estas.