Tesis:
Principios básicos de las pilas de combustible. Análisis termoeconómico de plantas y sistemas de pilas de combustible para la generación de energía eléctrica.
- Autor: ALVAREZ TEJEDOR, Tomás
- Título: Principios básicos de las pilas de combustible. Análisis termoeconómico de plantas y sistemas de pilas de combustible para la generación de energía eléctrica.
- Fecha: 2003
- Materia: Sin materia definida
- Escuela: E.T.S. DE INGENIEROS DE MINAS
- Departamentos: INGENIERIA QUIMICA Y COMBUSTIBLES
- Acceso electrónico:
- Director/a 1º: VALERO CAPILLA, Antonio
- Resumen: El objetivo de la presente Tesis es el estudio de la Tecnología de Pilas de Combustible en una configuración innovadora basada en Sistemas Híbridos que integran un turbogenerator permitiendo de esta forma superar las limitaciones intrínsecas que presentan las Pilas de Combustible en su operación normal. La Sección I de la Tesis, proporciona los fundamentos conocidos de las Pilas de Combustible y su particularización para la tecnología de Pilas de Combustible de Carbonatos Fundidos, así como, una revisión del Estado del Arte para conocer las tendencias en tecnología y los conceptos de nueva generación. En la Sección II se describe la Planta de Ensayos de Pilas de Combustible de Guadalix, donde se realizaron los ensayos de los apilamientos de celdas de combustible y se obtuvieron los datos y modelos experimentales necesarios para caracterizar el comportamiento del prototipo de apilamiento, objeto de su posterior integración en un Sistema Híbrido. Para finalizar, la Sección III, trata el análisis termoeconómico de la planta de cogeneración con pila de combustible de 100kW, que fue puesta en servicio en la práctica y constituye el caso de partida para analizar los resultados operacionales y deficiencias de diseño. Una vez, conocidos los límites operacionales de la Pila de Combustible 100kW y las ineficiencias termodinámicas, es decir, la destrucción y pérdida de exergía, que combinadas con los principios de economía nos llevarán al Análisis Termoeconómico, se procede entonces al diseño del Sistema Híbrido para demostrar las posibilidades y beneficios de la nueva configuración híbrida que son cuantificados nuevamente mediante el Análisis Termoeconómico para obtener una configuración de planta que sea eficiente y competitiva en el futuro mercado de la Generación Distribuida. Una prometedora configuración, es la que considera la pila de combustible de Carbonatos Fundidos en cabeza, lo que permite a la Pila de Combustible servir como cámara de combustión para el turbogenerador y este último servir como equipo auxiliar necesario para la operación de la Pila de Combustible, la eficiencia combinada se eleva entonces a un 57 por ciento y las emisiones de NOx son prácticamente eliminadas. La sinergia obtenida de la pila de combustible y turbina de Gas deriva principalmente del uso de la energía térmica del escape y combustible residual de la pila de combustible para impulsar el Turbogenerador. Por tanto, la presente Tesis esta enfocada al estudio de las tecnologías avanzadas de generación, por medio de la integración de las pilas de combustible y el turbogrupo, dando lugar a una sinergia en términos de mayor eficiencia y menores costes para alcanzar los requerimientos de demanda de producción de energía eléctrica con el desafió de un comportamiento medioambiental mejorado para el futuro mercado competitivo de la generación distribuida.