A pesar de los avances en celdas de combustible, todavía se necesita un trabajo considerable para alcanzar las capacidades que se espera de ellas. Un proyecto financiado por la Unión Europea ha avanzado de forma importante hacia el desarrollo de una fórmula de control adecuada para sus complejas funciones.
Las celdas de combustible transforman la energía química almacenada en combustibles ricos en hidrógeno en electricidad que se puede usar en sistemas de alimentación estacionarios y aparatos portátiles. El hidrógeno se puede generar a partir de la hidrólisis del agua mediante energía renovable.
No es sorprendente que las celdas de combustible con membrana de electrolito polimérico (PEM) sean una de las fuentes de energía alternativas emergentes menos contaminantes. No obstante, es necesario abordar distintas cuestiones técnicas para lograr que sean competitivas. El proyecto ACOFC (Advanced controllers and observers development for fuel cell based generation systems), financiado por la Unión Europea, pretendía desarrollar una solución de control robusta adecuada para lidiar con las alteraciones que afectan al funcionamiento del sistema.
Debido a su propia naturaleza, las celdas de combustible de PEM son sensibles a los cambios en las condiciones de funcionamiento, como la humedad relativa de los gases reactivos y sus temperaturas. El equipo de ACOFC demostró la aplicación de un control en modo deslizante de orden superior para celdas de combustible de PEM. Esta forma de control implica la asignación de la matriz de influencias de entrada del sistema en una matriz transformada del sistema que es invertible.
Entre las ventajas de esta técnica, confirmada en el Institut de Robòtica i Informàtica Industrial de Barcelona (España) en el banco de pruebas de laboratorio, se encuentra el control de la humedad. Además, el control de la estequiometría del oxígeno debe poder optimizar la eficiencia de conversión del sistema y evitar el posible deterioro del rendimiento del sistema y los daños en las membranas poliméricas.
Los datos experimentales obtenidos en una amplia gama de condiciones de funcionamiento también concordaron correctamente con los resultados de las simulaciones. Además, se propusieron varias soluciones de estructura de medición para sistemas basados en celdas de combustible. Esta cuestión también es importante para las aplicaciones industriales donde es necesario utilizar el mínimo de instrumentación posible.
Los detalles del diseño del controlador utilizando algoritmos en modo deslizante de orden mayor se describen en una serie de artículos publicados en revistas de prestigio sometidas a revisión y se presentaron en congresos internacionales.
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