ÁREA TÉCNICA Proxecto: Sistemas de Produción de Hidróxeno con Eólica

Debido á dificultade de xestionar a enerxía eólica vertida á rede polos aeroxeradores e a que tampouco é fácil almacenar a súa enerxía mecánica (par torsor do eixe), os desenvolvementos tecnolóxicos orientados a corrixir esta variabilidade enfócanse cara á predición e o almacenamento da enerxía eléctrica que o parque eólico entrega á rede.

Dado que a enerxía eléctrica non é almacenable, pénsase en almacenar a enerxía química obtida mediante a electricidade. Se a reacción química é factible de absorber a enerxía eléctrica nun sentido e entregala noutro, entón a reacción será útil para a almacenaxe da enerxía eléctrica.

O par químico que suscita actualmente un maior interese tecnolóxico no almacenamento da enerxía eléctrica é o hidróxeno-osíxeno. Ambos os dous constitúen a molécula de auga (H₂O) e poden obterse dela mediante electrólise (descomposición por electricidade). A posterior combinación de ambos (H₂ + O₂) para formar auga devolve parte da enerxía absorbida na electrólise previa.

A vantaxe do par H₂-O₂ sobre outros reside en que só é necesario almacenar o hidróxeno, xa que o osíxeno pode tomarse da atmosfera da que forma parte nun 20%.

Aínda que sexa a pila de combustible a que revolucionou o uso do hidróxeno, a súa combustión nun motor de explosión con osíxeno é unha tecnoloxía coñecida.

Na primavera de 2005 asinouse un acordo entre Gas Natural e a Consellería de Innovación, Industria e Comercio da Xunta de Galicia para desenvolver un proxecto piloto de almacenaxe de enerxía eólica a través da enerxía química.

Este proxecto situarase nas instalacións do Parque Eólico Experimental Sotavento e constará dunha planta de enerxía eólica que empregará o hidróxeno a unha escala que, sen ser a que debería resolver a variabilidade da xeración, permitirá tomar experiencias en operación real que facilmente poderán ser extrapolables para deseñar solucións globais.

Tratarase dunha produción de hidróxeno cun electrolizador de 60 Nm³/h de capacidade, alimentado con corrente eléctrica que provén dos aeroxeradores. O electrolizador produce hidróxeno a baixa presión que despois se comprime para reducir o volume de almacenaxe en cilindros de aceiro a uns 200 bar. Para a posterior conversión a enerxía eléctrica, emprégase un equipo motoxerador de 60 kW eléctricos.

Ambos os dous sistemas (electrolizador e motoxerador) deséñanse para un completo ensamblaxe nun contedor apto para ser instalado á intemperie, que non requira unha grande obra civil adicional.

Funcionamento do almacenamento de enerxía eólica ou renovables.

Un posible modo para almacenar a enerxía eléctrica xerada nun parque eólico consiste en transformala en hidróxeno.

A enerxía eléctrica que se desexa almacenar derívase cara a un electrolizador, que é un dispositivo no que o paso da corrente disocia a auga nos seus dous compoñentes: osíxeno (O₂) e hidróxeno (H₂) segundo a reacción H₂O --> H₂ + ½ O₂. O H₂ obtido comprímese para facer máis fácil o seu almacenamento nun volume máis pequeno, mentres que o O₂ , que non ten contido enerxético, libérase á atmosfera da que xa non é compoñente.

O H₂ mantense almacenado en recipientes a presión ata o momento no que debe empregarse para xerar enerxía eléctrica en situacións de demanda ou necesidade de xestión.

Neste caso, o H₂ é utilizado en recipientes como carburante nun grupo de xeración eléctrica cuxo motor é similar ós de gas natural adaptado para o hidróxeno. O motor aspira o aire atmosférico cuxo osíxeno, en proporción do 20% , é o que, provocado pola chispa das buxías, reacciona co H₂ nos cilindros.

A combustión do H₂ + O₂ libera só auga nun proceso inverso ó que producira no electrolizador.

O cegoñal do motor arrastra un xerador que produce novamente enerxía eléctrica que se entrega á rede.

As distintas fases do proxecto son:

1. Elección de equipos e análise previos:
   É necesario avaliar todos os equipos presentes na actualidade no mercado do hidróxeno, así como os distintos requirimentos da auga de entrada ó sistema para acondicionala e permitir ser utilizada polo electrolizador.
   
   Nesta fase tómase unha decisión acerca dos equipos máis importantes:

   -	Electrolizador e sistema de filtrado de auga.
   -	Equipo xerador de electricidade a partir do hidróxeno acumulado.
   -	Sistemas de almacenamento de hidróxeno.

2. Desenvolvemento íntegro do proxecto en función dos equipos:
   Desenvólvese o proxecto de execución e dimensionamento de toda a obra civil.
3. Execución da obra civil:
   Preparar a obra civil para albergar todo o equipamento e dotala dos diferentes servizos: liña eléctrica dende os aeroxeradores, abastecemento de auga e liña de comunicacións.
4. Instalación dos elementos e posta en marcha:
   Instalación do todos os compoñentes do proxecto e execución da posta en marcha de todo o sistema.
5. Avaliación de todo o sistema aplicando diferentes estados:
   Nesta estapa avaliarase e simularase o sistema para ser empregado nas seguintes condicións:
   

   -	Absorber a enerxía eólica en momentos de gran xeración e entregar esa enerxía con ventos baixos.
   -	Xestión da xeración do parque para minimizar os desvíos na predición de xeración.
   -	Acumular a enerxía en momentos de restricións técnicas do sistema de distribución (cortes de tensión, capacidade de avaliación insuficiente, etc).

O presente proxecto é financiado por Gas Natural e a Consellería de Innovación, Industria e Comercio da Xunta de Galicia coa colaboración do Parque Eólico Experimental Sotavento.