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ÁREA TÉCNICA
Proyecto: Sistema de Producción de Hidrógeno con Eólica
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PROYECTO/antecedentes:

Debido a la dificultad de gestionar la energía eólica
vertida a la red por los aerogeneradores y a que tampoco es fácil
almacenar su energía mecánica (par torsor del eje), los
desarrollos tecnológicos orientados a corregir esta variabilidad
se enfocan hacia la predicción y el almacenamiento de la energía
eléctrica que el parque eólico entrega a la red.
Dado que la energía eléctrica no es almacenable, se plantea
el almacenar la energía química obtenida mediante electricidad.
Si la reacción química es factible de absorber energía
eléctrica en un sentido y entregarla en otro, entonces la reacción
será útil para el almacenaje de la energía eléctrica.
El par químico que suscita actualmente un mayor interés
tecnológico en el almacenamiento de energía eléctrica
es el hidrógeno-oxígeno. Ambos constituyen la molécula
de agua (H2O) y pueden obtenerse de ella mediante electrólisis
(descomposición por electricidad). La posterior combinación
de ambos (H2 + O2) para formar agua devuelve parte de la energía
absorbida en la electrólisis previa.
La ventaja del par H2-O2 sobre otros reside en
que sólo es necesario almacenar el hidrógeno, ya que el
oxígeno puede tomarse de la atmósfera de la que forma
parte en un 20%.
Aunque sea la pila de combustible la que ha revolucionado el uso del
hidrógeno, su combustión en un motor de explosión
con oxígeno, es una tecnología conocida.
En la primavera del 2005 se firmó un acuerdo entre Gas Natural
y la Consellería de Innovación, Industria y Comercio de
la Xunta de Galicia para desarrollar un proyecto piloto de almacenaje
de energía eólica, a través de energía química.
proyecto/objetivos:

Este proyecto se ubicará en las instalaciones del Parque Eólico
Experimental Sotavento, y constará de una planta de almacenaje
de energía eólica, que empleará el hidrógeno
a una escala que, sin ser la que debería resolver la variabilidad
de la generación, permitirá tomar experiencias en operación
real que fácilmente podrán ser extrapolables para diseñar
soluciones globales.
Se tratará de la producción de hidrógeno con un
electrolizador de 60 Nm3/h de capacidad, alimentado con corriente eléctrica
proveniente de los aerogeneradores. El electrolizador produce hidrógeno
a baja presión que luego se comprime para reducir el volumen
de almacenaje en cilindros de acero a unos 200 bar. Para la posterior
conversión a energía eléctrica, se emplea un equipo
motogenerador de 60 kW eléctricos.
Ambos sistemas (electrolizador y motogenerador) se diseñan para
un completo ensamblaje en un contenedor apto para ser instalado a la
intemperie, que no requiera una gran obra civil adicional.
proyecto
/
funcionamiento y metodología
:

Funcionamiento del almacenamiento de energía eólica
o renovables
Un posible modo para almacenar la energía eléctrica generada
en un parque eólico, consiste en transformarla en hidrógeno.
La energía eléctrica que se desea almacenar se deriva
hacia un electrolizador, que es un dispositivo en el que el paso de
la corriente disocia agua en sus dos componentes: oxígeno (O2)
e hidrógeno (H2) según la reacción H2O
--> H2 + ½ O2. El H2 obtenido
se comprime para hacer más fácil su almacenamiento en
un volumen más pequeño, mientras que el O2
, que no tiene contenido energético, se libera a la atmósfera,
de la que ya es componente.
El H2 se mantiene almacenado en recipientes a presión
hasta el momento en el que debe emplearse para generar energía
eléctrica en situaciones de demanda o necesidad de gestión.
En este caso, el H2 es utilizado como carburante en un grupo
de generación eléctrica cuyo motor es similar a los de
gas natural adaptado para hidrógeno. El motor aspira aire atmosférico
cuyo oxígeno, en proporción del 20%, es el que, provocado
por la chispa de las bujías, reacciona con el H2 en
los cilindros.
La combustión del H2 + O2 libera sólo
agua en un proceso inverso al que se había producido en el electrolizador.
El cigüeñal del motor arrastra un generador que produce
nuevamente energía eléctrica que se entrega a la red.

Las distintas fases del proyecto son:
- Elección equipos y análisis previos:
Es necesario evaluar todos los equipos presentes en la actualidad
en el mercado del hidrógeno, así como los distintos requerimientos
del agua de entrada al sistema para acondicionarla y permitir ser
utilizada por el electrolizador.
En esta fase se adquieren los equipos más importantes:
| - | Electrolizador y sistemas filtrado de agua |
| - | Equipo motogenerador de electricidad a través
del hidrógeno acumulado |
| - | Sistemas de almacenamiento de hidrógeno. |
- Desarrollo íntegro del proyecto en función de los
equipos:
Se desarrolla el proyecto de ejecución y dimensionado de toda
la obra civil.
- Ejecución obra civil:
Preparar la obra civil para albergar todo el equipamiento y dotarla
de los diferentes servicios: línea eléctrica desde los
aerogeneradores, abastecimiento de agua y línea de comunicaciones.
- Instalación de los elementos y puesta en marcha:
Instalación de todos los componentes del proyecto y ejecución
de la puesta en marcha de todo el sistema.
- Evaluación de todo el sistema aplicando diferentes estados:
En esta etapa se evaluará y simulará el sistema para
ser empleado en las siguientes condiciones:
| - | Absorber energía eólica en
momentos de gran generación y entregar esa energía con
vientos bajos. |
| - | Gestión de la generación del
parque para minimizar los desvíos en la predicción de
generación. |
| - | Acumular la energía en momento de
restricciones técnicas del sistema de distribución (cortes
de tensión, capacidad de evacuación insuficiente, etc). |
proyecto/organismos colaboradores :

El presente proyecto es financiado por Gas Natural y la Consellería
de Innovación, Industria y Comercio de la Xunta de Galicia con
la colaboración del Parque Eólico Experimental Sotavento.
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