Diseño de un convertidor electrónico para un electrolizador alcalino.

Abstract

Con el incremento en la generación de energía renovable, de naturaleza intermitente, la necesidad de almacenamiento de esta cobra mayor importancia. Una posibilidad de transformación es mediante la electrolisis del agua, la cual, representa una solución para almacenar y utilizar la energía por medio de hidrogeno. La opción para el hidrogeno derivado del electrolisis del agua incluyen la inyección en la red de gas natural, el reabastecimiento de combustible de los vehículos con celdas de combustible y la conversión a la red eléctrica a través de la celda de combustible cuando existe un déficit en la cadena de suministro / demanda.

Para resolver los desafíos técnicos de alimentar un electrolizador alcalino, esta tesis propone el diseño y la construcción de un convertidor buck intercalado multifásico, así como la implementación de un controlador. En este trabajo se describen y calculan los valores críticos de los parámetros de diseño utilizando las ecuaciones y cálculos de diseño teórico. El lazo de control del voltaje de salida del convertidor se realiza mediante un controlador proporcional integral (PI). El modelo es simulado en Simulink de Matlab, para evaluar los criterios de rendimiento. Para demostrar la factibilidad del proyecto se construyó un prototipo de convertidor buck de cuatro fases intercaladas y el controlador PI se implementó en una tarjeta NI myRIO-1900. Los parámetros críticos de rendimiento del prototipo fueron probados y medidos. Finalmente, en este trabajo de tesis se muestra el desempeño del prototipo en comparación con el desempeño de la simulación del modelo.