Innovador sistema híbrido de hidrógeno y baterías para hogares con energía fotovoltaica fuera de la red propuesto por investigadores holandeses

Un grupo de investigación holandés ha propuesto un innovador sistema híbrido de hidrógeno y baterías para hogares alimentados por energía fotovoltaica fuera de la red. Este sistema busca almacenar el exceso de electricidad renovable a través de la generación de hidrógeno y el almacenamiento en baterías, siendo estas últimas utilizadas solo cuando la generación de hidrógeno no está disponible de inmediato.

Los investigadores de la Universidad Hanze de Ciencias Aplicadas en Groningen, Países Bajos, han explorado por primera vez cómo combinar la producción de hidrógeno y el almacenamiento en baterías con energía solar fotovoltaica en tejados o pequeñas turbinas eólicas en hogares fuera de la red. Según los científicos, las baterías están destinadas a evitar el desperdicio cuando la producción de hidrógeno no puede ser priorizada.

El sistema propuesto se basa en la electrólisis PEM (Membrana de Intercambio de Protones), que ofrece la ventaja de ser un sistema de respuesta rápida, adecuado para sistemas de almacenamiento donde el sistema de hidrógeno actúa como la unidad de almacenamiento principal junto con una batería como almacenamiento secundario. Sin embargo, los investigadores señalan que el hidrógeno generado a través de la electrólisis necesita ser secado y purificado de rastros de agua y oxígeno antes de poder ser utilizado.

El sistema está diseñado para almacenar energía solar excedente, con la batería actuando como una unidad de almacenamiento primaria solo cuando la generación de hidrógeno no está disponible inmediatamente. Está compuesto por un sistema de electrólisis de hidrógeno PEM de 4.5 kW, un tanque de almacenamiento de hidrógeno de 0.85 m3, una unidad de purificación de 0.8 kW, una celda de combustible de hidrógeno PEM y una batería de iones de litio.

Los resultados de la simulación del rendimiento del sistema mostraron que la mejor configuración para la fuente fotovoltaica incluye un arreglo solar de 2.65 kW con un ángulo de inclinación de 35 grados y un ángulo de azimut de 180 grados. Los costos del sistema fueron estimados en €1,317 ($1,430)/kW para el sistema fotovoltaico, mientras que los del electrólizador y la celda de combustible se estimaron en €9,677 y €7,500, respectivamente.

Los investigadores concluyeron que el electrólizador nunca pudo trabajar a su máxima potencia nominal, lo que indica que puede ser reducido en tamaño, reduciendo así los costos del sistema. Además, encontraron que confiar únicamente en la energía eólica era más rentable que usar solo energía solar, mientras que una combinación de ambas fuentes ofrecía los mejores resultados.

Este innovador sistema fue presentado en el estudio «Simulación y análisis de almacenamiento de energía renovable híbrida de hidrógeno-batería para el sistema doméstico holandés fuera de la red eléctrica», publicado en la Revista Internacional de Energía de Hidrógeno.

Fuente: https://www.pv-magazine.com/2024/05/21/hybrid-hydrogen-battery-system-for-off-grid-pv-powered-homes/