Pilas de combustible tipo PEM. Aplicación al suministro de energía eléctrica a una vivienda. PDF
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Trabajo Fin de Grado Grado en Ingeniería de las Tecnologías Industriales Pilas de combustible tipo PEM. Aplicación al suministro de energía eléctrica a una vivienda. Autor: Rocío Martínez Reyes Tutor: Manuel Felipe Rosa Iglesias Dep. de Ingeniería Energética Escuela Técnica Superior de Ingeniería Universidad de Sevilla Sevilla, 2016 xxii ii Trabajo Fin de Grado Grado en Ingeniería de las Tecnologías Industriales Pilas de combustible tipo PEM. Aplicación al suministro de energía eléctrica a una vivienda. Autor: Rocío Martínez Reyes Tutor: Manuel Felipe Rosa Iglesias Profesor titular Dep. de Ingeniería Energética Escuela Técnica Superior de Ingeniería Universidad de Sevilla Sevilla, 2016 iii iv Trabajo Fin de Grado: Pilas de combustible tipo PEM. Aplicación al suministro de energía eléctrica a una vivienda. Autor: Rocío Martínez Reyes Tutor: Manuel Felipe Rosa Iglesias El tribunal nombrado para juzgar el Proyecto arriba indicado, compuesto por los siguientes miembros: Presidente: Vocales: Secretario: Acuerdan otorgarle la calificación de: Sevilla, 2016 El Secretario del Tribunal v A mi familia A mis profesores vi Agradecimientos Agradezco a todos los profesores que me han acompañado durante todos estos años de carrera. En especial a los profesores del Departamento de Ingeniería Energética que fueron quienes despertaron en mí el interés en el estudio de las diferentes fuentes y usos de la energía. Me gustaría agradecerle en especial también a mi tutor Felipe por la ayuda ofrecida en todo momento para la elaboración de este trabajo. Gracias por atenderme cuando lo he necesitado y siempre con la mayor brevedad posible. Y por último, pero no por ello menos importante, quería darle las gracias a mi familia. A mi madre por la paciencia y apoyo que ha depositado en mi todos estos años. A mi padre por ayudarme a elegir la mejor carrera para mi futuro. A mi hermana María por todo el cariño y confianza en mí. Y sobre todo a mi hermana Marta, ingeniera como yo, por todas las horas compartidas delante de tantos apuntes. Nada de esto hubiera sido posible sin ellos. vii viii Resumen El hidrógeno es considerado el combustible del futuro. Las pilas de combustible son una alternativa para la generación de energía eléctrica con numerosas ventajas. Existen diferentes tecnologías de pilas que trabajan a distintas temperaturas y con materiales diferentes. Cada una de ellas tiene un campo de aplicación más adecuado. Las pilas de combustible de membrana polimérica (PEM) son unas de ellas. Teniendo como único residuo agua, se trata de una tecnología muy limpia y de alta eficiencia. Una de las aplicaciones más prometedores de las pilas PEM es su uso para el suministro de energía eléctrica en los hogares. En este proyecto se realiza un predimensionado del sistema necesario para el suministro de energía eléctrica a una vivienda. Dicho sistema consta de la pila de combustible tipo PEM y de un banco de baterías donde se almacena energía. La energía proveniente de las baterías se usará en aquellos momentos del día en los que la demanda sea superior a la potencia suministrada por la pila. Se lleva a cabo además, un pequeño análisis económico de la viabilidad de dicho proyecto. ix Abstract Hydrogen is considered the fuel of the future. Fuel cells are an alternative to power generation with many advantages. There are different fuel cells technologies working at a wide range of temperature and materials. Each one has its appropriate application. Proton Exchange Membrane fuel cells are one of them. Taking water as the only residual substance, it is a very clean and highly efficient technology. One of the most promising applications of the PEM fuel cells is their use for the supply of electricity in homes. In this project there is a pre-dimensioning of the required system for generating electricity which is demanded by a house. That system is composed by the PEM fuel cell and a battery bank. The batteries will save the energy that will be later be used in those moments when the demand of power in the house is higher than the fuel cell power. Moreover it includes a small economic analysis of its viability. x
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