INSTALACIONES

Descripción:

El banco de ensayos para pila de combustible de 500 W está compuesto por una estructura principal de dimensiones 1985 x 1480 x 1350 mm (altura x anchura x profundidad) y ofrece las siguientes capacidades generales:

• Posibilidad de ensayar monoceldas y pequeños stacks de hasta 7 celdas.
• Áreas activas de las monoceldas y stack desde 50 cm² a 100 cm².
• Potencia máxima del stack a ensayar de 500 W eléctricos en continuo.
• Rango de densidad de corriente de 0-1.8 A/cm², con posibilidad de trabajar hasta 2.5 A/cm² en celdas de 50 cm².
• Operación en modo flow-through con posibilidad dead-end.
• Posibilidad de trabajar de manera dual, con oxígeno o aire como oxidante en el cátodo.
• Rango de estequiometria para combustible en modo flow-through: λ=1.0-2.0.
• Rango de estequiometria para el oxidante:
  • Oxígeno: λ=1.0 a 5.0 para ensayos tanto en monocelda y stacks;
  • Aire: λ=1.0 a 3.0 para stacks y λ =1.0 a 5.0 para monoceldas.
• Rangos de operación para los equipos y el control del banco de ensayos:
  • Humedad de las corrientes de entrada desde 0 a 100% de humedad relativa.
  • Control de la temperatura de ensayo hasta 80 ºC.
  • Control de la presión de funcionamiento desde 1 barg a 2 barg.
• Monitorización del voltaje de celda, hasta 8 celdas individuales.
• Pantalla P&ID, que muestra de manera esquemática la disposición de elementos del banco de ensayos y la lectura de la instrumentación instalada.

Asimismo, se dispone de un sensor de densidad de corriente CDM para pilas de combustible tipo PEM de 50 cm² de área activa, que permite realizar mediciones locales de voltaje y de temperatura en diferentes puntos de la pila.

Descripción:

La microrred consiste en un sistema eléctrico reducido que es capaz de producir, almacenar y administrar el consumo de energía, teniendo la posibilidad de operar tanto de manera conectada como desconectada de la red principal. Cuenta con paneles fotovoltaicos para la producción y sistemas de almacenamiento en baterías y en hidrógeno. Está constituido por los siguientes elementos:

• Campo fotovoltaico: Compuesto por 15 paneles de 265W pico para un total de 4 kW pico de potencia.
• Campo solar térmico: Compuesto por 2 captadores de alta eficiencia de 2.8 m² capaces de ser conectados en serie o en paralelo de forma remota.
• Electrolizador: Tipo PEM con una producción de 500 Nl/h de H₂ a 30 bares de presión.
• Pila de hidrógeno: Tipo PEM con una potencia máxima de 1.2 kW.
• Tanques de almacenamiento en hidruros metálicos: 2 tanques de 7 Nm³ de capacidad cada uno. Cuentan con un sistema de refrigeración/calefacción para poder adsorber/desorber el H₂.
• Baterías de plomo-ácido: Conjunto de 24 vasos de 2V de voltaje nominal con una capacidad de almacenamiento de 1100Ah.
• Baterías de ion-litio: Conjunto de 16 celdas para un voltaje nominal de 48V con capacidad de almacenamiento de 100Ah.
• Equipo de climatización: Consta de un enfriador de agua de 5.2 kW (5-35°C), junto con una batería de frío para enfriar un caudal de aire con el agua refrigerada y posteriormente enviarlo a una cámara climática.
• Tanque de almacenamiento de agua caliente: depósito cilíndrico de 300 litros que cuenta con un serpentín para el intercambio de calor con el fluido del campo solar y una resistencia eléctrica para suministrar energía térmica en caso necesario.

Descripción:

La Planta Piloto de Almacenamiento Térmico del Grupo ERHA constituye una infraestructura experimental avanzada destinada al desarrollo, ensayo y validación de tecnologías innovadoras de almacenamiento de energía térmica para aplicaciones industriales y energéticas de media y alta temperatura.

La instalación permite evaluar el comportamiento y rendimiento de componentes críticos en condiciones operativas representativas, facilitando la investigación aplicada y la trasferencia tecnológica en ámbitos como:

• Sistemas de almacenamiento térmico con sales fundidas.
• Módulos de almacenamiento basados en materiales de cambio de fase (PCM).
• Tecnologías de electrificación del calor y soluciones Power-to-Heat.
• Sistemas híbridos de almacenamiento térmico.
• Integración de almacenamiento térmico en procesos industriales y energéticos.

Características principales:

• Capacidad de almacenamiento térmico: 100 kWh
• Inventario de sales fundidas: 5.000 kg
• Sistema de almacenamiento en cascada mediante módulos PCM
• Calentadores eléctricos en línea de 114 kW
• Calentadores eléctricos de inmersión
• Temperatura máxima de operación: 600 °C
• Tanque de almacenamiento de sales: Depósito con una capacidad de 3 m³optimizado para albergar un inventario de 5.000 kg de sales (sales solares, ternarias u otras). Opera hasta 600°C y cuenta con aislamiento de lana de roca, sistema de traceado eléctrico y dos calentadores integrados de 14 kW.

• Bomba de sales fundidas: Equipo de bombeo adaptado a alta temperatura capaz de suministrar un caudal de 2.7 m³/h para la circulación del fluido.

• Fuente de calor (Calentador eléctrico en línea): Sistema de calentamiento directo del fluido de transferencia térmica (HTF) con una potencia de salida variable de hasta 145 kW y capacidad operativa hasta 600°C.

• Sumidero de calor (Intercambiador aire-sales): Intercambiador de calor de alta temperatura con una potencia de salida de 100 kW. Dispone de un soplador equipado con variador de velocidad para permitir el funcionamiento y ensayos a carga parcial.

• Módulos de almacenamiento térmico (PCM-TES): Intercambiadores con configuración de carcasa y tubos en cascada que integran un compuesto de lanas metálicas para la mejora de la conductividad térmica del material de cambio de fase. Permiten hibridación eléctrica mediante resistencias de inmersión e inducción.

• Sistema de flexibilidad y monitorización: Configuración de diseño que permite el drenaje independiente y el intercambio de los módulos PCM para probar soluciones micro/macro encapsuladas o generación directa de vapor. Cuenta con hasta 130 señales de medición de temperatura y presión (65 por módulo) y conexión a una potencia eléctrica disponible de 200 kW.

Descripción:

El banco de ensayos para celdas y stacks de tecnología óxido sólido de alta temperatura (SOEC/SOFC) permite la caracterización experimental de dispositivos que operan tanto en modo electrólisis como en modo pila de combustible. El sistema consta de dos equipos de ensayo y ofrece las siguientes capacidades generales:

• Posibilidad de ensayar celdas individuales y stacks de hasta 20 celdas.
• Capacidad para realizar ensayos en stacks de hasta 500 W eléctricos de potencia.
• Posibilidad de trabajar con celdas de diferentes geometrías (circulares, cuadradas, rectangulares, entre otras), permitiendo su sustitución entre distintos experimentos.
• Compatibilidad con celdas de dimensiones comprendidas entre Ø90 mm y Ø130 mm, o entre 90 x 90 mm y 130 x 160 mm.
• Configuración intercambiable del campo de flujo en el lado del combustible, posibilitando el estudio de diferentes distribuciones de flujo y la determinación de la utilización del combustible y la eficiencia del sistema.
• Control de la presión aplicada sobre la celda.
• Integración sencilla de termopares adicionales en diferentes posiciones de la celda para la monitorización local de la temperatura.
• Integración de conexiones adicionales para la medida de potenciales de referencia de los electrodos.
• Evaporador integrado alimentado con agua líquida, apto para operación en modo electrólisis con celdas cerámicas conductoras.
• Procesador de gas integrado con monitorización de temperatura y capacidad de muestreo de gases en cualquier punto del proceso, desde temperatura ambiente hasta la zona de reacción de la celda.
• Carcasa cerámica diseñada para ensayos de larga duración (durabilidad, ensayos de stress acelerados), minimizando la contaminación por cromo, níquel u otras especies metálicas.
• Posibilidad de reproducir condiciones de ensayo ideales o representativas de aplicaciones reales tanto en el lado del combustible como en el lado del aire. Los difusores y mallas de laboratorio pueden sustituirse por interconectores industriales, permitiendo analizar de forma independiente la contribución de cada lado de la celda.
• Espectroscopía de impedancia electroquímica integrada con rango de frecuencias de análisis comprendido entre 10 μHz y 1 MHz.
• Control automático del caudal de alimentación mediante controladores másicos de flujo (Mass Flow Controllers, MFC). Operación en automático y en remoto.