Resumen

La combinación de una pila de combustible y baterías tiene un potencial prometedor para propulsar vehículos autónomos. El Vehículo Submarino Autónomo (AUV) MUN Explorer está construido para realizar misiones de cartografía de los fondos marinos, así como misiones de prospección. Estas misiones requieren una gran cantidad de energía para alcanzar profundidades submarinas (es decir, 3000 metros). El MUN Explorer utiliza 11 baterías recargables de iones de litio (Li-ion) como fuente de energía principal, con una capacidad total de 14,6 kWh a 17,952 kWh, y el vehículo puede funcionar durante 10 horas. Entre los inconvenientes de utilizar el sistema de alimentación actual del MUN Explorer, que el investigador llevó a cabo en las instalaciones de gestión de Holyrood, figuran los costes de movilización, la logística y el transporte, y el acceso a las instalaciones, aspectos todos ellos que deben tenerse en cuenta. Recargar las baterías durante al menos 8 horas también supone un gran reto y requiere mucho tiempo. Para superar estos retos y hacer funcionar el MUN Explorer durante mucho tiempo, es esencial integrar una pila de combustible en un sistema de alimentación existente (es decir, un banco de baterías). La integración de la pila de combustible no sólo aumentará la potencia del sistema, sino que también reducirá el número de baterías necesarias, tal y como sugiere el software HOMER. En este trabajo, se diseña una pila de combustible integrada para ser añadida al AUV MUN Explorer junto con un sistema de banco de baterías para aumentar su sistema de potencia. El dimensionamiento del sistema se realiza utilizando el software HOMER. Los resultados del software HOMER muestran que una pila de combustible de 1 kW y 8 baterías de iones de litio pueden aumentar la capacidad del sistema de potencia hasta 68 kWh. A continuación, se construye el modelo dinámico en el entorno MATLAB/Simulink para comprender mejor el comportamiento del sistema. La pila de combustible de 1 kW está conectada a un convertidor DC/DC Boost para aumentar la tensión de salida de 24 V a 48 V, según requieran la batería y el motor de corriente continua. El modelo también incluye un depósito de hidrógeno. La ventaja de instalar los tanques de hidrógeno y oxígeno junto a las baterías es que ayuda a la fuerza de flotación en profundidades submarinas. El diseño de este sistema se basa en las hojas de datos del MUN Explorer y en los resultados de la simulación dinámica del sistema.

• Materias:Energía Consumo de energía Fuentes de energía Termodinámica Análisis de emisiones
• Subjects:Energy Energy consumption Energy sources Thermodynamics Emission Analysis
• Palabras claves:pila de combustible, baterías, pila de combustible de kw, mun explorer, sistema de alimentación, kwh, sistema, software homer, profundidades submarinas, vehículo submarino autónomo mun explorer
• Keywords:fuel cell, batteries, kw fuel cell, mun explorer, power system, kwh, system, homer software, underwater depths, mun explorer autonomous underwater vehicle