Diseño de una planta fotovoltaica para la producción de hidrógeno verde

Abstract

En los últimos años, ha habido un crecimiento significativo en la demanda de hidrógeno verde como parte de los esfuerzos por reemplazar los combustibles fósiles con soluciones más sostenibles. Este aumento en la demanda ha despertado un gran interés en la electrólisis y ha impulsado su desarrollo. La electrólisis del agua es un proceso mediante el cual se produce hidrógeno y oxígeno a partir del agua utilizando corriente continua. En la actualidad, se logra una eficiencia electroquímica de alrededor del 80%. El hidrógeno destaca como un vector energético capaz de reemplazar a los combustibles fósiles debido a su capacidad para emitir solo vapor de agua como subproducto. Además, el hidrógeno puede ser utilizado para generar energía eléctrica a través de pilas de combustible, lo cual resulta especialmente interesante para el sector de la movilidad. También se puede utilizar para generar energía térmica, lo que lo hace aplicable en sectores donde la electrificación es difícil, como el transporte pesado o la industria de alta temperatura. Sin embargo, el principal desafío del hidrógeno es que no se encuentra de forma aislada en la naturaleza, sino que debe ser generado. Actualmente, el método más común para la producción de hidrógeno es el reformado de hidrocarburos, pero este proceso produce emisiones de CO2 a la atmósfera. Afortunadamente, se ha identificado una alternativa libre de CO2 para la producción de hidrógeno: la electrólisis. La electrólisis es un proceso que permite descomponer el agua en sus dos componentes (hidrógeno y oxígeno) utilizando energía eléctrica. Cuando se combina con fuentes de energía renovable, la electrólisis se convierte en una alternativa verde muy prometedora para la producción de hidrógeno. El objetivo de este trabajo es diseñar una planta de producción de hidrógeno verde que sea alimentada por una instalación fotovoltaica de 2 MW de potencia. Se realizará un estudio y una comparación de las distintas tecnologías actuales disponibles y posteriormente se evaluará su viabilidad económica.