Investigadores desarrollan solución para mejorar los sistemas de generación de energía con hidrógeno

El MSc. Juan José Galeano Dinatale, estudiante del Doctorado en Ciencias de la Ingeniería, junto con un equipo de investigadores de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de Asunción (FIUNA), publicó un artículo científico que propone una estrategia para mejorar el control y la adaptación de la energía eléctrica generada mediante celdas de combustible de hidrógeno. El artículo fue publicado en la revista internacional Inventions, de MDPI, clasificada en el primer cuartil (Q1) en el área de Ingeniería General.

Estas celdas permiten generar electricidad a partir del hidrógeno; sin embargo, para aprovechar esta energía de manera eficiente, es necesario regular y adaptar adecuadamente el voltaje suministrado por el sistema. En este contexto, el trabajo aborda el desarrollo de una estrategia de control orientada a mejorar la respuesta y el desempeño del sistema de conversión de energía.

En este trabajo denominado “Multi-Model Finite Control Set Model-Based Predictive Voltage Control of a Floating Interleaved Boost DC-DC Converter in Fuel Cell Applications”, se desarrolló una estrategia de control capaz de anticipar el comportamiento del sistema ante diferentes condiciones de operación y realizar ajustes para mantener su estabilidad. Esta metodología, denominada control predictivo basado en un conjunto finito de modelos (MM-FCS-MPC), fue aplicada a un convertidor elevador de corriente continua a corriente continua (DC-DC), cuya función es aumentar y adaptar el voltaje generado por una celda de combustible de acuerdo con las necesidades del sistema.

Los investigadores evaluaron la propuesta mediante simulaciones bajo distintas condiciones de funcionamiento, incluyendo variaciones en la carga y en el nivel de voltaje requerido. Los resultados mostraron que el sistema logró responder rápidamente ante estos cambios, manteniendo un bajo nivel de diferencia entre el valor esperado y el valor obtenido. 

La estrategia propuesta permitió mejorar la rapidez y estabilidad de la respuesta del sistema, favorecer una distribución equilibrada de la corriente entre sus componentes y reducir sus variaciones. Estos resultados muestran su potencial como alternativa para sistemas de conversión de energía basados en hidrógeno, con posibles aplicaciones en movilidad eléctrica, integración de energías renovables y microrredes de corriente continua.

El trabajo fue desarrollado por el MSc. Juan José Galeano Dinatale, el Prof. Dr. Jorge Esteban Rodas Benítez, el MSc. Fabián Palacios Pereira, la MSc. Larizza Delorme y el Dr. Alfredo Renault, investigadores del Centro de Investigación en Tecnologías Hidroeléctricas y Energía Distribuida (CITHED) de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de Asunción (FIUNA).

La investigación se enmarca en diferentes proyectos y programas de posgrados financiados por el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT), a través del programa PROCIENCIA con apoyo del FEEI.

El artículo puede descargarse en el siguiente enlace: https://www.mdpi.com/2411-5134/11/5/95