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Capitulo 2.4: Celdas de Combustible - Sistemas de Generacion Distribuida
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1.
8082139 Sistemas de Generación
Distribuida TEMA 2 4TEMA 2.4 Celdas de CombustibleCeldas de Combustible Prof. Francisco M. Gonzalez-Longatt fglongatt@ieee.org Dr. Francisco M. Gonzalez-Longatt, fglongatt@ieee.org Copyright © 2008 Sistemas de Generación Distribuida TEMA 2: Tecnologías Empleadas en la Generación Distribuida http://www.giaelec.org/fglongatt/SistGD.html
2.
8082139 Sistemas de Generación
Distribuida Celdas de CombustibleCeldas de Combustible -Concepto-Concepto Dr. Francisco M. Gonzalez-Longatt, fglongatt@ieee.org Copyright © 2008 Sistemas de Generación Distribuida TEMA 2: Tecnologías Empleadas en la Generación Distribuida
3.
Introducción • Son dispositivos
electro químicos que convierten la energía química de reacciones directamente enenergía química de reacciones directamente en energía eléctrica • Sir William Grove en 1842 produjo la primera celdap j p de combustible operativa. OHO 1 H 222 →+ OHO 2 H 222 →+ Dr. Francisco M. Gonzalez-Longatt, fglongatt@ieee.org Copyright © 2008 Sistemas de Generación Distribuida TEMA 2: Tecnologías Empleadas en la Generación Distribuida
4.
Introducción Esquema General de
una Celda de Combustible Dr. Francisco M. Gonzalez-Longatt, fglongatt@ieee.org Copyright © 2008 Sistemas de Generación Distribuida TEMA 2: Tecnologías Empleadas en la Generación Distribuida
5.
Introducción • Salto gigantesco
en 1960, cuando General Electric produjo la primera aplicación practica de la celda deprodujo la primera aplicación practica de la celda de combustible, cuando esta proveyó de energía eléctrica a las cápsulas espaciales Gemini y Apollo. Celda de Combustible del Gemini Dr. Francisco M. Gonzalez-Longatt, fglongatt@ieee.org Copyright © 2008 Sistemas de Generación Distribuida TEMA 2: Tecnologías Empleadas en la Generación Distribuida Celda de Combustible del Apolo
6.
Introducción • Una celda
de combustible, posee componentes y características similares a los que una batería típica,características similares a los que una batería típica, y se diferencia en varios respetos. • La batería es un dispositivo de almacenaje dep j energía. (anodo)22HH2 +→ −+ e (catodo)OH2H2O 2 1 ( ) 22 2 →++ −+ e Dr. Francisco M. Gonzalez-Longatt, fglongatt@ieee.org Copyright © 2008 Sistemas de Generación Distribuida TEMA 2: Tecnologías Empleadas en la Generación Distribuida
7.
Introducción • La energía
máxima disponible es determinada por la cantidad de reactante químico almacenado dentro decantidad de reactante químico almacenado dentro de la batería se misma. • La batería dejará de producir la energía eléctricaj p g cuando los reactantes químicos sean consumidos (esto es, descargados). Dr. Francisco M. Gonzalez-Longatt, fglongatt@ieee.org Copyright © 2008 Sistemas de Generación Distribuida TEMA 2: Tecnologías Empleadas en la Generación Distribuida
8.
• En vez
de recargarse usando electricidad, una célula de combustible usa el hidrógeno y el oxígeno.de combustible usa el hidrógeno y el oxígeno. (catodo)OH2H2O 2 1 (anodo)22HH 22 2 →++ +→ −+ −+ e e Dr. Francisco M. Gonzalez-Longatt, fglongatt@ieee.org Copyright © 2008 Sistemas de Generación Distribuida TEMA 2: Tecnologías Empleadas en la Generación Distribuida ( ) 2 22
9.
Introducción • Una célula
de combustible consiste en dos electrodos, un ánodo y un cátodo, separado por un electrolito.un ánodo y un cátodo, separado por un electrolito. Dr. Francisco M. Gonzalez-Longatt, fglongatt@ieee.org Copyright © 2008 Sistemas de Generación Distribuida TEMA 2: Tecnologías Empleadas en la Generación Distribuida
10.
Introducción Dr. Francisco M.
Gonzalez-Longatt, fglongatt@ieee.org Copyright © 2008 Sistemas de Generación Distribuida TEMA 2: Tecnologías Empleadas en la Generación Distribuida
11.
Estructura de la
Pila Dr. Francisco M. Gonzalez-Longatt, fglongatt@ieee.org Copyright © 2008 Sistemas de Generación Distribuida TEMA 2: Tecnologías Empleadas en la Generación Distribuida
12.
Estructura de una
Planta Dr. Francisco M. Gonzalez-Longatt, fglongatt@ieee.org Copyright © 2008 Sistemas de Generación Distribuida TEMA 2: Tecnologías Empleadas en la Generación Distribuida
13.
Estructura de una
Planta HHCO 222 +→+ COO OHO 2 1 H 222 →+ Dr. Francisco M. Gonzalez-Longatt, fglongatt@ieee.org Copyright © 2008 Sistemas de Generación Distribuida TEMA 2: Tecnologías Empleadas en la Generación Distribuida
14.
Clasificación • La clasificación
de las celdas de combustible según el electrolito:electrolito: – Celdas de Combustible Alcalinas (AFC). – Celdas de Combustible de Metanol Directo (DMFC). – Celdas de Combustible de Carbonato Fundido (MCFC). – Celdas de Combustible de Ácido Fosfórico (PAFC). – Celdas de Combustible de Oxido Sólido (SOFC). – Celda de Combustible de Membrana de Intercambio de Protón (PEMFC)Protón (PEMFC). Dr. Francisco M. Gonzalez-Longatt, fglongatt@ieee.org Copyright © 2008 Sistemas de Generación Distribuida TEMA 2: Tecnologías Empleadas en la Generación Distribuida
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PEMFC: Polymer Electrolyte Membrane
Fuel Cell • Ha ganado mucha atención en los últimos años. • Emplea un polímero sólido como el electrolito es Membrane Fuel Cell • Emplea un polímero sólido como el electrolito, es hecho de una membrana de Teflón, material que es un excelente conductor de protones y un aislador dep y electrones • Su temperatura de operación oscila alrededor de 50 – 100°C. • Emplean catalizadores (principalmente platino) para aumentar la proporción de reacción Dr. Francisco M. Gonzalez-Longatt, fglongatt@ieee.org Copyright © 2008 Sistemas de Generación Distribuida TEMA 2: Tecnologías Empleadas en la Generación Distribuida
16.
PEMFC: Polymer Electrolyte Membrane
Fuel CellMembrane Fuel Cell • Larga vida útil, en los últimos años han sido probadas en laboratorios bajo condiciones de largos periodosen laboratorios bajo condiciones de largos periodos continuos de funcionamiento OHO 1 H 1 OHO 2 H 222 →+ OH2e2HO 2 1 22 →++ −+ −++→ 2e2H2H Dr. Francisco M. Gonzalez-Longatt, fglongatt@ieee.org Copyright © 2008 Sistemas de Generación Distribuida TEMA 2: Tecnologías Empleadas en la Generación Distribuida Estructura de una Celda de Combustible PEMFC
17.
SOFC: Solid Oxide
Fuel Cells • Operan en un rango de 500 – 1000°C. • Utilizan un electrolito sólido oxido de metal no• Utilizan un electrolito sólido, oxido de metal no poroso los portadores de carga son los iones de oxigeno.g • Pueden usar anhídrido carbónico o hidrógeno como combustible directo. • Debido a las altas temperaturas de funcionamiento la reacción se logra sin necesidad de utilizar catalizadores de alto costo. Dr. Francisco M. Gonzalez-Longatt, fglongatt@ieee.org Copyright © 2008 Sistemas de Generación Distribuida TEMA 2: Tecnologías Empleadas en la Generación Distribuida
18.
SOFC: Solid Oxide
Fuel Cells • Otra ventaja que pueden alimentase con otros tipos de combustibles.combustibles. • Les permite prescindir de un reformador de combustible, reduciendo sus costos operativos., p OHO 2 1 H 222 →+ −− →+ 2 2 O2eO 2 1 −+→−+ 2eOH2OH 2 Dr. Francisco M. Gonzalez-Longatt, fglongatt@ieee.org Copyright © 2008 Sistemas de Generación Distribuida TEMA 2: Tecnologías Empleadas en la Generación Distribuida +→+ 2eO 2 HO 2 HEstructura de una Celda de Combustible SOFC
19.
AFC: Alkaline Fuel
Cells • Emplea una solución líquida de hidróxido de potasio (KOH) como electrolito.(KOH) como electrolito. • Su temperatura de operación se encuentra alrededor de 90 – 100°C OHO 2 1 H 222 →+ ( )−− →++ OH22eOHO 2 1 22 ( ) −− +→+ 2eO2HOH2H 22 Dr. Francisco M. Gonzalez-Longatt, fglongatt@ieee.org Copyright © 2008 Sistemas de Generación Distribuida TEMA 2: Tecnologías Empleadas en la Generación Distribuida
20.
AFC: Alkaline Fuel
Cells • Este tipo de celda de combustible está siendo usada desde hace ya bastantes años por la NASA.desde hace ya bastantes años por la NASA. • Se obtiene con ellas una eficiencia del 70%. • Hasta hace poco tiempo eran demasiado costosasHasta hace poco tiempo eran demasiado costosas para aplicaciones comerciales, pero muchas compañías están examinando diversas vías para reducir costos y mejorar su flexibilidad de operación. Dr. Francisco M. Gonzalez-Longatt, fglongatt@ieee.org Copyright © 2008 Sistemas de Generación Distribuida TEMA 2: Tecnologías Empleadas en la Generación Distribuida
21.
DMFC: Direct Metanol
Fuel Cells • Las DMFC son un hibrido de las PEMFC. • Usan la misma membrana del polímero que son• Usan la misma membrana del polímero que son usadas en las PEMFC, • Usan metanol líquido como combustible en lugar delUsan metanol líquido como combustible en lugar del hidrógeno reformado. • El catalizador del ánodo obtiene el hidrógenoEl catalizador del ánodo obtiene el hidrógeno directamente del metanol líquido. • Es relativamente nueva comparada con los otros tiposp p de celdas de combustible. • Se esperan eficiencias del 40% y operan a unas Dr. Francisco M. Gonzalez-Longatt, fglongatt@ieee.org Copyright © 2008 Sistemas de Generación Distribuida TEMA 2: Tecnologías Empleadas en la Generación Distribuida p f y p temperaturas entre 60 – 100ºC.
22.
DMFC: Direct Metanol
Fuel Cells Esquema de una Celda de Combustible DMFC. Dr. Francisco M. Gonzalez-Longatt, fglongatt@ieee.org Copyright © 2008 Sistemas de Generación Distribuida TEMA 2: Tecnologías Empleadas en la Generación Distribuida
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MCFC: Molten Carbonate
Fuel Cells • Las MCFC operan a 600 – 1000°C. • Normalmente utilizan una combinación de• Normalmente utilizan una combinación de carbonatos alcalinos retenido en una matriz de cerámica, como electrolito., • A altas temperatura de funcionamiento los carbonatos alcalinos forman una sal fundida muy conductiva, con iones del carbonato que proporcionan la conducción iónica. • Las altas temperaturas de operación son adecuadas para promover las reacciones, los catalizadores de t l bl id Dr. Francisco M. Gonzalez-Longatt, fglongatt@ieee.org Copyright © 2008 Sistemas de Generación Distribuida TEMA 2: Tecnologías Empleadas en la Generación Distribuida metales nobles no son requeridos
24.
MCFC: Molten Carbonate
Fuel Cells • Requieren de dióxido de carbono (CO2) en el cátodo para un funcionamiento eficaz 22222 COOHCOO 2 1 H +→++ para un funcionamiento eficaz −− →++ 2 CO2eCOO 1 →++ 322 CO2eCOO 2 −++→−+ 2e2COO2H2 3CO2H Generación de potencia de gran tamaño, hasta Esquema de una Celda de Combustible MCFC Dr. Francisco M. Gonzalez-Longatt, fglongatt@ieee.org Copyright © 2008 Sistemas de Generación Distribuida TEMA 2: Tecnologías Empleadas en la Generación Distribuida Ge e c ó de po e c de g o, s ahora se han probado celdas de 250kW a 2MW
25.
PAFC: Phosphoric Acid
Fuel Cells • Utilizan un ácido fosfórico líquido como electrolito, • El ácido se contiene en una matriz del Teflón que• El ácido se contiene en una matriz del Teflón que mantiene el ácido en su lugar durante las reacciones. • La temperatura de funcionamiento están entre 175 –La temperatura de funcionamiento están entre 175 200°C. • No puede ser demasiado alta debido a que el ácidoNo puede ser demasiado alta debido a que el ácido fosfórico comienza a descomponerse a aproximadamente 210°C Dr. Francisco M. Gonzalez-Longatt, fglongatt@ieee.org Copyright © 2008 Sistemas de Generación Distribuida TEMA 2: Tecnologías Empleadas en la Generación Distribuida
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PAFC: Phosphoric Acid
Fuel Cells • El catalizador empleado es platino, son tolerantes al CO2.CO2. 2COO2H2CO2O 2 1 2H +→++ Potencia Eléctrica Ánodo de Carbón Poroso 2e- Cátodo de Carbón Poroso 2e- −− →++ 2 322 CO2eCOO 2 1 2H- Gas Reformado H3PO4 Concentrado Carbón Poroso Ai (O ) Carbón Poroso −++→−+ 2e2COO2H2 3CO2H Gas Reformado (H2 + CO2) Catalizador de Platino Reacción del Ánodo Reacción del Cátodo Aire (O2 ) H2O + Calor Reacción del Ánodo Reacción del Cátodo Esquema de una Celda de Combustible Dr. Francisco M. Gonzalez-Longatt, fglongatt@ieee.org Copyright © 2008 Sistemas de Generación Distribuida TEMA 2: Tecnologías Empleadas en la Generación Distribuida Esquema de una Celda de Combustible PAFC
27.
PAFC: Phosphoric Acid
Fuel Cells • Una de las ventajas es que son muy tolerantes a las impurezas presentes en los combustibles deimpurezas presentes en los combustibles de hidrocarburos reformados. • Son tomadas en cuenta en el desarrollo de aplicaciones. • La capacidad de usar combustibles con impurezas, las hacen más económicas porque reduce los costo del reformador de combustible Dr. Francisco M. Gonzalez-Longatt, fglongatt@ieee.org Copyright © 2008 Sistemas de Generación Distribuida TEMA 2: Tecnologías Empleadas en la Generación Distribuida
28.
8082139 Sistemas de Generación
Distribuida Celdas de CombustibleCeldas de Combustible -Diferencias-Diferencias Dr. Francisco M. Gonzalez-Longatt, fglongatt@ieee.org Copyright © 2008 Sistemas de Generación Distribuida TEMA 2: Tecnologías Empleadas en la Generación Distribuida
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Diferencias entre los
Tipos de Celda de Combustible Tipo y Siglas en Ingles Electrolito Temperatura Combustible Aplicación Ventajas Desventajas Combustible Ingles Poliméricas (PEMFC) Nafion 60–100ºC H2 -Transporte -Equipos -Portátiles Baja temperatura, Arranque Rápido, Electrolito Sólido (Reduce La baja temp. requiere catalizadores costosos (Pt) y H2 puro -Electricidad corrosión, fugas, etc.). (Pt) y H2 puro. Alcalinas (AFC) KOH (Aq.) 90–100ºC H2 -Militares -Especiales Mejores prestaciones de corriente debido a su rápida reacción catódica. Requiere eliminar el CO2 de aire y combustiblerápida reacción catódica. combustible De Acido Fosfórico H3PO4 175–200ºC H2 -Electricidad Eficiencia de hasta un 85% (con cogeneración calor y electricidad). Posibilidad Catalizadores de Platino. Corriente y Potencia bajas. Peso y (PAFC) de usar H2 impuro como combustible. j y tamaño elevados. Dr. Francisco M. Gonzalez-Longatt, fglongatt@ieee.org Copyright © 2008 Sistemas de Generación Distribuida TEMA 2: Tecnologías Empleadas en la Generación Distribuida
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Diferencias entre los
Tipos de Celda de CombustibleCombustible Tipo y Siglas en Ingles Electrolito Temperatura Combustible Aplicación Ventajas Desventajas Ingles De Carbonatos Fundidos (MCFC) Carbonato Li, Na, K 600–1000ºC H2 -Electricidad Ventajas diversas de las altas temperaturas. Altas temperaturas aumentan la corrección y ruptura de ( ) componentes. De Oxido Sólido (Zr, Y)O2 800–1000ºC H2 -Electricidad Ventajas diversas de las altas temperaturas. El electrolito sólido reduce Altas temperaturas facilitan la ruptura de (SOFC) corrección, fugas, etc. componentes (sellos). Conversión Directa d M t l Nafion 60–100ºC C H3OH -Transporte -Equipos Pó t t l Combustible líquido, más cercano a la tecnología t l á l t j dde Metanol (DMFC) -Pórtateles -Electricidad actual, más las ventajas de las PEM. Dr. Francisco M. Gonzalez-Longatt, fglongatt@ieee.org Copyright © 2008 Sistemas de Generación Distribuida TEMA 2: Tecnologías Empleadas en la Generación Distribuida
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8082139 Sistemas de Generación
Distribuida Celdas de CombustibleCeldas de Combustible -Comparación-Comparación Dr. Francisco M. Gonzalez-Longatt, fglongatt@ieee.org Copyright © 2008 Sistemas de Generación Distribuida TEMA 2: Tecnologías Empleadas en la Generación Distribuida
32.
Reacciones Químicas Dr. Francisco
M. Gonzalez-Longatt, fglongatt@ieee.org Copyright © 2008 Sistemas de Generación Distribuida TEMA 2: Tecnologías Empleadas en la Generación Distribuida
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Reacciones -Ecuaciones de
Nernst Dr. Francisco M. Gonzalez-Longatt, fglongatt@ieee.org Copyright © 2008 Sistemas de Generación Distribuida TEMA 2: Tecnologías Empleadas en la Generación Distribuida
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Comparación Potencia, Combustible, Eficiencia PAFC
SOFC MCFC PEMFC Rango de Capacidad 100-200 kW 1 kW - 10 MW 250 kW - 10 MW 3-250 kW Gas natural, Gas natural, G t l Combustible , landfill gas, digester gas, propano , hidrogeno, landfill gas, fuel oil Gas natural, hidrógeno Gas natural, hidrogeno, propano, diesel Eficiencia 36-42% 45-60% 45-55% 30-40% Contaminación Cercano a cero Cercano a cero Cercano a cero Cercano a cero Otras características Cogen (agua caliente) Cogen agua caliente, vapor de alta y baja presión) Cogen agua caliente, vapor de alta y baja presión) Cogen (agua 80 C) Dr. Francisco M. Gonzalez-Longatt, fglongatt@ieee.org Copyright © 2008 Sistemas de Generación Distribuida TEMA 2: Tecnologías Empleadas en la Generación Distribuida presión) presión)
35.
Comparación Eficiencia, Energía y
Tiempo de Arranque Tecnología de la Celda de Combustible Densidad de potencia pico (mW/cm2) Eficiencia del Sistema (% HHV) Tiempo de Arranque (horas)Combustible (mW/cm ) (% HHV) (horas) PAFC ~200 36-45 1-4 MCFC ~160 43-55 10+ SOFC (tubular) 150-200 43-55 5-10 SOFC (plana) 200-500 43-55 desconocido PEMFC ~700 32-40 <0.1 Dr. Francisco M. Gonzalez-Longatt, fglongatt@ieee.org Copyright © 2008 Sistemas de Generación Distribuida TEMA 2: Tecnologías Empleadas en la Generación Distribuida
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8082139 Sistemas de Generación
Distribuida Celdas de CombustibleCeldas de Combustible -Eficiencia-Eficiencia Dr. Francisco M. Gonzalez-Longatt, fglongatt@ieee.org Copyright © 2008 Sistemas de Generación Distribuida TEMA 2: Tecnologías Empleadas en la Generación Distribuida
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Eficiencia • La eficacia
térmica de un dispositivo de conversión de energía está definida como la cantidad de energíade energía está definida como la cantidad de energía útil producida debido al cambio en la energía química almacenada (normalmente llamada energía térmica), que se obtiene cuando un combustible reacciona con un oxidante H UtilizadaEnergia Δ =η Dr. Francisco M. Gonzalez-Longatt, fglongatt@ieee.org Copyright © 2008 Sistemas de Generación Distribuida TEMA 2: Tecnologías Empleadas en la Generación Distribuida
38.
Eficiencia Ideal • En
condiciones normales de 25°C (298°K) y 1 atmósfera, la energía térmica (AH) conatmósfera, la energía térmica (AH) con hidrógeno/oxígeno la reacción es 285,8 kJ/mol, y la energía Gibbs disponible para el trabajo útil es de 237,1 kJ/mol. • La eficacia térmica de una celda de combustible ideal que opera reversiblemente con hidrógeno y oxígeno puro en condiciones normales sería: 83,0 8,285 1,237 ideal ==η Dr. Francisco M. Gonzalez-Longatt, fglongatt@ieee.org Copyright © 2008 Sistemas de Generación Distribuida TEMA 2: Tecnologías Empleadas en la Generación Distribuida
39.
Eficiencia Real • La
eficiencia de una celda de combustible real puede expresarse en términos de la relación del voltaje deexpresarse en términos de la relación del voltaje de operación entre el voltaje ideal de la celda. • El voltaje ideal de una celda que operaj q p reversiblemente con hidrógeno y oxígeno a 1 atm de presión y una temperatura de 25ºC es 1,229 V. • Entonces la eficacia térmica real de una celda de combustible que opera a un voltaje Vcelda, basado en l l l ífi d l hid óel valor calorífico del hidrógeno, es celda celdacelda ideal V675,0 2291 V83,0 V V83,0 ⋅= ⋅ = ⋅ =η Dr. Francisco M. Gonzalez-Longatt, fglongatt@ieee.org Copyright © 2008 Sistemas de Generación Distribuida TEMA 2: Tecnologías Empleadas en la Generación Distribuida celda idela ideal 229,1V
40.
Eficiencia Real Características Voltaje/Corriente
Ideal y Real de una Celda de Combustible Dr. Francisco M. Gonzalez-Longatt, fglongatt@ieee.org Copyright © 2008 Sistemas de Generación Distribuida TEMA 2: Tecnologías Empleadas en la Generación Distribuida
41.
Eficiencia Dr. Francisco M.
Gonzalez-Longatt, fglongatt@ieee.org Copyright © 2008 Sistemas de Generación Distribuida TEMA 2: Tecnologías Empleadas en la Generación Distribuida
42.
Eficiencia Dr. Francisco M.
Gonzalez-Longatt, fglongatt@ieee.org Copyright © 2008 Sistemas de Generación Distribuida TEMA 2: Tecnologías Empleadas en la Generación Distribuida
43.
8082139 Sistemas de Generación
Distribuida Celdas de CombustibleCeldas de Combustible -Costos-Costos Dr. Francisco M. Gonzalez-Longatt, fglongatt@ieee.org Copyright © 2008 Sistemas de Generación Distribuida TEMA 2: Tecnologías Empleadas en la Generación Distribuida
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Costos • El costo
inicial es muy alto comparado con las otras tecnologías FGD.tecnologías FGD. • En el 2001 el costo de la unidad era de aproximadamente 4000 US$/kW.p Dr. Francisco M. Gonzalez-Longatt, fglongatt@ieee.org Copyright © 2008 Sistemas de Generación Distribuida TEMA 2: Tecnologías Empleadas en la Generación Distribuida
45.
Costos • El costo
de instalación de la unidad es aproximadamente 1.000.000 US$.aproximadamente 1.000.000 US$. • La mayoría de los fabricantes apuntan en costos por debajo de 1500 US$/kW basados en el volumen dej producción. Dr. Francisco M. Gonzalez-Longatt, fglongatt@ieee.org Copyright © 2008 Sistemas de Generación Distribuida TEMA 2: Tecnologías Empleadas en la Generación Distribuida Plug Power, 7KW PEMFC Fuel Cell Residencial Fuel Cell 250 kW, PEMFC Ballard
46.
8082139 Sistemas de Generación
Distribuida Celdas de CombustibleCeldas de Combustible -Fortalezas-Debilidades-Fortalezas Debilidades Dr. Francisco M. Gonzalez-Longatt, fglongatt@ieee.org Copyright © 2008 Sistemas de Generación Distribuida TEMA 2: Tecnologías Empleadas en la Generación Distribuida
47.
Fortalezas-Debilidades PAFC: Phosphoric Acid
Fuel Cells Fortalezas Debilidades 2MW, Santa Clara California MCFC Silencioso Altos Costos Bajas emisiones Alta eficienciaAlta eficiencia Probada confiabilidad SOFC: Solid Oxide Fuel Cells Fortalezas Debilidades Silencioso SOFC planas aun se mantienen en investigación y desarrollo, recientes desarrollos en operación a baja temperaturas son una promesa Bajas emisiones Back Dr. Francisco M. Gonzalez-Longatt, fglongatt@ieee.org Copyright © 2008 Sistemas de Generación Distribuida TEMA 2: Tecnologías Empleadas en la Generación Distribuida promesa Alta eficiencia Alto costos SOFC, Tubular, Siemens Westinghouse Back
48.
Fortalezas-Debilidades MCFC: Molten Carbonate
Fuel Cells Fortalezas Debilidades Silencioso Necesita demostrar a largo termino la seriedadBajas emisiones Alta eficiencia Alto costo PEMFC: Proton Exchange Membrane Fuel Cells Celda de Combustible 250kW Cells Fortalezas Debilidades Silenciosos Limitada experiencia en campo Bajas emisiones La baja temperatura del calor de desecho puede limitar su potencial enAlta eficiencia Dr. Francisco M. Gonzalez-Longatt, fglongatt@ieee.org Copyright © 2008 Sistemas de Generación Distribuida TEMA 2: Tecnologías Empleadas en la Generación Distribuida limitar su potencial en cogeneración. Alta eficiencia 200kW UTC, Central Park, New York
49.
8082139 Sistemas de Generación
Distribuida Celdas de CombustibleCeldas de Combustible -Desarrollos Futuros-Desarrollos Futuros Dr. Francisco M. Gonzalez-Longatt, fglongatt@ieee.org Copyright © 2008 Sistemas de Generación Distribuida TEMA 2: Tecnologías Empleadas en la Generación Distribuida
50.
Desarrollos Futuros • PEMFC:
Teledyne, Plug Power, General Motors • Amplio rango de aplicaciones (portátiles• Amplio rango de aplicaciones (portátiles, automóviles, residencial, comercial, iluminación industrial)) • Bajas temperaturas ► rápido arranque • Madurez de la tecnología: ¿2010?Madurez de la tecnología: ¿2010? – PAFC: UTC Fuel Cells – MCFC: Fuel Cell Energy Dr. Francisco M. Gonzalez-Longatt, fglongatt@ieee.org Copyright © 2008 Sistemas de Generación Distribuida TEMA 2: Tecnologías Empleadas en la Generación Distribuida www.utcfuelcells.com
51.
Desarrollos Futuros • Algunas
comercialmente disponibles – AFC: Apollo Energy SystemsAFC: Apollo Energy Systems – SOFC: Ceramic Fuel Cells, ZTEK Corporation • Amplio rango: residencial, comercial e instalacionesp g , industriales (5-250kW) • Altas temperaturas (1000C) ► arranque lento (5-10hp ( ) q ( en algunos momentos) • Madurez de la tecnología: ¿2015? Dr. Francisco M. Gonzalez-Longatt, fglongatt@ieee.org Copyright © 2008 Sistemas de Generación Distribuida TEMA 2: Tecnologías Empleadas en la Generación Distribuida www.ztekcorporation.com/
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