Investigadores de la FIUNA publican en una revista Q1 una solución para mejorar los sistemas de generación de energía con hidrógeno

Equipo de investigadores del Centro de Investigación en Tecnologías Hidroeléctricas y Energía Distribuida (CITHED) de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de Asunción (FIUNA) logra la publicación del artículo científico “Multi-Model Finite Control Set Model-Based Predictive Voltage Control of a Floating Interleaved Boost DC-DC Converter in Fuel Cell Applications” en la revista internacional Inventions, de la editorial MDPI.

El trabajo fue desarrollado por los siguientes autores, todos vinculados al CITHED-FIUNA:

• MSc. Juan José Galeano-Dinatale – Doctorando en Ciencias de la Ingeniería, FIUNA
• Prof. Dr. Jorge Esteban Rodas Benítez – Director de Investigación e Investigador Principal del CITHED – FIUNA
• MSc. Fabián Palacios – Pereira Doctorando en Ciencias de la Ingeniería, FIUNA
• MSc. Larizza Delorme – Doctorando en Ciencias de la Ingeniería Electrónica, FIUNA
• Dr. Alfredo Renault – Investigador del CITHED – FIUNA

Inventions es una revista científica internacional de acceso abierto y revisión por pares, publicada por MDPI y orientada a investigaciones sobre innovación y desarrollo tecnológico en ciencia e ingeniería. Se encuentra posicionada en el cuartil Q1 de General Engineering, con un CiteScore de 5, 7 y un factor de impacto de 2,4.

El artículo propone una estrategia avanzada de control predictivo, basada en un modelo con un conjunto finito de estados y múltiples modelos (MM-FCS-MPC), aplicada a un convertidor elevador DC-DC entrelazado de salida flotante (Floating Interleaved Boost Converter, FIBC), alimentado por una celda de combustible de hidrógeno de membrana de intercambio protónico (PEMFC). Este tipo de sistemas resulta de interés para aplicaciones que requieren el almacenamiento de energía y la posterior conversión de la tensión generada por la celda de combustible a niveles adecuados para la alimentación de etapas posteriores de conversión eléctrica. La propuesta fue evaluada mediante simulaciones computacionales, considerando variaciones de la carga y de la referencia de tensión. Los resultados mostraron una rápida respuesta transitoria de la tensión obtenida a la salida del proceso de conversión, con un reducido error en estado estacionario, un adecuado reparto de corriente entre los módulos del convertidor y un reducido rizado de la corriente exigida a la PEMFC, lo cual es clave para mitigar los efectos sobre la vida útil de este tipo de celdas de combustible ocasionados por los rápidos cambios de corriente.

Esta propuesta es pionera en la topología FIBC, por la incorporación en el lazo de control, de un mecanismo de regulación que considera las variaciones de las distintas regiones de operación de la celda PEMFC, en el proceso de regulación del voltaje de salida del proceso de conversión.

Los resultados posicionan la estrategia desarrollada como una alternativa de interés para sistemas de conversión de energía basados en hidrógeno, con posibles aplicaciones en movilidad eléctrica, en la integración de energías renovables y en microrredes de corriente continua. La investigación se enmarca en los diferentes proyectos y programas de posgrado financiados por el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT) a través de los proyectos PINV02-191, PINV01-272 y ESTR01-3, y de los Programas de Doctorado en Ciencias de la Ingeniería y en el Doctorado Ingeniería Electrónica, todos de la FIUNA.

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