6 mar. 2024 02:06:47 - HIDROGENO.sm EFICIENCIA ELÉCTRICA ELECTROLIZADOR TECNOLOGIAS DEL HIDROGENO PRESENTADA A: CARLOS DAVID VIDES PRADO PRESENTADO POR: Jonathan Pauder Arias Pabon CC: 1.118.836.061 UNIVERSIDAD DE LA GUAJIRA FACULTAD DE INGENIERIA INGENIERIA CIVIL DIPLOMADO EN ENERGIAS RENOVABLES RIOHACHA, GUAJIRA 2024 1/8 6 mar. 2024 02:06:47 - HIDROGENO.sm Trabajo Grupo 2 1. Considerando que se desea almacenar 30+(XX/10) kg de H2 a 600+XX bares (T=298.15 K) para una aplicación estacionaria. Para ello debemos consultar una ficha técnica de un electrolizador y calcular: a) Consumo de energía eléctrica para producir esa cantidad de H2. b) Eficiencia del electrolizador. c) Consumo de agua. d) El volumen del tanque de almacenamiento. 2. Determinar cuanta energía puedo prducir con una pila de combustible con el hidrogeno almacenado en el inciso anterior y compararla con la energía utilizada en el electrolizador. 3. Explicar brevemente (máximo una página) su opinión sobre las tecnologías del hidrogeno. XX=Últimos dos números de la 1. Considerando que se desea almacenar 30+(XX/10) kg de H2 a 600+76 bares (T=298.15 K) para una aplicación estacionaria. Para ello debemos consultar una ficha técnica de un electrolizador y calcular: cc 1118836061 CANTIDADHIDROGENO 30 kg 61 kg 10 PRESION 61 bar 661 bar 600 bar 36,1 kg a. consumo de energia electrica para producir esa cantidad de hidrogeno si se sabe que 1kg de hidrogeno equivale a 11.19Nm^3 (en condiciones estandar de una atmosfera) 3 kgH2 11,19 N m multiplicamos por la cantidad de hidrogeno que se desea almacenar 3 36,1 kgH2 403,959 N m En la ficha técnica tenemos que el consumo de energía eléctrica para producir 1 Nm3 de H2 es de 4.3 kWh, Nm3 4,3 kWh Hallamos el consumo de energia para producir 36.1kg de H2 Nm3 consumoenergia 36,1 kgH2 1737,0237 kWh 3 Nm consumoenergia 1737,0237 kWh b. Efeciencia del electrolizador si 1kg de H2 contiene aproximadamente 33.33kwh EquivalenciakgH2 33,33 kWh entonces en 36.1kg de H2 tenemos: Equivaleciatotal 36,1 EquivalenciakgH2 1203,213 kWh 2/8 6 mar. 2024 02:06:47 - HIDROGENO.sm con los datos anteriores podemos calcular la eficiencia del electrolizador (en porcenteje %) Eficienciaelectrolizador Equivaleciatotal consumoenergia 100 69,2687 c. consumo de agua segun la ficha tecnica se consumen 0.81litros de agua por Nm3 0,81 L 3 Nm consumoagua_Nm3 consumo de agua para producir 403.959Nm3 consumoagua_total consumoagua_Nm3 36,1 kgH2 327,2068 L d. Volumen de almacenamiento El hidrógeno se encuentra en estado gaseoso a 661 bares y 298.15 K, y su densidad se puede calcular utilizando la ecuación de estado de los gases ideales: masa molecular de la molecula H2 masamol_H2 2,016 g mol constante de los gaces ideales constantegases 0,08205 atm L mol K convercion de bares a atmosferas 661 bar 652,3563 atm temperatura del gas temperatura 298,15 K ecuacion de dencidad 652,3563 atm masamol_H2 Dencidada constantegases temperatura Dencidada 0,0538 kg L volumen del tanque para almacenar 36.1kg de hidrogeno volumentanque 36,1 kg Dencidada 671,4988 L 2. Determinar cuanta energía puedo producir con una pila de combustible con el hidrogeno almacenado en el inciso anterior y compararla con la energía utilizada en el electrolizador: - Según la ficha técnica, el electrolizador tiene una eficiencia del 69.2%, lo que significa que el 69.2% de la energía química contenida en el hidrógeno se puede convertir en energía eléctrica mediante una pila de combustible. 3/8 6 mar. 2024 02:06:47 - HIDROGENO.sm - Energía química contenida en 403,959 Nm3 de H2: Energía química = 403.959 Nm3 * 33.33 kWh/Nm3 ≈ 13463.95 kWh - Energía producida por la pila de combustible: Energía producida = Energía química * Eficiencia Energía producida ≈ 13463.95 kWh * 0.6927 ≈ 9329.48 kWh 3. Explicar brevemente (máximo una página) su opinión sobre las tecnologías del hidrogeno: El hidrógeno es un combustible limpio y fácil de usar que tiene el potencial de satisfacer tanto las necesidades de consumo doméstico como las del transporte. A diferencia de los combustibles fósiles, el hidrógeno no emite dióxido de carbono durante su combustión, lo que lo convierte en una opción más sostenible y respetuosa con el medio ambiente. Además, la combustión del hidrógeno produce agua como subproducto, en contraste con los combustibles fósiles que generan CO2, lo cual lo convierte en una opción aún más atractiva. El hidrógeno también se considera una fuente de energía inagotable, ya que es el elemento químico más abundante en el universo. Aunque en la Tierra no se encuentra en forma aislada y debe extraerse de otros materiales, su disponibilidad es prácticamente ilimitada. Sin embargo, es importante tener en cuenta algunas desventajas del hidrógeno como fuente de energía. El almacenamiento del hidrógeno no es una tarea sencilla debido a su naturaleza altamente volátil. Además, el hidrógeno es un gas inflamable y peligroso, por lo que se deben tomar precauciones adicionales en su manipulación y almacenamiento. También es necesario desarrollar tecnologías de producción de hidrógeno a partir de recursos autóctonos, a bajo costo y de manera respetuosa con el medio ambiente para que la economía del hidrógeno sea una realidad. En cuanto a la reducción de los costos de producción de la energía de hidrógeno, se están realizando avances significativos en la investigación y desarrollo de tecnologías de producción de hidrógeno más eficientes y económicas, como el uso de electrolizadores y la producción de hidrógeno mediante energía verde. renovable Estos avances podrían contribuir a la reducción de los costos de producción y hacer que el hidrógeno sea más accesible como fuente de energía renovable. En resumen, el hidrógeno como fuente de energía renovable tiene el potencial de ser una alternativa limpia y sostenible a los combustibles fósiles. Sin embargo, es necesario abordar los desafíos asociados con el almacenamiento, la seguridad y la producción para aprovechar al máximo su potencial como fuente de energía renovable. 4/8 6 mar. 2024 02:06:47 - HIDROGENO.sm ANEXOS FORMULA: 5/8 6 mar. 2024 02:06:47 - HIDROGENO.sm 6/8 6 mar. 2024 02:06:47 - HIDROGENO.sm 7/8 6 mar. 2024 02:06:47 - HIDROGENO.sm 8/8
