Control óptimo multifase de sistema fotovoltaico-hidrógeno asistido por red

Abstract

La electrólisis del agua está siendo considerada cada vez con más fuerza a nivel mundial por su potencial para producir H2 verde si se basa en energías renovables. Este trabajo se enfoca en el control de un electrolizador PEM alimentado con energía solar fotovoltaica asistida por la red eléctrica. Para minimizar dicha asistencia se propone la aplicación de técnicas de control óptimo numérico, en particular la de colocación directa de Hermit-Simpson. Para atender las especificaciones de operación variable del electrolizador se proponen técnicas monofase y multifase, en las cuales se predefinen subintervalos temporales de conmutación de la dinámica y se restringen las variables de optimización para distintas condiciones. Ambos marcos se transforman en un problema NLP, el cual se resuelve empleando el optimizador IPOPT. Los resultados obtenidos permiten analizar y comparar mejoras introducidas no sólo respecto del tiempo de resolución NLP, sino también del volumen de hidrógeno producido, el aprovechamiento de la energía renovable y el consumo de energía de red que se desea minimizar.