Desarrollo e implementación de controladores para un sistema de conversión de energía basado en pilas de combustible

Abstract

En un contexto marcado por la urgente transición hacia energías renovables, las pilas de combustible de hidrógeno (PCH) emergen como una tecnología atractiva debido a su alta eficiencia, operación sin emisiones locales y capacidad de integración en sistemas de energía híbridos (SEH). Sin embargo, su comportamiento altamente no lineal y su sensibilidad a variaciones en parámetros como la temperatura, la humedad y la presión de los gases reactivos, dificultan la aplicación de técnicas de control convencionales y demanda el desarrollo de estrategias avanzadas para garantizar un desempeño robusto y confiable. Además, la integración de las PCH en SEH implica enfrentar desafíos adicionales, tales como las amplias variaciones de tensión en el stack, su respuesta lenta y su incapacidad para recuperar el exceso de energía, lo que ha motivado su combinación con dispositivos de almacenamiento eléctrico, como baterías y supercapacitores. Asimismo, la utilización de convertidores DC/DC para mantener un bus de tensión constante y regular el flujo de energía resulta esencial para maximizar la eficiencia de estos sistemas. En este marco, el presente trabajo se orientó al desarrollo, implementación y evaluación experimental de diversas estrategias de control sobre una plataforma diseñada para ensayar SEH basados en PCH. El objetivo fue contribuir al diseño y evaluación de estrategias avanzadas de control que permitan superar las barreras técnicas, promoviendo la integración efectiva de las PCH en redes híbridas de energía.