{"id":103560,"date":"2010-10-09T00:00:00","date_gmt":"2010-10-09T00:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/sin-categoria\/sistema-ha%c2%adbrido-basado-en-pila-de-combustible-y-bateria-para-aplicaciones-de-transporte-publico-urbano\/"},"modified":"2010-10-09T00:00:00","modified_gmt":"2010-10-09T00:00:00","slug":"sistema-ha%c2%adbrido-basado-en-pila-de-combustible-y-bateria-para-aplicaciones-de-transporte-publico-urbano","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/cadiz\/sistema-ha%c2%adbrido-basado-en-pila-de-combustible-y-bateria-para-aplicaciones-de-transporte-publico-urbano\/","title":{"rendered":"Sistema h\u00edbrido basado en pila de combustible y bater\u00eda para aplicaciones de transporte p\u00fablico urbano"},"content":{"rendered":"<h2>Tesis doctoral de <strong> Pablo Garc\u00eda Trivi\u00f1o <\/strong><\/h2>\n<p>La actual problem\u00e1tica en el mundo relacionada con la alta dependencia del petr\u00f3leo, especialmente en el sector del transporte, junto con la poluci\u00f3n y el cambio clim\u00e1tico hace que sea necesario el desarrollo de nuevas tecnolog\u00edas capaces de hacer frente a estos inconvenientes. El hidrogeno junto con las pilas de combustibles, en ingl\u00e9s fuel cell, se est\u00e1n convirtiendo en la gran alternativa a los actuales sistemas de generaci\u00f3n y de transporte basados en gran medida en combustibles de origen f\u00f3sil y en motores de combusti\u00f3n interna. esta tesis doctoral se enmarca dentro del proyecto de investigaci\u00f3n econtrans, financiado por el centro para el desarrollo tecnol\u00f3gico industrial (cdti) del ministerio de ciencia e innovaci\u00f3n a trav\u00e9s del programa cenit. Uno de los objetivos de este proyecto es el desarrollo de un sistema h\u00edbrido basado en pila de combustible y bater\u00eda para una serie de tranv\u00edas, metros y trenes de cercan\u00edas de toda espa\u00f1a. en esta tesis se proponen dos configuraciones h\u00edbridas de propulsi\u00f3n basadas en pila de combustible de membrana de intercambio de protones y  en bater\u00eda de ni-mh para el actual tranv\u00eda de 400kw que circula por el centro de la ciudad de sevilla llamado metro-centro. Cada una de las configuraciones propuestas est\u00e1 formada por los siguientes elementos: 1) pila de combustible; 2) bater\u00eda; 3) convertidor dc\/dc de tensi\u00f3n; 4) cargas del tranv\u00eda, donde se incluye el sistema de tracci\u00f3n y la potencia demandada por los servicios auxilies; 5) resistencia de frenado; 6) sistema de gesti\u00f3n y control de energ\u00eda.  La pila de combustibles es la fuente principal de energ\u00eda del tranv\u00eda de cada configuraci\u00f3n, estando conectada al bus de continua mediante un convertidor unidireccional elevador de tensi\u00f3n. Por su parte,  la bater\u00eda es la fuente secundar\u00eda de energ\u00eda. En una de las configuraciones propuestas, la bater\u00eda est\u00e1 conectada directamente al bus de continua, mientras que en la segunda, la bater\u00eda utiliza un convertidor elevador bidireccional. Por lo tanto, las configuraciones del sistema de acondicionamiento de potencia utilizadas son: 1) convertidor unidireccional para pila y bater\u00eda directamente conectada al bus de continua; 2) convertidor unidireccional para pila y convertidor bidireccional para bater\u00eda. con objeto elegir un modelo adecuado de pila de combustible para su integraci\u00f3n en el nuevo h\u00edbrido de propulsi\u00f3n de tranv\u00eda, en la presente tesis, se realiza un estudio comparativo de tres modelos distintos de pila. El primer modelo corresponde a un nuevo modelo reducido de pila de combustible propuesto para esta tesis (modelo reducido 1). El segundo modelo comparado, es un modelo a\u00fan m\u00e1s reducido de pila (modelo reducido 2) muy utilizado en aplicaciones de transporte de veh\u00edculos h\u00edbridos y en sistemas de generaci\u00f3n distribuida. Estos dos modelos son desarrollados a partir de una serie de simplificaciones realizadas a un modelo de pila bastante m\u00e1s completo (modelo completo), el cual incluye un modelo detallado de los colectores de entrada y salida, del motor de cc y del compresor, entre otros elementos auxiliares que forman un sistema completo de pila de combustible. Los tres modelos pila son desarrollados a partir de las caracter\u00edsticas reales de una pila comercial especialmente dise\u00f1ada para su utilizaci\u00f3n en el sector del transporte.  Los modelos son comparados mediante simulaciones est\u00e1ticas y din\u00e1micas integrando cada uno de ellos en la configuraci\u00f3n del nuevo sistema h\u00edbrido de propulsi\u00f3n que utiliza un \u00fanico convertidor dc\/dc. por otra parte, para cada configuraci\u00f3n del nuevo sistema h\u00edbrido de tranv\u00eda, en esta tesis se desarrollan una serie de sistemas de control para una adecuada gesti\u00f3n de la energ\u00eda del tranv\u00eda. Para el caso de la configuraci\u00f3n de un convertidor, las topolog\u00edas de control  desarrolladas en la tesis son: a) una nueva estrategia de control  basada en un sistema de generaci\u00f3n de estados junto con una estructura de control en cascada; b) un control en cascada formado por tres lazos de control, que presenta ciertas modificaciones respecto al utilizado por otros autores para aplicaciones de generaci\u00f3n distribuida; c) un nuevo control basado en l\u00f3gica difusa; y d) un control de minimizaci\u00f3n de consumo de hidr\u00f3geno bastante utilizado en autobuses y en turismos h\u00edbridos. En todos estos controles, la variable de salida es el ciclo de trabajo, en ingl\u00e9s duty cycle, del interruptor elevador de la fc. Por su parte, en el caso de la configuraci\u00f3n de dos convertidores, los controles implementados son: a) un control basado en estados similar al anterior y en un sistema de control de la tensi\u00f3n del bus de continua; b) un nuevo control en cascada realizado para esta configuraci\u00f3n compuesto por dos controles en cascada formado por dos lazos de control cada uno (uno de ellos genera el ciclo de trabajo del convertidor elevador y el otro el del convertidor bidireccional); y c) un control de l\u00f3gica difusa para el caso del convertidor elevador y un sistema de control de la tensi\u00f3n de continua como el implementado en el caso del control por estados. Todas estas topolog\u00edas de control se comparan utilizando el nuevo modelo propuesto de pila de combustible, siendo la potencia de referencia a generar por parte de los nuevos sistemas h\u00edbridos de propulsi\u00f3n la potencia real demandada por el tranv\u00eda metro-centro durante su trayecto completo de ida y vuelta correspondiente a la primera fase implantaci\u00f3n del mismo. las simulaciones, todas ellas realizadas bajo la plataforma simulink\/matlab, muestran el correcto funcionamiento del nuevo modelo reducido de pila de combustible, consiguiendo un buen equilibrio entre tiempo de simulaci\u00f3n y fiabilidad de resultados para las variables internas y externas de la pila de combustible. Adem\u00e1s, atendiendo a las simulaciones realizadas para la comparaci\u00f3n de los controles y de las dos configuraciones del nuevo tranv\u00eda h\u00edbrido planteadas en esta tesis, estas siguieren que el control basado en el sistema de generaci\u00f3n de estados y la configuraci\u00f3n de dos convertidores es la mejor opci\u00f3n para el nuevo sistema h\u00edbrido de propulsi\u00f3n de tranv\u00eda.<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h3>Datos acad\u00e9micos de la tesis doctoral \u00ab<strong>Sistema h\u00edbrido basado en pila de combustible y bater\u00eda para aplicaciones de transporte p\u00fablico urbano<\/strong>\u00ab<\/h3>\n<ul>\n<li><strong>T\u00edtulo de la tesis:<\/strong>\u00a0 Sistema h\u00edbrido basado en pila de combustible y bater\u00eda para aplicaciones de transporte p\u00fablico urbano <\/li>\n<li><strong>Autor:<\/strong>\u00a0 Pablo Garc\u00eda Trivi\u00f1o <\/li>\n<li><strong>Universidad:<\/strong>\u00a0 C\u00e1diz<\/li>\n<li><strong>Fecha de lectura de la tesis:<\/strong>\u00a0 10\/09\/2010<\/li>\n<\/ul>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h3>Direcci\u00f3n y tribunal<\/h3>\n<ul>\n<li><strong>Director de la tesis<\/strong>\n<ul>\n<li>Luis Fernandez Ramirez<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<li><strong>Tribunal<\/strong>\n<ul>\n<li>Presidente del tribunal: jose Carpio iba\u00f1ez <\/li>\n<li>Francisco Perez hidalgo (vocal)<\/li>\n<li>Manuel Burgos pay\u00e1n (vocal)<\/li>\n<li>Juan  Andr\u00e9s Martin garcia (vocal)<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<\/ul>\n<p>&nbsp;<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Tesis doctoral de Pablo Garc\u00eda Trivi\u00f1o La actual problem\u00e1tica en el mundo relacionada con la alta dependencia del petr\u00f3leo, especialmente 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