Energía limpia para la vivienda
Los sistemas de cogeneración (CHP) permiten producir simultáneamente electricidad y energía térmica aprovechable a partir de una fuente única de combustible. La recuperación del calor residual producido durante la generación eléctrica elimina el consumo de combustible que de otro modo requeriría la generación de energía térmica. Los sistemas de micro CHP para viviendas y edificios utilizan típicamente gas natural como combustible en un motor de combustión interna. Las pilas de combustible de óxido sólido (SOFC) son una alternativa prometedora, pero presentan ciertos problemas relativos al coste y la fiabilidad, principalmente relacionados con las temperaturas de funcionamiento, muy elevadas. El equipo de investigadores inició el proyecto LOTUS (Low temperature solid oxide fuel cells for micro-CHP applications) con el propósito de desarrollar tecnología SOFC que operase a la menor temperatura posible y así sus ventajas se viesen potenciadas. En concreto, se consideraron las celdas de soporte anódico (ASC) como la opción con mejores perspectivas de cara a conseguir densidades de potencia más elevadas. En la primera fase del proyecto, el equipo de LOTUS diseñó un sistema de microcogeneración con una temperatura operativa de 650 °C aplicando un enfoque descendente. El proceso final de recuperación de calor se definió a partir de los resultados obtenidos en estudios paramétricos y cálculos de diseño detallados del sistema. Unos cálculos sobre un modelo del sistema, junto con sus requisitos técnicos, condujeron a la decisión de reformar parcialmente el gas natural de alimentación para preparar un reformado rico en hidrógeno antes de su entrada a la pila de combustible. La otra mitad del gas de alimentación se reformaría internamente para aumentar la eficiencia total. En la segunda fase del proyecto LOTUS se desarrollaron todos los componentes y submódulos de acuerdo con las especificaciones de diseño del sistema. La pila central del SOFC incorporó celdas de soporte anódico de nuevo desarrollo. Un módulo compacto de procesamiento del combustible realiza un reformado por vapor controlable, potenciado por el aire interno de la pila. Cabe esperar que este concepto avanzado de procesamiento de combustible proporcione una eficiencia eléctrica elevada así como una relación variable entre electricidad y calor, ajustable con independencia de la potencia de salida. Por último, los investigadores integraron un ventilador de aspiración nuevo en la salida de gases cuyo consumo energético es considerablemente menor en todas las etapas operativas. Se han ensayado exhaustivamente tanto el montaje como la puesta en servicio del prototipo del sistema LOTUS. Los resultados de las pruebas confirman el atractivo de estas pilas SOFC, nuevas y mejores, para su empleo en sistemas de microcogeneración. La utilización de celdas de combustible para generar tanto calor como electricidad aúna la generación de energía eléctrica exenta de emisiones con una recuperación eficiente de la energía térmica, con el objetivo de dotar a las viviendas y edificios residenciales de energía limpia.
Palabras clave
Energía limpia, edificios, tecnología de celdas de combustible, energía térmica, microcogeneración, SOFC
