Abervian, INAM y Espaitec desarrollan el proyecto CONSUL para la gestión inteligente de hidrógeno verde y almacenamiento energético

La iniciativa integra energía fotovoltaica, almacenamiento en batería y producción de hidrógeno verde mediante un sistema avanzado de gestión energética.

Abervian, en colaboración con el Institute of Advanced Materials de la Universitat Jaume I (INAM-UJI) y Espaitec – Parque Científico y Tecnológico de la Universitat Jaume I, ha participado en el desarrollo del proyecto CONSUL, una iniciativa centrada en la implementación de tecnologías para la gestión inteligente del demostrador de producción y almacenamiento de hidrógeno verde a partir de energía solar fotovoltaica.

El desarrollo se enmarca en las actuaciones impulsadas por la Fundació General de la Universitat Jaume I, entidad gestora de Espaitec, y el INAM-UJI, con el apoyo financiero de la Conselleria de Industria, Turismo, Innovación y Comercio, y tiene como objetivo avanzar en tecnologías que faciliten la investigación, validación y transferencia al tejido empresarial de nuevos sistemas energéticos híbridos basados en energías renovables e hidrógeno verde.

El proyecto se ha centrado en el diseño e implementación de un Energy Management System (EMS) capaz de monitorizar y controlar una instalación híbrida en la que la energía generada por una planta fotovoltaica puede utilizarse para distintos fines: consumo eléctrico directo, almacenamiento en batería o producción de hidrógeno verde mediante electrólisis.

Gestión inteligente de energía solar, batería e hidrógeno

El sistema desarrollado permite gestionar de forma dinámica el flujo de energía procedente de la instalación fotovoltaica, decidiendo en cada momento si esta energía se destina al consumo eléctrico, a cargar la batería o a producir hidrógeno mediante electrólisis.

Posteriormente, ese hidrógeno puede reconvertirse nuevamente en electricidad a través de una pila de combustible, permitiendo utilizar la energía renovable almacenada cuando la producción solar no está disponible o resulta insuficiente.

Esta arquitectura permite investigar y optimizar estrategias de almacenamiento energético de larga duración basadas en hidrógeno verde, combinándolas con almacenamiento electroquímico en batería y aprovechando las ventajas de cada tecnología según las necesidades energéticas del sistema.

Un demostrador de producción y almacenamiento de hidrógeno verde

La infraestructura sobre la que se ha desarrollado CONSUL integra diferentes tecnologías de generación, conversión y almacenamiento energético.

El demostrador cuenta con una instalación fotovoltaica de 5 kW, que suministra electricidad renovable a un electrolizador de 1,5 kW encargado de producir hidrógeno a partir del agua.

El hidrógeno generado puede almacenarse en un depósito de 800 litros a una presión de 6 bares, permitiendo conservar parte de la energía solar producida en momentos de excedente.

Posteriormente, el hidrógeno almacenado puede alimentar una pila de combustible de 1 kW, que vuelve a transformarlo en electricidad cuando la generación fotovoltaica no es suficiente o no está disponible.

De este modo, el demostrador permite analizar de forma experimental todo el ciclo energético: generación fotovoltaica, almacenamiento eléctrico, producción de hidrógeno, almacenamiento del hidrógeno y posterior generación eléctrica mediante pila de combustible.

Desarrollo de electrónica de control y gestión energética

Dentro del proyecto, Abervian ha desarrollado diferentes elementos clave para la operación y gestión inteligente del sistema energético:

• Drivers de comunicación para integrar el inversor fotovoltaico, electrolizador, pila de combustible y sistema de batería.

• Lógicas de control energético capaces de gestionar la producción solar y decidir cómo se utiliza o almacena en cada momento la energía generada.

• Un sistema SCADA propio, que permite monitorizar en tiempo real el comportamiento de la instalación, visualizar sus principales variables energéticas y configurar parámetros de operación.

• Un convertidor DC-DC específico para la integración de la pila de combustible, necesario para adaptar y estabilizar eléctricamente su funcionamiento frente a las variaciones de tensión características de este tipo de sistemas.

• Un sistema de diodos de desacoplo y protección, destinado a gestionar de forma segura los diferentes flujos energéticos dentro de la arquitectura híbrida.

Estos desarrollos permiten integrar de manera coordinada tecnologías con comportamientos eléctricos y necesidades de control diferentes dentro de una misma infraestructura, proporcionando la capa electrónica, de comunicaciones y de control necesaria para experimentar con nuevas estrategias de gestión de energía renovable y producción de hidrógeno verde.

Un laboratorio para sistemas energéticos híbridos basados en hidrógeno

La instalación actúa como un banco experimental para investigar nuevas estrategias de gestión energética en sistemas renovables híbridos, en los que la energía solar puede utilizarse directamente, almacenarse en batería o transformarse en hidrógeno para su almacenamiento y posterior reutilización.

Además de mejorar el aprovechamiento de la generación renovable, este tipo de arquitecturas permiten estudiar cómo combinar tecnologías de almacenamiento con características complementarias: las baterías para una respuesta rápida y gestión energética de corto plazo, y el hidrógeno como alternativa para almacenar energía durante periodos más prolongados.

Estas configuraciones pueden desempeñar un papel relevante en los futuros sistemas energéticos descarbonizados, especialmente en aplicaciones industriales donde sea necesario gestionar excedentes renovables, aumentar la flexibilidad energética o disponer de mecanismos de almacenamiento de larga duración.

El demostrador constituye además una infraestructura con potencial para acercar estas tecnologías al tejido empresarial, facilitar la realización de pruebas y generar nuevas oportunidades de transferencia tecnológica entre universidad y empresa.

Colaboración entre investigación, empresa y ecosistema de innovación

CONSUL es un ejemplo de colaboración entre investigación científica, desarrollo tecnológico, transferencia de conocimiento e innovación empresarial.

El Institute of Advanced Materials de la Universitat Jaume I (INAM-UJI) aporta sus capacidades de investigación interdisciplinar en física, química, materiales avanzados y tecnologías energéticas.

Abervian, empresa ubicada en Espaitec y especializada en ingeniería de producto, ha aportado su experiencia en el desarrollo e integración de sistemas electrónicos avanzados para electrificación y almacenamiento energético, incluyendo EMS, BMS, electrónica de potencia, comunicaciones y control embebido.

Por su parte, Espaitec – Parque Científico y Tecnológico de la Universitat Jaume I, gestionado por la Fundació General de la UJI, proporciona el entorno de innovación y transferencia necesario para favorecer la conexión entre las capacidades científicas de la universidad y las necesidades tecnológicas de las empresas.

Gracias a esta colaboración, el proyecto ha permitido avanzar en el desarrollo de sistemas energéticos híbridos capaces de producir, almacenar y gestionar hidrógeno verde a partir de energía solar, así como generar una infraestructura experimental para investigar nuevas estrategias de gestión energética y acelerar la transferencia de este tipo de tecnologías hacia aplicaciones industriales.