Un suministro energético innovador y sostenible.con celdas de combustible
Es sumamente prometedor el futuro de la celda de combustible como sistema impulsor para carretillas elevadoras eléctricas.
El hidrógeno como el factor de impulso de la tecnología en la intralogística
La celda de combustible utiliza oxígeno atmosférico para convertir la energía química de hidrógeno líquido directamente a energía eléctrica, sin ningún paso mecánico intermedio. El calor adicional disponible hace que el proceso sea sumamente eficiente. Además, las celdas de combustible son más ligeras que las baterías y son confiables, silenciosas y de bajo mantenimiento. El hidrógeno se puede almacenar de modo descentralizado durante un largo período en forma compacta, y los vehículos se pueden reabastecer de combustible en solo unos minutos. Otra ventaja importante es que produce cero emisiones; el residuo producido por la celda de combustible es solo agua.
La celda de combustible consta de dos electrodos, el ánodo y el cátodo, además de una membrana de electrolito. La membrana separa a los dos electrodos y los gases, pero permite el transporte de determinados iones a través de esta. Se envía continuamente combustible al ánodo; y oxígeno atmosférico, al cátodo.
En la reacción química, los iones de hidrógeno fluyen del ánodo al cátodo, donde se combinan con oxígeno para producir agua. De esta forma se genera corriente continua con una tensión de hasta 0.7 V por pila. A fin de generar alta tensión, numerosas celdas de combustible se conectan en serie; a esto se le denomina una pila. Un inversor convierte la corriente continua producida en corriente alterna. El calor residual de la celda de combustible se extrae mediante un circuito de enfriamiento y se puede utilizar para fines de calentamiento.
Fronius HyLOG Fleet: a la vanguardia en el desarrollo de celdas de combustible
Fronius se ha dedicado al desarrollo de tecnologías innovadoras para convertir al hidrógeno en una fuente energética útil para distintas aplicaciones desde el año 2001. Hemos puesto en marcha una serie de proyectos de incentivo con empresas importantes e institutos de investigación; además, más proyectos para el futuro están en la fase de planeación.
Hemos desarrollado un sistema de celdas de combustible para carretillas elevadoras de horquilla llamado Fronius HyLOG Fleet. Presentamos este sistema por primera vez en 2011, junto con el proveedor de carretillas elevadoras de horquilla y Linde Material Handling, socio del proyecto. HyLOG Fleet se utiliza actualmente en carretillas elevadoras de horquilla clase 3; es decir, en equipo de almacén con un asiento o plataforma para el operador. La celda de combustible es superior a una batería y ofrece una serie de ventajas: se necesitan solo unos minutos para la carga en lugar de 7 a 12 horas; no es necesario habilitar locales y estaciones de carga de baterías; el proyecto Fronius HyLOG Fleet produce cero emisiones y por ende es sumamente rentable y amable con el medioambiente.
Las posibilidades de uso de la celda de combustible van desde carretillas elevadoras de horquilla para operaciones de intralogística hasta equipo de construcción, maquinaria agrícola y vehículos municipales. Las distintas ventajas de la celda de combustible (rendimiento energético, cero emisiones, fácil mantenimiento y altos niveles de disponibilidad) ya se han puesto a prueba en campo.
Proyectos de referencia
Cada una de las diez transpaletas está equipada con un sistema híbrido de propulsión de celdas de combustible de Fronius. El sistema consta de un depósito de hidrógeno, una celda de combustible de 24 V que convierte el hidrógeno en energía eléctrica y una batería de iones de litio, que almacena la energía generada y funciona como una batería de accionamiento. Para abastecer de combustible a la flota, la empresa energética austriaca OMV instaló la primera estación europea de llenado de hidrógeno bajo techo. El proyecto recibe financiamiento estatal del Fondo Climático y Energético del gobierno federal austriaco.
El objetivo de la bioflota E-LOG es aumentar la productividad y rentabilidad de DB Schenker; asimismo, mejorar la sostenibilidad medioambiental y el rendimiento energético. Todos los participantes además prevén que se produzca un acervo importante de conocimientos a partir del proyecto que puedan incorporarse al desarrollo de celdas de combustible hasta llegar a la producción en serie.
En un proyecto piloto en las instalaciones de OMV en la población de Auersthal de Baja Austria, se puso en marcha la instalación de energía eléctrica de gas y se desarrolló un electrolizador de alta presión para dividir el agua en hidrógeno y oxígeno mediante energía eólica. El hidrógeno generado de modo sostenible se dirige directamente a la red de corriente de alta presión de la estación de compresión de OMV en Auersthal. Lo anterior permite flexibilidad a la hora de almacenar el gas y transportarlo al consumidor.
Sin olvidarse de los aspectos de aprobación técnica y jurídica, todos los socios del proyecto están llevando a cabo pruebas para establecer la mejor forma de dirigir el hidrógeno renovable a la red de gas natural y encontrar la solución ideal de transporte para el llenado y el uso de hidrógeno. Junto con las evaluaciones jurídicas, comerciales y ecológicas del Instituto de Energía, las empresas desean crear los fundamentos para el uso amplio de esta tecnología innovadora.
El objetivo del proyecto H2IntraDrive fue investigar los recursos necesarios para carretillas elevadoras de horquilla impulsadas por hidrógeno en condiciones verdaderas de operación. Este proyecto lo emprendió el Instituto de Manejo de Materiales, Flujo de Materiales y Logística de la Universidad Técnica de Múnich, en colaboración con el grupo BMW y Linde Material Handling. El fabricante de autos puso a disposición del proyecto su planta de producción en Leipzig. Las pruebas se realizaron con distintas carretillas elevadoras de horquilla y tractores de remolque.
Para el proyecto H2IntraDrive, Fronius equipó a dos tractores de remolque Linde P30 con su innovadora tecnología de celdas de combustible HyLOG Fleet. El sistema consta de un depósito de hidrógeno, una celda de combustible de 24 V que convierte el hidrógeno en energía eléctrica y una batería de iones de litio, que almacena la energía generada y funciona como una batería de accionamiento. BMW también instaló la primera estación de llenado interior para vehículos impulsados por hidrógeno en Alemania, de modo que los vehículos pudieran recargarse de combustible directamente en las instalaciones de la fábrica.
La empresa espera que el proyecto derive en la optimización de largo plazo de su operación de intralogística. El proyecto H2IntraDrive también permitió a los científicos recopilar conocimientos valiosos sobre los requisitos energéticos, rango de combustible, vida útil y manejo de carretillas elevadoras de horquilla, lo cual redundará en un enorme beneficio para el desarrollo posterior de tecnología de celdas de combustible.
En colaboración con los socios del proyecto LADOG, ElringKlinger, Heinzmann y el Instituto Fraunhofer de Sistemas de Energía Solar (ISE, por sus siglas en inglés), Fronius está desarrollando un tren de potencia eléctrico para vehículos comerciales y de trabajo (ELAAN, por sus siglas en inglés). Entre los usos de este tipo de vehículos se contempla la logística municipal, horticultura, construcción de vialidades, eliminación de residuos, retiro de nieve y servicios municipales de limpieza. Aquí, un motor eléctrico garantiza un funcionamiento fiable, silencioso, de baja emisión y de alto rendimiento energético.
La necesidad de alta energía de los vehículos está cubierta con extensor de alcance de celda de combustible de cero emisiones combinado con una batería que funciona como depósito de potencia y energía. Un depósito de almacenamiento de hidrógeno a 350 bares garantiza el rango de combustible necesario para el vehículo y un nivel alto de disponibilidad, dado que el reabastecimiento de combustible dura menos de tres minutos. El proyecto ELAAN utilizará prototipos para recopilar conocimientos valiosos sobre las capacidades de uso diario de este innovador sistema de propulsión.
