Diagnostic system failure functional fuel cells through virtual instrumentation and signal processing

Abstract

Este proyecto de investigación se fundamenta en las Celdas de Combustibles (CC) de membrana de intercambio protónico (PEM), como elemento de producción de energía renovable limpia. En este trabajo de investigación se espera desarrollar algoritmos y técnicas que permitan hacer diagnósticos sobre los fallos que presentan en su funcionamiento las celdas, los cuales no son predecibles. Se plantea que, mediante el uso de software y hardware, se puede caracterizar y generar un modelo capaz de simular el comportamiento electroquímico de la celda de combustible. Para lograr estos objetivos formulados se instalará una celda de 4.5 kW en un área dedicada exclusivamente para estudiar el comportamiento bajo condiciones controlables de los parámetros de funcionamiento de la celda. Los resultados de las pruebas serán capturados utilizando instrumentación virtual y registrada en una base de datos integrada a un sistema computacional, los cuales servirán para diseñar y validar el modelo que define la celda. Como estrategia metodología esta investigación se divide en tres etapas; de las cuales, este trabajo aborda las dos primeras etapas con sus resultados y se plantea la tercera como una expansión futura. Los resultados esperados son: la creación de un Centro de energía renovable localizado en el Campus de Ingeniería de la Universidad APEC, la instalación de la celda de combustible instalada y el diseño de la instrumentación virtual para la captura de información que permitan validar los hallazgos de los estudios sobre las fallas funcionales de la celda PEM. // Abstract: This research project is based on fuel cells (FC) of proton exchange membrane (PEM), as an element of production of clean renewable energy. In this research is expected to develop algorithms and techniques to make diagnoses on the failures that occur in the cells operation, which are not predictable. It is stated that by using software and hardware, can be characterized and generate a model that can simulate the electrochemical behavior of the fuel cell. To achieve these objectives formulated a cell of 4.5 kw will be installed on a dedicated exclusively to study the behavior under controlled conditions of the operating parameters of the cell area. The test results will be captured using virtual instrumentation and recorded in a database integrated with a computer system which will be used to design and validate the model that defines the cell. As a strategy this research methodology is divided into three stages, this paper addresses the first two stages with their results and the third is planned as a future expansion. Expected results at this stage are: the establishment of a Renewable Energy Center located on the campus of Engineering at the University APEC, the installation of the fuel cell, the design and installation of virtual instrumentation to capture information to validate the findings of studies on the functional failures of the PEM cell.