¿Cómo se puede lograr un diseño seguro y una resolución de problemas in situ en sistemas estacionarios de generación de energía alimentados con hidrógeno mediante membranas de intercambio protónico (PEM) refrigeradas por agua?

Descripción de la falla

Posibles causas

Solución rápida

Fallo de alta presión en el ánodo

1. Mal funcionamiento de la válvula reductora de presión de hidrógeno externa o fallo de la estabilización de la presión;

2. La electroválvula de entrada de hidrógeno no cierra correctamente;
3. Ajuste anormal de la válvula de contrapresión que provoca acumulación de presión aguas arriba;

4. El suministro de hidrógeno no se ajustó con prontitud debido a cambios repentinos en la carga.

1. Si la fuente externa de hidrógeno está equipada con una válvula reguladora de presión o una válvula reductora de presión, recalibre o reemplace la válvula reguladora de presión de hidrógeno o la válvula reductora de presión;

2. Compruebe el sellado de la electroválvula de hidrógeno; sustitúyala si está defectuosa;

3. Ajustar con precisión la apertura de la válvula de contrapresión para estabilizar la presión de la tubería;

4. Aumentar o disminuir la carga gradualmente para que coincida con la respuesta del suministro de hidrógeno.

Fallo de baja presión en la fuente de hidrógeno

1. Presión insuficiente procedente de la fuente de hidrógeno aguas arriba;

2. Fugas en las tuberías de hidrógeno o conexiones sueltas;

3. La válvula reductora de presión está atascada en la posición abierta, lo que provoca una restricción del flujo de gas;

4. Un ajuste anómalo de la válvula de contrapresión impide que el hidrógeno fluya correctamente hacia la pila.

1. Compruebe la presión de salida del cilindro de hidrógeno o del equipo de suministro de hidrógeno;

2. Compruebe si hay fugas y apriete las conexiones de las tuberías;

3. Desmonte y limpie el carrete de la válvula reductora de presión o reemplace el cuerpo de la válvula;

4. Compruebe si la válvula de contrapresión funciona correctamente.

Mal funcionamiento por alta concentración de hidrógeno

1. Purga y ventilación incompletas de hidrógeno;

2. El sensor de concentración de hidrógeno se ha descalibrado y no ha sido calibrado;

3. Fuga de gas dentro de la celda de combustible o falla del sello;

4. Obstrucción en la línea de escape que provoca el reflujo de gases de escape.

1. Aumentar la frecuencia y la duración de la purga;

2. Recalibrar el sensor de concentración de hidrógeno;

3. Apague el sistema para inspeccionar las juntas de la chimenea y los sellos de la placa final;

4. Limpie la línea de escape de hidrógeno para asegurar un flujo de escape sin obstrucciones.

Mal funcionamiento del compresor de aire

1. Suministro eléctrico anormal al compresor de aire, fallo de comunicación o disparo de protección.

2. Sobrecalentamiento del compresor de aire, refrigerante insuficiente, mal funcionamiento de la bomba de agua o mala disipación del calor.

3. Flujo de aire insuficiente debido a un filtro de aire obstruido, fugas de aire en las tuberías o velocidad de rotación anormal.

1. Compruebe si la fuente de alimentación del compresor de aire es normal y verifique que la comunicación CAN funcione correctamente.

2. Compruebe el estado de funcionamiento del sistema de refrigeración y del radiador.

3. Limpie el elemento filtrante y compruebe las líneas de aire y la retroalimentación de velocidad.

El caudal de la bomba de agua es demasiado bajo.

1. Fallo o velocidad insuficiente de la bomba de circulación de refrigeración por agua;

2. Las tuberías de refrigerante están obstruidas o dobladas, lo que provoca una restricción del flujo;

3. Presencia significativa de burbujas de aire o bloqueos de aire en el circuito de agua;

4. El sensor de flujo está dañado / la válvula de estrangulamiento en la tubería está parcialmente cerrada.

1. Compruebe la alimentación eléctrica y el accionamiento de la bomba de agua; sustituya la bomba de agua si es necesario;

2. Inspeccione las tuberías, elimine las obstrucciones y restaure la sección transversal completa de la tubería;

3. Abra la válvula de purga para expulsar el aire y, a continuación, rellene el refrigerante;

4. Abra la válvula de control del circuito de agua y calibre o reemplace el sensor de flujo.

Falla de baja tensión total

1. Suministro insuficiente de hidrógeno o baja presión

2. Caída de tensión debido a una carga excesiva de la batería.

3. Consistencia celular anormal o envejecimiento.

4. El arranque a alta potencia de toda la unidad provoca una caída de tensión en el bus.

1. Compruebe si la presión de suministro de hidrógeno, la válvula reductora de presión y las tuberías de hidrógeno funcionan con normalidad y están instaladas correctamente.

2. Reduzca la carga del sistema y reanude el funcionamiento una vez que se haya recuperado la tensión.

3. Inspeccione la batería y compruebe si presenta alguna anomalía en su estado.

Bajo voltaje en el canal más bajo

1. Suministro insuficiente de hidrógeno del sistema

2. Suministro de aire insuficiente

3. Línea de muestreo CVM suelta o defectuosa

4. Fallo de comunicación o muestreo del módulo CVM

5. Desconexión de la línea de comunicación del bus CAN de la CVM o resistencia de terminación anómala;

6. Electrodo de membrana dañado

1. Compruebe si la presión en las líneas de hidrógeno y aire es normal.

2. Solucione los problemas del circuito de detección del CVM.

3. Compruebe si el módulo CVM recibe alimentación eléctrica con normalidad.

4. Apague y reinicie el módulo CVM; si el problema persiste, sustitúyalo;