Simplificar el diseño de las estaciones de repostaje de hidrógeno reduce costes y ayuda a lograr eficiencias

Las estaciones de repostaje de hidrógeno son el futuro de la energía sostenible: descarbonizarlo todo, desde la generación de electricidad hasta el transporte y la generación de calor.

Pero, si queremos que alcancen todo su potencial, hay que optimizarlas: deben ser sencillas de implementar, eficientes en su funcionamiento y fáciles de gestionar.

Eso no siempre es fácil: las estaciones de repostaje de hidrógeno son sistemas complejos; construirlas y mantenerlas requiere que los propietarios tomen una serie de decisiones bien meditadas de CapEx y OpEx.

En este artículo, exploraremos los puntos débiles que a menudo impiden que las estaciones de repostaje de hidrógeno alcancen todo su potencial y cómo evitarlos.

¿Cuáles son los principales retos de las estaciones de repostaje de hidrógeno?

Construir y gestionar con éxito una estación de repostaje de hidrógeno significa equilibrar numerosos factores de ingeniería, operativos y de compra. Factores que determinan cada etapa del ciclo de vida de una estación.

• Factores de diseño: los ingenieros tienen que cumplir complejos requisitos de certificación y funcionalidad, además de tener en cuenta las limitaciones de tiempo y espacio. Al mismo tiempo, deben estar al día de los avances en la industria y de las demandas de crecimiento.

• Factores operativos: Las operaciones pueden tener que lidiar con componentes poco fiables y difíciles de mantener. A menudo esto provoca paradas imprevistas y costosas de la estación cuando fallan los componentes.

• Factores de suministro y compra: muchos operadores se enfrentan a una cadena de suministro fragmentada y muy difícil de gestionar, lo que puede elevar el coste total de propiedad de una estación.

Estos retos se derivan de un solo factor, que las estructuras de los sistemas de tuberías e instrumentación de las estaciones de repostaje de hidrógeno hacen que resulten intrínsecamente complejas de construir y mantener. Del mismo modo, las estaciones de repostaje de hidrógeno se componen de un gran número de sistemas secundarios, como el almacenamiento de hidrógeno, los paneles de gas piloto, los surtidores y las secciones de compresores.

Pero, ¿cómo pueden los propietarios de estaciones empezar a simplificar sus sistemas?

Tres formas de reducir la complejidad de las estaciones de repostaje de hidrógeno

Contamos con una amplia experiencia trabajando con clientes de la industria del hidrógeno y eso nos ha permitido identificar tres enfoques que pueden ayudar a que las estaciones sean más sencillas y eficientes.

Reducir los puntos de fuga, los costes y el número de componentes con accionamiento eléctrico

Una estación de repostaje de hidrógeno típica tiene entre 15 y 20 válvulas sólo en su sistema de tuberías e instrumentación. Y estas válvulas son sólo una pequeña parte de una larga lista de componentes que incluyen desde reguladores hasta soluciones de control de procesos.

La mayoría de las aplicaciones de una estación funcionan con aire o neumáticamente, lo que significa que también requieren su propia estación secundaria, formada por un compresor de aire, un equipo de preparación de aire y las tuberías y conductos asociados.

Este sistema de seguridad debe cumplir todos los requisitos relacionados con la seguridad (como ATEX), y también ser capaz de funcionar de forma fiable tanto en entornos calurosos como fríos.

Una forma de reducir la complejidad del sistema es pasar de las soluciones de accionamiento neumático a las eléctricas, que requieren menos estaciones secundarias. Esto reduce el número total de componentes necesarios, lo que significa menos puntos potenciales de fuga, mayor fiabilidad y un diseño menos complejo del sistema.

Utilizar una solución eléctrica también le puede permitir aprovechar los sistemas BUS, reduciendo la complejidad del cableado.

Hoy en día, el socio y la solución adecuados pueden facilitar mucho la transición al uso de componentes de accionamiento eléctrico.

Integrar múltiples componentes en un colector

Reducir el número de componentes en su estación no sólo significa reducir el número de estaciones secundarias.

También puede simplificar su estación adoptando colectores con funcionalidad modular.

Al integrar diferentes funciones como válvulas, reguladores y filtros en un colector, podrá reducir la cantidad total de tuberías y accesorios.

Esto reduce una vez más el número de puntos de fuga, pero además permite instalar los componentes de forma más rápida y realizar el mantenimiento en menos tiempo. Incluso podría reducir la huella total de esa sección de la estación.

Este enfoque es cada vez más popular entre los promotores de estaciones de servicio de GNC y en las aplicaciones hidráulicas tradicionales.

Escoja soluciones flexibles y fáciles de mantener

Sin duda usted quiere estar completamente seguro de que su sistema funcionará de forma fiable durante mucho tiempo.

Para lograrlo, debe tener en cuenta tres cosas:

• ¿Se han probado sus soluciones de componentes y se han utilizado en simulaciones? Su proveedor debe poder mostrarle un historial probado de pruebas y simulaciones que reproduzcan las condiciones del mundo real en una estación de repostaje de hidrógeno.

• ¿Son sus componentes fáciles de reparar sin necesidad de causar interrupciones significativas en sus líneas de proceso? Los componentes de tipo cartucho facilitan la extracción de partes de la solución para su mantenimiento sin necesidad de tener que retirar todo el cuerpo de la tubería, lo que ahorra tiempo y costes de mantenimiento. También reducirá la posibilidad de introducir accidentalmente problemas de fugas al volver a montar el componente.

• ¿Puede supervisar el rendimiento de su solución e identificar posibles problemas? Las últimas soluciones integradas utilizan sensores y transmisores para controlar la presión y la temperatura, lo que le ofrece una imagen completa del rendimiento de sus componentes y le permite elaborar programas de mantenimiento predictivo que detectan los problemas antes de que se conviertan en averías graves.

¿El futuro del hidrógeno? Diseño sencillo y eficiente de una estación de repostaje

Con el aumento de la demanda de soluciones energéticas basadas en el hidrógeno, las infraestructuras de apoyo, como las estaciones de repostaje, deben evolucionar rápidamente.

Simplificar el diseño del sistema con componentes fiables, eficientes y cuidadosamente diseñados será crucial, y la mejor forma de garantizar que esta poderosa fuente de energía se desarrolle de forma eficiente y aproveche todo su potencial.

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