Generación de hidrógeno verde a través de electrólisis con energía fotovoltaica en Majes-Arequipa, 2023

Abstract

La presente investigación busca la generación de hidrógeno verde a través de electrólisis con energía fotovoltaica en Majes-Arequipa. La metodología utilizada fue de tipología aplicativa, el diseño es no experimental. En los resultados se encontraron que la principal ventaja de usar energía solar fotovoltaica en Majes es que no es dependiente de combustibles que contaminan el medio ambiente y la principal desventaja sería que las condiciones atmosféricas afectan negativamente el rendimiento de los paneles fotovoltaicos lo que se traduce en una menor cantidad de energía producida y el coste de inversión inicial es muy elevado por lo que limita para su masificación, sino se toma las medidas más convenientes del caso. Mediante el software de diseño asistido por computadora AutoCAD se realizó un modelo de la planta de hidrógeno verde y parque fotovoltaico, teniendo en consideración componentes como electrolizador, bomba de agua, compresor, equipo de osmosis inversa, sistema de llenado, inversores y paneles fotovoltaicos. Se logró determinar la disponibilidad energética para la generación de hidrógeno verde en Majes-Arequipa, hallando una irradiación promedio entre 6.3 a 6.5 kW.h/m², lo cual permite el desarrollo de proyectos fotovoltaicos de generación o autoconsumo. Así mismo se obtuvo mayores beneficios que desventajas en la utilización de la energía solar en la zona de estudio, se realizó un adecuado dimensionamiento y selección de equipos fotovoltaicos acorde a la generación de hidrógeno verde, teniendo en cuenta que los componentes seleccionados sean comerciales y ofrezcan las mayores garantías en casos de posible falla, basándose en los requerimientos de funcionamiento del electrolizador alcalino Hydrogenics y la presión minina de almacenamiento del hidrógeno para su comercialización. Finalmente, el análisis económico de la factibilidad del proyecto basado en los indicadores del TIR, VAN, VCB dio como resultado que el retorno de inversión del parque fotovoltaico y de la planta de hidrógeno se dará en 5 a 7 años, lo cual está dentro de los márgenes admisibles de recuperación de capital de proyectos.