Diseño de una instalación para ensayo de pilas de combustible en condiciones atmosféricas de vuelo de un avión no tripulado

Abstract

Después de estudiar la idoneidad de las pilas de combustible tipo PEM de hidrógeno y DMFC de metanol directo para su utilización en sistemas propulsivos de aeronaves no tripuladas (UAV), se procedió a simular sus respectivas curvas de polarización en condiciones de vuelo. Es importante estudiar cómo afecta al rendimiento de las pilas de combustible la variación de las condiciones atmosféricas durante el vuelo de un UAV, dado que la mayor parte de los sistemas comerciales están concebidos para su uso en tierra. Por tanto, es de interés la validación de esos modelos de simulación a partir de datos experimentales. Para ello, se presenta en este trabajo el diseño de un banco experimental climatizado de pilas de combustible, en el que poder variar magnitudes como la presión atmosférica, la temperatura o la humedad relativa. Permitirá elegir los casos simulados de mayor interés típicos de la envolvente de vuelo de distintos tipos de UAV en función de las características de la instalación. El banco consiste en una cámara climática estanca y aislada térmicamente a la que van conectados un circuito de refrigeración con intercambiador de calor y una bomba de vacío. En una segunda fase se incluirá un evaporador para el estudio de la humedad relativa. Se elige control PID mediante sonda PT100 y sensores de presión y humedad. El diseño permite condiciones suficientes de estabilidad geométrica y temporal en el interior de la cámara como para estudiar los casos elegidos. Estudios previos similares, se centran en pilas de combustible alimentadas con hidrógeno. En este caso se pueden estudiar también pilas de combustible de metanol, para la que ya existen ejemplos de UAV