Renewable Energy Integration for Vehicles: Solar Energy and Green Hydrog

Abstract

This study demonstrates integration of renewable energies – solar energy and green hydrogen – for fueling vehicles. A scale prototype was tested – a vehicle that works with a reversible fuel cell, powered by photovoltaic energy, and whose operation is visible. The advantage of this method is that H2 is produced in the vehicle itself. This experiment was carried out in the Laboratory of Smart Grids and Renewable Energies of the Faculty of Science of the Polytechnic High School of Chimborazo. For the statistical analysis, a 22 factorial design was used, where factor A was the charging time of the solar panel (5 min – 15 min) and factor B was radiation (low [at night or early in the morning] – high [midday]). The average maximum vehicle operating time was 162.37 s at the point (high radiation, 15 min). It is recommended that the internal polymeric membrane of the fuel cell should stay hydrated up to half its capacity. Keywords: Photovoltaic energy, Renewable energy, Fuel cell, Electrolysis, hydrogen, Solar panel. Resumen El presente estudio demuestra una integración de energías renovables para vehículos: energía solar e hidrógeno verde, para lo que se experimentó con un prototipo a escala: un vehículo que funciona con una celda de combustible reversible, alimentada por energía fotovoltaica y cuyo funcionamiento es visible. La ventaja de esta versión es que la producción de H2 se lleva a cabo en el propio vehículo. Este experimento se llevó a cabo en el laboratorio de Redes Inteligentes y Energías Renovables de la Facultad de Ciencias, de la Escuela Superior Politécnica de Chimborazo. Para el análisis estadístico se utilizó un diseño factorial 22, donde el factor A fue el tiempo de carga del panel solar (5 min– 15 min) y el factor B la radiación (baja (tarde o temprano en la mañana) – alta (medio día)), el tiempo máximo promedio de funcionamiento del vehículo es 162,37 s en el punto (radiación alta, 15 min). Se recomienda que la membrana polimérica interna de la pila de combustible siempre permanezca hidratada hasta la mitad de su capacidad. Palabras Clave: Energía fotovoltaica, Energía renovable, Celda de combustible, Electrólisis, Hidrógeno, Panel solar.